Manejo de elementos de la producción porcina que pueden causar efectos ambientales

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(1)1)111 en tie el sector porcicola y a mbien ta 1 del depa rta men to de A ii tioqu ía Con PCI1W (IC COUC(ThlCiOJl. /)(1111 1111(1 /)rOdUCCiO)1 Illib, 11111. Manejo de elementos de la produccio"n porcina que pLieden causar efectos ambientales. --. IT -.. L. -L. 44. •'••. I,. - q.'. •,. ...-. -,.'. T' •J. 18713 1LiI. S I-p •. :. i:1'i. - .----. .. -'--S. 14$. á... 1i'1. -. -.

(2) : y:y. /. , Convenio de concertacion para una produccion mas limpia entre el sector porcIcolay ambiental del departarnento de Antioquia. 4Manelo de elementos de la produccion porcina que pueden causar efectos ambientales m,. m.

(3) FONDO NACIONAL DE LA PORCICULTURA. OR. © Asociación Colombiana de Porcicultores ACP © CorporaciOn Autónoma Regional Rionegro - Nare CORNARE © Corporación Autónorna Regional del Centro de Antioquia CORANTIOQUIA Edición:. Cornité Operativo del Convenio de Concertación para una producción más limpia entre el Sector PorcIcola i Ambiental del Departamento de Antioquia. ISBN: 958-8008-23-9 Portada:. La Cosecha" (1888), Vincent van Gogh (1853- 1890) Liseño, Eiag,ramacion c impresiOii:. Editorial U.P.B. 1997. Corn rb '. 407ONA Ri.GOt.

(4) Sugerencia para la utilizacion de es ta ca rti 11a Este libro ha sido concebido como un material de consulta y como gula para la elaboración de algunos de los apartes del Plan de Manejo Ambiental de las granjas porcIcolas. El porcicultor o las personas vinculadas a esta actividad pueden consultar independientemente los capItulos que sean de su interés: No es necesario ilevar una lectura secuencial comenzando por el primer capItulo. Cada capItulo puede abordarse en forma independiente de los demás sin necesidad de una secuencia preestablecida. No obstante, si el porcicultor no tiene conocimiento del texto del Convenio de Concertación, le sugerimos leer inicialmente los ANEXOS 1 y 2 de este libro,.

(5) it. mm1. En Ia redacción de este documento participaron directamente las siguientes personas: Jaime Franco D. Universidad Nacional de Colombia Sede de MedellIn. Walter Osorio V. Universidad Nacional de Colombia Sede de MedellIn. Sergio 0. Giraldo M.. Tecniagro S.A.. Margarita M. Gallego G.. Contegral S.A.. Gonzalo Garcia G. Ivan Echeverri P John Carlos Peláez T. Edgar Gonzalez Ch. Juan Guillermo Galván Albeiro David Salazar Carlos 0. Duque G. Julián David Chará 0.. Granja Tribilandia Agropecuaria Los Llanos Solla S.A. CORNARE CORANTIOQUIA CORNARE CORPOICA Fundación CIPAV.

(6) TABLA DE CONTENIDO uno.. Introducción. 11. dos.. Breve nota sobre ci agua en la eplotación porcina. 13. tres.. Manejo de las excretas al interior de la granja. 17. cuatro. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4.. Caracterización de las excretas porcinas Producción y componentes Parárnetros fIsico-quIrnicos Contenido de nutrientes para fertilizaciOn agrIcola Parárnetros nutricionales de la excreta porcina. 19 19 21 21 23. cinco. 5.1. 5.2. 5.3. 5.4.. Alternativas para ci manejo de las excretas Pastoreo SeparaciOn de sólidos y excretas sólidas Excretas lIquidas Tratarnientos de alta depuraciOn.. 25 25 26 40 52. seis. 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5. 6.6.. Uso de la porquinaza como fertiiizante Fundarnentos CaracterizaciOn de la excreta porcina corno fertilizante Elaboración de un plan de fertilización con porquinaza Factores que determinan los procedirnientos de aplicaciOn Fertilización con porquinaza sólida Seguirniento y control. 57 57 65 67 86 90 92. siete. 7.1. 7,2. 7.3. 7.4. 7.5.. Otros eleinentos con posible impacto ainbiental Cadáveres, placentas, amputaciones, etc. Envases de vidrio que han contenido biolOgicos Otros envases de vidrio Material cortopunzante Material plástico contaminado rnicrobiológicarnente. 10 1 101 105 107 107 107. oclio.. Aguas residuales doinésticas El sistema Funcionamiento del sistema Operación Mantenimiento. 109 109 114 115 115. 8.1. 8.2. 8.3. 8.4..

(7) nueve. 9.1. 9.2.. Con trol de inoscas y roedores Mosca doméstica Roedores. 119 119 124. diez. 10.1. 10.2.. Control de olores en la actii'idad porcina El de los olores, un problema de origen subjetivo Algunos fundamentos técnicos de los olores en la actividad porcIcola Prácticas de manejo.. 127 127. 10.3.. B1BLIOG1AFIA ANEXO 1. Acuerdos y comprornisos del convenio relacionados con concesión de aguas, permiso de vertirnicntos y plan de manejo ambiental. ANEXO 2 Términos de referencia para plan de manejo ambiental. 129 131 135. 137 141. INDICE DE TABLAS TABLA 1. Producción de materia fecal y orina como proporción del peso vivo. 21. TABLA 2. ProducciOn diana de nutrientes para fertilizaciOn segün el estado fisiologico. 22. TABLA 3. Cornposición de la porquinaza sólida producto de la separación. 23. TABLA 4. Requerirnientos nutricionales de varios cultivos. Niveles de rernociOn segiln nivel de producción. 66. TABLA 5. Variación de la producción diana de nitrógeno en una granja de 200 cerdos de ceha que funciona con sistema "todo dentro - todo fuera". 86.

(8) TABLA 6. Dimensiones del sistema de tratamiento de aguas dornésticas segün Ia cantidad de personas. 110. TABLA 7. Parámetros para el cálculo del campo de infiltraciOn. 113. NDICE DE FIGURAS FIGURA 1. Fraccionamiento del componente sólido de las excretas porcinas. 20. FIGURA 2. Terraza o patio para reducir humedad a los sólidos separados. 30. FIGURA 3 Separador de criba inclinada estacionaria. 32. FIGURA 4 Separador de criba rotatoria con rodillos - Ilustración. 33. FIGURA 5 Separador de prensa de tornillo. 34. FIGURA 6 Pila de 'compost" con aireación mecánica. 35. FIGURA 7 Pila de compost con aireación pasiva. 36. FIGURA 8 Biodigestor de estructura rIgida. 45. FIGURA 9 Biodigestor CIPAV. 48.

(9) FIGURA 10 Representación esquemática de un reactor anaeróbico de lodos con flujo ascendente (UASB). 50. FIGURA 11 Cálculo del caudal o aforo de una corriente de agua. 97. FIGURA 12 Fosa para descomposición de cadáveres. 103. FIGURA 13 Sistema de tratarniento de aguas residuales domésticas. 111. FIGURA 14 Campo de infiltración para el efluente del sistema de tratarniento de aguas residuales domésticas. 114. FIGURA 15 Trampas para capturar mosca doméstica. 123.

(10) 1r_. -. JOEL. L!. AaI Ce Llt r -. --. L. (di riiiit. LI. For trabajar en el area de la alimentación, nos sentimos comprometidos en la defensa perrnanente de la vida. Para honrar ese compromiso, estamos obligados a contribuir en la preservaciOn del medio ambiente. (Inspirado en nuestro codigo de Valores). Medeilin: Autopista Stir No.2 Su -251. Teléfono: 2555711, Fax: 255 1243. A.A. 55283. BooIá Cel: 93 333 45 74. Marilzales: Cel; 93 424 11 93. Call: Telefax: (92) 441 4792. Cel: 93 429 00 54. Bucaramanga Telefax: (976)563583. Cel: (93) 277 06 95 Unea de SeMdo a] Cliente: (94) 255 74 51. e-mail: premex@epmneLco. I' RLM LX Tecnologia en in9redientes para nutrición animal.

(11) PREAMBULO. Crisie's ecologica del planeta tierr] En 1992, después de un profundo estudio que incluvó Ia modelación matemática de la gran mayorIa de las variables que caracterizan la economIa y las actividades dcl hombre sobre Ia tierra, ci Club de Roma (Meadows, et al., 1994) obtiene las siguientes conclusiones:. cambios. El primero es una revisión global de las poiIticas y prácticas que perpet(ian ci crecimiento del consuino material v de la p0blaci6n. El segundo es un incremento rápido ' drástico de la eficiencia con la cual se utilizan los materiales y las energIas.. La utilización humana de muchos recursos esenciales y la generación de muchos tipos de contaminantes han sobrepasado ya las tasas que son tIsicamente sostenibles. Sin reducciones significativas en los flujos de materiales y energIa, habra en las décadas venideras una incontrolada dismi nución per capita de la producción de alimentos, el uso energético y la producción industrial.. 3. Una sociedad sostenible es aün técnica y económicamente posible. PodrIa ser mucho más deseable que una sociedad que intenta resolver sus problernas por la constante cxpansión. La transición hacia una sociedad sostenible requiere un cuidadoso equilibrio entre objetivos a largo plazo, y un énfasis mayor en la suficiencia, equidad y calidad de vida, que en la cantidad de la producción. Exige más que la productividad yr más que la tecnoIogIa; requiere también rnadurez, compasión y sabidurIa.. 2. Esta disrninución no es inevitable Para evitarla son necesarios dos.

(12) no Introduccion. Tierra, ci 6nico sitio donde Ia especie humana puede vivir, ha venido sufriendo un deterioro ambiental cada vez más acelerado. A este deterioro con tribuven muchas actividades del hombre y entre ellas se enduentran las explotaciones porcinas ma! manejadas. Estas pueden ilegar a contaminar y deteriorar suelos, agua Y aire cuando su manejo no se hace con criterio adecuado. Desde hace más de 20 años, existe en Colombia una de las legislaciones ambientales más completas del mundo. Sin embargo, su cumplimiento ha sido la excepción. La Constitución de 1991 y algunas de las leves dictadas como consecuencia han creado unos mecanismos de gran eficacia mediante los cuaies las autoridades y la cornunidad pueden garantizar la defensa de los recursos naturales v del medio ambiente.. Aquellos productores que carecen de programas de produccion ambientalmente limpia han corrido y están corriendo ci riesgo de incurrir en multas y cierre de sus establecimientos. Por esta razón, surge ci CON VENIO DE CONCERTACION PARA UNA PRODUCCION MAS LIMPIA, el cual actüa como escenario para que las lerso1as que se sometan voluntariamente a él adecüen al ordenamiento legal ambiental sus explotaciones porcIcolas, mediante rnecanismos v procedimientos que permitan la supervivencia como productores. La presente cartilla tienc por objeto servir de referencia para los productores que voluntariamente se acojan al Convenio de Producción Más Limpia. En ella no se encontrarán formulas mágicas para lograr que las explotaciones pordIco!as no deterioren el me-.

(13) Introducción. dio ambiente. El logro de este objetivo depende fundamentalmente de la actiitud del porcicultor. En esta cartiha se informa a los porcicultores sobre las prácticas de producción y sisternas o actividades que permiten prevenir, corregir 0 mitigar los impactos ambientales negativos que pueden derivarse de la actividad porcIcola. Las alternativas propuestas han sido convenidas y aprobadas por las autoridades ambientales signatarias del convenio como sistemas ambientalmente váhidos para el manejo y procesamiento de los elernentos de la actividad porcina que pueden causar impacto ambiental con efecto negativo. La elccción del sistema, dentro de las alternativas expuestas, asI como las dimensiones y detaIles constructivos o de operacion, son tarea de cada porcicultor. En ningtn caso se excluyen otras alternativas diferentes a las presentadas, que puedan ser ambientalmente sanas. Pero cuando se escoja una cualquiera de las presentadas, no habrá necesidad de sustentar a la autoridad su viabilidad técnica dentro de los Planes de Manejo Ambiental. En los siguientes Items del Formulario de AdhesiOn y Solicitud de Adecuación al Ordenamiento Legal Ambiental y del Plan de Manejo Am-. Introduccjón. biental pueden utilizarse las constantes y procedirnientos o delineamientos de cálculo que se abordan en esta cartilla: Necesidades de agua para uso en actividades domésticas y en la explotación porcIcola. Cálculo de las cantidades de sólidos y lIquidos producidos en actividades domésticas y producción porcina. Cálculo de la fertillzación con porquinaza sólida y lIquida. Cálculo de tanques de fermentaciOn para cadáveres, placentas, amputaciones y material similar. Sisterna de tratamiento de aguas residuales domésticas. Finalmente, se trae en este manual el texto de los Términos de Referencia para Plan de Manejo Ambiental acordados en el Convenio de Concertación y los apartes del Convenio que hacen referencia expresa a este Plan de Manejo y a los trámites necesarios para obtener la ConcesiOn de Aguas y el Permiso de Vertirnientos. La lectura cuidadosa de ellos guirará al porcicultor en el procedimiento para adecuar su explotación al ordenamiento legal ambiental..

(14) gal nota sobre elaffla 'la explotacion porcina --. & /. El agua es un elemento fundamental para obtener una buena productividad v mantener un ambiente sano en las granjas. Sin embargo, esto no implica que sea necesario desperdiciarla. La captacion, conducción, alrnacenamiento y distribuciOn deben hacerse de forma tal que se conserve la cantidad v calidad del recurso hIdrico. Las obras de captación deben haber sido aprobadas por las autoridades ambientales. La cantidad de agua usada en una granja porcIcola depende fundamentalmente de los siguientes factores: 1. Cantidad de cerdos 2. Tamaño y etapa fisiologica 3. Temperatura ambiental. 0. 4. Estado y manenimiento del sistema de tuberlas, canillas, mangueras; presencia y estado de válvulas al final de mangueras.. 5. Estado V mantenimiento de los bebederos. 6. Actitud del personal encargado de las labores de aseo. 7. Sistema de manejo de excretas.. En términos generales, se requiere un máximo de 30 litros por cerdo y por dIa en una explotación de crIa, levante y ceba; 35 litros cuando la granja Cs de crIa y levante, y 20 litros cuando solo se incluye la etapa de ceba. No obstante, los numerales 4, 5 y 6 de la lista anterior pueden determinar que la granja sea mucho rnás eficiente en ci uso de est.e recurso, y.

(15) Breve nota sobre el agua en la explotaciOn porcina. también pueden determinar que el recurso se mal-utilice liegando a gastos del 30% r más por encirna de las cifras anteriores. Para lograr Ia rriáxima eficiencia en el uso del agua, es necesario dar un permanente mantenimiento, obteniendo asI un funcionamiento Optimo de tuberIas, canillas y bebederos. Un punto fundamental es que las mangucras usadas en ci aseo deben contar con una válvula en ci extremo que manipula el trabajador para cvitar ci desperdicio en los momentos en que ci trabajador no está operando la manguera. Asirnismo, en ci asco diario de corrales con pisos sólidos, se debe utilizar manguera solo después de haber raspado la excreta hasta la zona de desagues y "gateras". No se debe utilizar el agua de la nianguera para arrastrar las heces hasta los desagues. Cuando la excreta se utiliza como fertilizante, la cantidad de nitrogcno y dcmás componentes del fertilizante depende exciusivamente del nümero y peso de los cerdos, por lo tanto nada se gana aumentando la cantidad de agua de lavado; con ello solo se aumenta la cantidad de porquinaza que es necesario manejar (y, por lo tanto el costo), pero la cantidad de nitrógeno será la misma; la mayor cantidad de agua no significa mayor superficie de praderas o cultivos a fertilizar. Detalles como estos son los que determinan las grandes diferencias en ci gasto de agua.. Es altamente recomendable ci uso rutinario de equipos de lavado a presión diseñados especIficarnente para disminuir ci gasto de agua. Ellos no solamente disminuyen ci gasto de agua, sino que permiten mayor eficacia y, por lo tanto, mayor efectividad en ci aseo: mejor aseo en menor tiemp0 y con menos agua.. Para lograr una. raClo flu lizacion en ci uso (Icl recurso liIdrico. por las explotaciones porclnas, es necesano ins-. La expiotación porcina no requiere en si misma grandes cantidades de agua. Los altos consumos que se tienen en algunas granjas son causados por ci mal funcionamiento de la red de distribución o por ci mal estado de canihas, manueras, bebederos, etc., y, principalmente, por la faita de compromiso de los operarios encargados de las iabores de aseo.. tiiii ni, contador de agua que pennita conocer la cajitidad de agiia consuinida en la explotadoll.. Para lograr una racionalización en ci uso del recurso hIdrico por las explotaciones porcinas, es necesario instaiar un contador de agua que permita conocer la cantidad de agua consumida en la explotación. Mensualmente se debe medir ci consumo total y calcular ci consumo por cerdo alojado.. Las mangueras siempre deben tener una válvula que permita interrumpir de manera fácil el flujo de agua. AF.

(16) Breve nota sobre el agua en la explotacián porcina. dos. CONTROL AL CONSUMO DEL RECURSO HIDRICO Granja: Año It. I]i. * Si se Ileva control por semanas. La historia del consurno debe conservarse en la granja.. rutinarios (bloque o adobe revocados, material sintético, etc.).. Toda granja debe contar con un sistema de almacenamiento que cumpla al menos las siguientes condiciones.. El ingreso del agua debe contar con un sistema que permita ci control de Ia entrada, automático o no.. Una capacidad equivalente a no menos de tres dIas de consumo. Dehe estar construido en material que permita ci asco r desinfección. La conducción y distribuciOn debe hacerse por medio de tuberla (PVC o metálica). Desde hace muchos aflos, las leyes.

(17) dos. •. nacionales obligan a los usuarios del recurso hIdrico a solicitar una concesión de agua ("merced de agua") para tener derecho a su uso y además obligan a las autoridades a cobrar determinadas tasas por el uso del agua. En términos prácticos, para los porcicultores las i.inicas excepciones a Ia obligacion de obtener una Conceiu de Aguas serIan la utilización de aguas que nacen y mueren dentro del predio, las aguas iluvias captadas antes de liegar al suelo y la utilizaciOn de agua suministrada por una entidad administradora de un acueducto (en este caso dicha entidad debe haber obtenido la concesión). Entonces, ci agua es un bien püblico, no es propiedad privada. Los particulares pueden hacer uso de ella en virtud de una concesión que tiene que ser solicitada a la autoridad ambiental. Pero una vez que se hace uso del agua, ella debe ser devuelta al medio ambiente de manera tal que cuando Ilegue a los cuerpos de agua pueda ser nuevamente usada por otro particular. Dc lo contrario se estarIa violando el derecho de todos los particula-. Breve note sobre el agua en la exp!otaciOn porcina. res a hacer uso de este recurso natural; derecho consagrado por la Con stitución y las leyes nacionales. Los porcicultores que actualmente no cumplen con esta obligaciOn legal deben iniciar los trámites necesarios para solicitar la concesión. Desde ci punto de vista de las tasas, lo más comtin en las zonas rurales es que la tasa por uso de agua se fije segün la cantidad de agua que se haya adjudicado en la concesiOn. Por ello, debe solicitarse la cantidad de agua necesaria; solicitar más de ello conduce a pagar por una mayor cantidad de la que realmente se usa. Si se aumenta la eficiencia en ci uso del agua 0 Si, por cualquiera otra razón, los consumos son menores a la cantidad de agua adjudicada, es posible solicitar una modificación de la concesión para disminuir ci pago por un recurso que no se está usando. Dc la misma manera, también es posible solicitar una rnodificación de la conceSion Si por cualquier razón se incrementa la necesidad de agua corno, por ejemplo, por una ampliacion.. El agua es un bien pa/thee, no es propiedad privada. Los particulares pueden hacer. USC. de. ella en i'irtud de una concesión que tiene que ser solicitada a la autoridad ambienta.l. Pero una vez que se J'iacc uso del agua, ella debe ser devuelta cii inedie ainbiente de inanera tal que cuando liegue a los cuerpos de agua pueda ser nuei'amente usada por otro particular..

(18) Manelo d' las '0. excretas a int....eri* o 0. 0. de , granja Bajo aquellas situaciones en que no se maneja cama permanenternente, el manejo de las excretas al interior de la granja depende del tipo de piso construido. Existen básicarnente dos sisternas de piso que determinan dos sisternas de manejo de las excretas: ci piso sOlido o continuo donde las excretas sOlidas y lIquidas son evacuadas al menos una vez al dIa, y los pisos ranurados en los cuales la orina, la excreta sOlida v el agua de lavado se alinacenan por debajo del piso de los cerdos y de allI son evacuados a los tanques estercoleros con una frecuencia variable. En las granjas o secciones de las granjas que cuentan con piso sOlido, gene-. ralmente se hace aseo dos veces a! dIa. En términos generales, en la mayorla de las secciones de las granjas se liace aseo dos veces a! dIa (con excepción de aquellas en que se trabaja con fosas inundadas). No se puede permitir que ci sistema de aguas iluvias sea descargado en el tanque estercolero. Siempre hay que garantizar una independencia total del sistema de aguas liuvias, de modo que no se contarnine con excretas. El agua lluvia que cae sobre los techos o pasillos no debe caer a los corrales ni a los caños que sirven para conducir las excretas. Las aguas liuvias deben colectarse, conducirse y dis ponerse de modo que no se mezclen con las excretas ni sean causa de erosion..

(19) DET NoRsKE VERITAS CERTIFICADO DEL SISTEMA DE CALIDAD Certificado NO. QSC - 5124 Mediante éste se certifica que el &stema de Ia Calidad de. LUCTA GRANCOLOMBIANA, LTDA. en Santafé de Bogota, Colombia es conforme a la Norma de Aseguramiento de &stemos de la Calidad:. Iso 9001, 1994 Este Certificado es vdlido para el siguiente campo de aplicacion:. DISEI'TO Y PRODUCC ION DE AROMAS, FRAGANCIAS Y ADITIVOS PARA NUTRIC ION ANIMAL. Lugary Fecha:. Ete Certficado es v&ido ha.cta:. Rotterdam, Mayo 10, 1996. 10 de Mayo, 1999. pot !a Unidad Acreditada. DET NORSKE VERITAS INDUSTRY B.V.,. Esta Empresa estd Certsjicada desde:. ('. Al BAJOS Accredited by the RvA Ripresentante de Ia Dirección. AuditorJefe. DNV MANAGEMENT SYSTEM GFJrnnCnON La no satisfacciôn de Las condiciones expuestas en ci Apéndice dará lugar a Ia invalidación del mismo. 0OCN0SFC-D..45F.3094. Drr NORSKE VERITAS INDUSTRY B.V. Haastrechtsu'aat 7, 3079 DC Rouerdam, The Netherlands, TELINT.:+3 11047986 00, FAX: +31104797141.

(20) Caracterizacion de las excretas Porcinas 40. No es el propósito de esta sección un anlisis o descripción exhaustivos de las cxcretas porcinas; se trae la informacion necesaria y suficiente para los obetivos de esta cartilla.. material utilizado corno cama, residuos de alimento, polvo, otras partIculas y una cantidad variable de agua proveniente de las lahores de lavado y pérdidas desde los bebederos.. El factor más determinante de la CaracterizaciOn de Ia porquinaza lo constituye el sistema de manejo de la misma en cuanto a las cantidades de agua que se adicionan. En nuestro medio existe gran variación al respecto, y por lo tanto se ha decidido entregar la informaciOn con base en producción por umdad de población porcina en pie en un perIodo de tiempo.. La tasa de producciOn de excretas se pucde ver afectada por varios factores, entire los cuales se puede señalar: Edad del animal Madurez fisiologica Cantidad y calidad de alimento ingerido Volumen de agua consumida Clirna. 4.1. PRODUCCION V COMPONENTES La porquinaza está formada por heces fecales y orina mezcladas con el. La producción de porquinaza se cuantifica en términos de cantidades de excretas por dIa y por animal. También es comun la expresión de algunos valorcs por cada 100 kilos de peso vivo..

(21) cuatro. Caracterización de las excretas porcinas. 41:~. En Ia tabia I se muestran las tasas de produccion de heces v orina cxpresadas como proporción del peso vivo en los diferentcs estados fisiológicos. La orina represen ta aproximadanientc ci 45 % de las excrcta, y las heces, ci 55%. El contenido de humedad de la excreta está alrededor del 88%; el contenido de materia seca es del 12%. Cerca del 90% de los sólidos se excretan en las heces; la orina contiene ci 10% de los sólidos. La densidad de la excreta fresca es ligcranicnte nienor de 1.0 (aunque son comunes las rcfei-encias de vaiorcs ligeramente superiores a 1.0). El total de los sólidos tiene una densidad baja, dc 0.84 kg/I. La excreta. porcina contienc sOlidos que flotan v sóiidos que se sedimentan, adeni/is de sólidos cii suspension.. La figura 1 presenta una guIa para el aiiilisis de los distintos componentes de Ia excreta con relación al Total de SOlidos Totales (Sf1'). Se ilustra igualmente la producción diana de cada UflO (IC los componentes por cada unidad de 100 kilos de población porcina en pie. Los SOlidos Vo1itiles Totaics constituvcn el 80% de los STT y cerca del 10 % de las heces 'i orina excretadas por dIa. Del total de excretas (heces y orina), aproximadamente el 1 2% corresponde a material sólido. Figura 1. FRACCIONAMIENTO DEL COMPONENTE SOLIDO DE LAS EXCRETAS PORCINAS.

(22) cuatro. Caracterización de las excretas porcinas. Tabla 1. PRODUCCIÔN DE MATERIA FECAL V ORINA COMO PROPORCIÔN DEL PESO VIVO (%). Hembra vacIa Hembra gestante Hembra lactante Macho reprod. Lechón lactante Precebos Levante Finalización. Rango J. Promedio. Estado. -. 4.2. PARAMETROS FiSICO-QUIMICOS Diariarnente se producen 0,25 kg de Demanda Biologica de OxIgeno (DBO) y 0,75 kg de Dernanda QuImica de OxIgeno (DQO) por cada 100 kilos de peso vivo. Por 10 general, la DBO es un tercio de la DQO y cerca de un tercio de los Sólidos Totales Totales (SiT) en las excretas porcinas frescas. El pH varIa entre 6 y 8. Mientras más frescas sean las excretas, rnás neutro será su pH. La temperatura de Ia excreta fresca al momento de su expulsion es la misma que Ia del cuerpo del cerdo. Poco despues, la excreta alcanza la temperatura del piso y de la instalación. Y, adicionalmente, esta temperatura llegara a estar fuertemente determi-. 4,61 3,00 1,72 2,81 —i 8,02 7,64 6,26 6,26. j. '. 1 -. 3,3 2,7 6,0 2,0 6,8 6,6 59 53. - 6,4 - 3,2 - 8,9 - 3,3 - 10,9 - 10,6 - 6,6 - 6,5. nada por la del agua con la cual se mezcla. La alcalinidad y conductividad son propiedades más del agua de lavado y de bebida que propiarnente de la excreta. El Carbon Orgánico Total (COT) es una medida de la disponibilidad inmediata de carbon por descomposición de las bacterias. Su valor estimado es de 0,30 kg por cada 100 kg de peso de cerdo vivo/dIa.. 4.3. CONTENIDO DE NUTRIENTES PARA FERTILIZACIÔN AGRICOLA La tabla 2 presenta los aportes, en la excreta porcina, de los principales elernentos necesarios para la.

(23) cuatro. 11lIIIIP. Caracterizacián de las excretas porcinas. labia 2. PRODUCCIÔN DIARIA DE NUTRIENTES PARA FERTILIZACION SEGUN EL ESTADO FISIOLÔGICO***. Hembra lactante**. 133. 69. 79. Pie de cria no iactante. 52. 31. 34. Precebo. 16. 54,3. 36,8. 36,7. Levante. 35. 45,1. 31,1. 34,4. Finaiización. 80. 44,5. 34,9. 34,9. *. ** ***. Gramos por cada 100 kilos de peso vivo lncluye la camada Con base en la información de: Midwest Plan Service -USA-, 1993; American Saciety of Agriculture Engineers 1992; Consejo Mexicano de Porcicultura, 1996.. fertilización de cultivos agrIcolas. El nitrógeno de las excretas es ci elemento de fertilizaciOn más importante, debido a que ci ahmento surninistrad() a los cerdos tiene contenidos altos de proteIna; siendo, por tanto, su contenido en las excretas de un nivel alto. Además, de los distintos nutrientes presentes en la excreta, es ci nitrogeno ci que presenta mayor riesgo ambiental cuando ella se utiliza en fertilización. Por ello, y corno se vera más adelante, la fertiiización agrIcola Sc fundamenta en el contenido de nitrOgeno de las excretas. En las excretas, el NitrOgeno Total I(jeidahi (Ti(N) se compone principalmente de nitrógeno orgánico y de amonIaco (TAN). Del nitrógeno total producido, ci 60% está en forma amoniacal (TAN) y ci 40% en forma. organica (TON). La gran mayorIa del nitrogeno de las heces fecales es orgánico, mientras que la totalidad del de la orina es amoniacal. Por acción de las bacterias aeróbicas de los suelos, ci nitrógeno orgánico es transformado en nitrógeno amoniacal. AsI mismo, ci nitrógeno amoniacal es ilevado a nitritos (NO2) y nitratos (NO3) por la acción bacterial en ci suelo. El NOT es la forma como las plantas absorben ci nitrógeno; pero el excedente no utilizado por los cultivos es lixiviado a través del perfil del suelo, ya que es altamente soluble en ci agua. En esta medida, en ci suelo, los excesos de nitrógeno por encima de las necesidades de los cultivos se convierten en riesgo de contaminación de aguas..

(24) CaracterizaciOn de las excretas porcinas. i4iØIi. labia 3. COMPOSICIÔN DE LA PORUUINAZA SÔLIDA PRODUCTO DE LA SEPARACIÔN. flTTTTR: Materia seca ProteIna Fibra cruda Grasas Cenizas Calcio Fósforo. - 35,00 2,50 - 4,50 10,00 - 18,00 0,80 - 2,70 2,10 - 2,80 0,38 - 0,40 0,23 - 0,28 21,00. El principal determinante de la 'ariación en el valor fertilizante de la excreta porcina es la calidad del alimento recibido por los cerdos. En paIses donde es comün que cada granjero fabrique su alimento, este es un hecho que puede tener alguna importancia, y se menciona con frecuencia. Pero con ci estado de desarrollo de la técnica nutricional y, con mayor razOn, en condiciones donde unas cuantas fábricas de alimento entregan la gran rnayorIa del concentrado para la explotación porcina, como el caso nuestro, puede decirse que no hay, desde ci punto se vista de la calidad del fertilizante orgánico, una variación que amerite tratamientos particulares. Caso diferente es aquel donde los cerdos reciben alimentaciones especiales, como en sisternas donde un subproducto es responsable de la mayor proporción del alimento. En. cuatro. estos casos de alimentaciones francamente anormales, generalmente son los desbalances nutricionales los que determinan la diferencia en la calidad de las excretas; ya que, en condiciones adecuadas, la participación mayoritaria de un subproducto no deberIa provocar gran variaciOn siempre y cuando se conserve ci balance nutricionai.. 4.4. PARAMETROS NUTRICIONALES DE LA EXCRETA PORCINA Se hace referencia aquI a la fracción sólida producto de los sistemas de separaciOn y que puede usarse en la alimentaciOn de rurniantes. Comünmente se encuentra una gran variación en ci valor proteInico de la porquinaza sólida. La principal causa es que una vez se produce la porquinaza sOlida y cornienza su proceso de secado, se inicia un proceso de grandes pérdidas del nitrogeno amoniacal presente. Entonces, el valor proteInico estará asociado al proceso de secarniento a que haya sido sometida. La tabla 3 muestra los valores de concentraciOn de los principales principios nutricionales. Es de anotar que cuando se trata de utilizar Ia porquinaza sOlida en programas de aiimentación de rumiantes fundamentados en ci consumo.

(25) Caracterización de las excretas porcinas. de pastos frescos, la porquinaza tiene principalmente un valor estratégico para incrementar la ingesta diana de materia seca. Condición esta muy diferente a aquella en que. la porquinaza se utiliza al lado de cereales y granos o subproductos para formar parte de un suplemento, complernento o de la ración básica.. El NO es In forina coino ins plantas absorben ci nitrógeno; pero ci excedente no utilizado por bc cuitivoc ec huviado a tiaves dcl peifli del suelo, ya que. Cs. altainente soluble en. ci agua. En esta medida, en ci suebo, los excesos de nitrOgeno por encima de las necesidades de los cultivos se con vierten en riesgo de contaminación de aguas..

(26) Alternativas para el maneloo de las excretas 5.1. PASTOREO Haremos inención de este sistema de producción aqul, Va que conduce a impactos v efectos arnbicntales denvados del manejo de excretas rnuy distintos a los de los sisternas estabulados. En su forma tecnificada, ci pastoreo es un sistema de producción poco utilizado en Colombia; pero dIa a dIa se menciona más esta alternativa cuya principal ventaja radica en la menor inversion en in stalac jones. El sistema consiste en alojar los cerdos de crIa y levante o ceba en campo abierto, utilizando cercos que separan los lotes, cobertizos para generar sombra v bebederos para agua de consumo. En algunos casos se utilizan. comederos o simpiemente se suministra el alirnento en el suelo. Es un sistema apropiado para proclucción porcina siempre y cuando se tenga en cuenta los siguientes requisitos. Densidad: No se debe trabajar a menos de 700 m2 por hernbra de crIa o cerdo de engorde; de lo contrario ci detenioro del suelo seth rnuy grande (pantanos, conipactación, erosion). En casos especIficos de suelos con ciertas caracterIsticas y zonas de poca precipitación se puede llegar a 400 m2 por cerda o cerdo de engorde. Los cerdos no pueden tener acceso directo a los cuerpos de agua. Tipo de suelo: texturas arenosas con excelente capacidad de drenaje..

(27) cinco. Alternativas para el manejo de las excretas. 4~. Clirna: Siempre y cuando se ten.. gan los medios para protección de sol, humedad y viento, pueden establecerse granjas desde ci fivel del mar hasta los 2.800 metros de altura. En condiciones de precipitación superiores a los 600 mrn/año, se debe ser muy estricto en el tipo de suelo, en la cobertura vegetal del mismo y en ci manejo de la rotaciOn para evitar problernas de pantano y transporte de material de suelo a los cuerpos de agua. Dependiendo de la temperatura ambiental, las necesidades de heno o paja para manejar lechones lactantes y pos-lactantes podrIan ser hasta 300 kilos por cerda'año. Lo cual exige contar con un sistema adecuado para Ia disposición de este material. El sistema de producción en pastoreo que cumpia los requisitos anteriores es un sistema ambientalmente sano y es recomendable su implantaciOn. Los principales riesgos ambientales que deben evitarse en los sistemas de pastoreo están asociados a problemas de erosion de suelos y contaminaciOn de cuerpos de agua cuando se permite ci acceso directo a ellas. El establecimiento de sistemas de producción intensiva en pastoreo y de gran tamaño requiere un diseño por parte de personas con conocimiento y experiencia en ci tema.. 5.2. SEPARACIÔN DE SOLIDOS V EXCRETAS SÔLIDAS Con la expresión "porquinaza IIquida" y "excretas lIquidas" se hace referencia a la presentacion de la excreta generada en aquellas explotaciones que utiiizan manguera para ci aseo frecuente, fosas inundadas debajo de pisos ranurados, tanques de vaciado ("flush tank") o un sistema cualquiera de manejo y conducción de excretas que las entrega en forma iIquida (menos del 10% de materia seca). En ci manejo correcto de la excreta iIquida, la separación sólidos y lIguicki NQ es im proceso obligatorio. El porcicultor debe tener muy claro sus objetivos cuando toma la decisiOn de separar sóiidos. En aigunos casos, la detcrrninación del sistema a utilizar para la separaciOn y manejo de la fracciOn sOiida depende de los objetivos perseguidos. Dc otro iado, debe tenerse muy ciaro que ci contenido de humedad de la fracción sólida producto de la separación es una variable importante. No debe confundirse material sOiido con materia seca. Fracciones sólidas con contenidos de materia seca inferiores at 30% (humedad superior al 70%) son de manejo muy difIcil y generalmente es necesario someterlas a un proceso de secado antes de poder ma-. Los cerdos en pastoreo no pueden tener acceso directo a los cuerpos de agua..

(28) Alternativas para el manejo de las excretas. 40. nipularlas propiamente como sólidos, siendo el control de moscas y lixiviados, entre otros, mucho más exigentes.. 5.2.1. e,CUANDO ES NECESARIA 0 LJTILLASEPARACIÔNDE SÔLIDOS?. Las siguientes son las situaciones rnás comunes en las cuales podrIa ser aconsejable la separación de sólidos: dificultad en el manejo de porquinaza iIquida tal como se produce; insuficiente area de cultivos con respecto a Ia cantidad de fertilizante producido; aplicación a cuitivos emergentes; disrninuciOn en el tarnaño de los sistemas de almacenamiento y tratamiento; obtención de un material sólido de alto valor.. cnco. 5.2.1.1. Facilidad en el manejo de IIquidos.. Ad someter la porquinaza iIquida a separación de sólidos, se obtiene una nueva fracción lIquida que las bombas impulsan con mayor facilidad, especialmente cuando se trata de distancias y diferencias de altura de consideración. Además, la separacion de sólidos hace menos frecuente ci taponarniento de tuberIas. Lo anterior no siempre significa un ahorro energetico o en costos, ya que es necesario manejar la fracción sOlida.. En algunas situaciones y para determinado tipo de bombas, la carencia de energIa trifásica en la zona exige la separación de sólidos para que las bombas estén en capacidad de impulsar la excreta. 5.2.1.2. Area de cultivo objeto de fertilización.. La separación de sólidos remueve aproxirnadarnente ci 25% de los nutrientes presentes en la porquinaza. En esta medida, la cantidad de tierra de cultivo que es posible fertiiizar con la excreta de una explotación dada se reduce en la misma proporción. Cuando el tamaño de la explotación porcina supera la disponibilidad de tierra de cuitivo, la separación de sólidos es una aiternativa. En este caso, los sólidos no son adicionados a los suelos objeto de la fertilización con lIquido..

(29) cinco. 5.2.1.3. Aplicación a cultivos emergentes. La separación de sólidos hace posible aplicar la excreta como fertilizante en las primeras etapas de emergencia de algunos cultivos con menos riesgo de que las plántulas sean tapadas y sofocadas por acumulación de sólidos sobre ellas. 5.2.1.4. Capacidad de los sistemas de almacenamiento y tratamiento. Cuando Ia excreta debe ser almacenada por cua!quier perIodo antes de proceder a su disposiciOn, la separación de sólidos reduce ci volumen de almacenamiento lIquido nccesario en una cifra cercana al 20%. De otro lado, si la excreta se va a someter a cualquier tratamiento, la Separación de sólidos también reduce las magnitudes v especificaciones del sistema de tratamiento (por ejemplo, Si se va a realizar tratamiento aeróbico se reduce Ia potencia -energIa- necesaria). La capacidad de remoción de sólidos de los sistemas más comnmente utiiizados en la industria porcina varIa entre el 15 y el 40%. En algunas situaciones, utilizando separadores con base en gravedad y largos tiempos de retención, se obtienen estas cifras altas de remociOn, pero a costa de obtener un material sólido con hume-. Alternativas para el manejo de las excretas. dad muy aita, mayor generacion de oiores y difIcil manejo. Remociones por encima del 35% incrernentan las exigencias en equipos y su manejo. La remoción de DBO derivada de la separacion de sólidos dependerá de cada sistema de separacion y, más aiTh, del manejo dado a cada uno de los sistemas. Muy difIcilmente se ohtendrán remociones superiores al 35%, siendo ci 20% una cifra media. Cuando la excreta se va a someter a tratamiento, la decision sobre la alternativa de sistema de separación a escoger hace parte del diseño del total del sistema. Cada sistema de tratamiento tiene sus exigencias en cuanto a separaciOn de sóiidos. Cuando ci objetivo es incrementar al máximo la rernoción de sólidos para disminuir [a magnitud de los sistemas de tratamiento siguientes, o cuando, por las exigencias de dichos sistemas, la remoción debe ser muy alta, es necesario combinar varios sistemas de separación 0 recurrir a técnicas más ciaboradas como las de flotación con aire a presión, etc. El costo se convierte en un factor muy limitante. 5.2.1.5. Obtención de un material sólido de alto valor. El material sólido producto de la Separación puede tener diferentes usos; algunos de ellos y en ciertas condiciones podrIan hacer atractiva la separación de sOlidos, aunque ella no fuera.

(30) Alternativas para el manejo de las excretas. cinco. 41:~. necesaria para dar un manejo adecuado a la excreta. El uso en alimentación animal y su mercadeo, sea seca o procesada para utilizarla como abono o enmienda en suelos, son los que normalmente cuentan con el mayor valor agregado. Situación diferente a la anterior es la que se presenta cuando la separaciOn es una consecuencia obligatoria del sistema de manejo de Ia excreta r por to tanto es necesario decidir qué hacer con el sólido. AquI no es el valor del sólido lo que determina la separacion En sección posterior (5.2.3.) se discuten algunas de los formas rns comunes de utilización de la fvacción sOlida. A (llJi'renCia (IC los tanques de sediincii tación, en general, los separadores me-. can icos son aigentes en ci nivel de la mane de obra necesaria. para su inanteni,niento J) operación.. 51.2. SISTEMAS DE SEPARACION DESÔLIDOS. Es necesario tener en cuenta que las aguas efluentes de la explotación agropccuaria tienen caracterIsticas muy diferentes a las aguas residuales dornésticas y a las aguas residuales de la industria manufacturera, etc. Por ello, los sistemas desarrollados para estas aguas residuales no siempre son adecuados para las explotaciones agropecuarias. Además, la rentabilidad de los negocios agropecuarios en nuestro medio hace que muchos de los sistemas de tratamiento normalmente. utilizados en la industria y en las aguas municipales no sean adecuados para el sector agropecuario. La decisión sobre cuál sistema de separación adoptar exige conocimiento y experiericia con los residuos pecuarios. La separacion de sólidos puede hacerse mediante procesos biolOgicos, quImicos o rnecánicos. En efluentes pecuarios generalmente se utilizan procesos mecánicos tales corno: tanques de sedimentaciOn, separadores de malla inclinada estática, mallas vibradoras, separadores con base en la fuerza centrIfuga, malta circular rotativa, correa plana, etc. A continuaciOn se describen brevemente atgunos de ellos. A diferencia de los tanques de sedimentación, en general, los separadores mecánicos son exigentes en el nivel de la niano de obra necesaria para su mantenimiento y operación. Como la falta de homogeneidad en la presentaciOn de la porquinaza puede afectar la eficiencia de remoción en los sistemas mecánicos, generalmente se debe contar con un tanque de recepciOn antes del separador en el cual debe haber un mecanismo de agitación. Antes de iniciar el proceso de separación, el lIquido debe ser agitado el tiempo necesario para garantizar su presentación homogénea (distribuciOn homogénea de la fracción sólida en toda la fracción lIquida)..

(31) cinco. Alternativas para el manejo de las excretas. De los separadores que se mencionan a continuación, existen en ci mercado di feren tes marcas, precios, tarnaños, etc. Cada uno puede responder a diferentes situaciones y necesidades. Desde aquI no es posible recomendar alguno. Tampoco debe entenderse que los tipos de separadores no mencionados deben descartarse. 5.2.2.1. Separación con base en la gravedad. Aunque la gravedad se menciona en ci tItulo COO elemento separador, debemos tener claro que algunas de las fracciones sólidas que es posible separar en estos sistemas tienen densidad inferior o igual a la del agua v no es PLICS la gravedad ci (inico cornponente del sistema.. material con un contenido de humedad superior al 80 % que se descarga a una terraza, patio o lecho de secado para que por evaporación y drenado se reduzca la humedad a un nivel que permita su manejo como sólido. Si ci material sOlido separado no es retirado permanentemente del sistema, se pierde su eficiencia (esto depende de la capacidad total del separador). Dcpendiendo del diseflo, ci material Scparado se retira a las terrazas de secado manualmente o por gravedad mediante un "desague" que descarga a estas terrazas o patio de secado (figura 2), Generalmente, cuando se discnan decantadores que almacenan por Figura 2 TERRAZA 0 PATIO PARA REDUCIR HUMEDAD A LOS SÔLIDOS SEPARADOS. Dentro de estos sistemas Sc pueden mencionar las instalaciones disefladas con ci mismo principlo de los lavader()s de café (caños largos y estrechos), la secuencia de tanques (comi1nmente unidos por tubos en U invertida para eliminar ci paso de material flotante de un tanque al siguiente), los tanqucs o depOsitos sirnpies, las "lagunas" o represas en ticrra, etc. Con excepción de las lagunas o represas en tierra que se dejan por perIodos largos, los demás exigen contar permanentemente con mano de obra o dispositivos para remover ci material separado. Generalmente es un. /. Juntas de diiataciOn labIa 0.5 cm que se reemplaza por brea. I I. ruLuIu. ue decantaciOn. 4m. 0.6. mY. 15 m. Conduce al tanque de lIquidos.

(32) Alternativas para el manejo de las excretas. Se censidera que LIIUi. buena sepa-. ración se iora si la velocidad del material. p01-. ci sedimentador es mnuy bajay se garantiza al imiemios i.ijia hera de retencion. 24 horas la totalidad del excreta evacuada en un dIa, ci material alcanza un nivel de humedad que exige su evacuación mediante pala, no drena por desagues. En todos estos sistemas, el tiempo de retención hidráulica y la velocidad de paso son algunas de las variables que rnás determinan la capacidad de remoción de sóiidos. Es decir, mientras más tiempo permanezca la excreta en el separador, y menor sea la velocidad al pasar por él, mayor será la remoción. Pero esto no quiere decir que la duplicación del tiempo implica una duplicación de la proporción de sólidos rernovidos.. cinco. horas del dIa, sino que ella se concentra en las horas de aseo o de vaciado de fosas, etc. Por ejemplo, si una granja produce 3.000 iitros de porquinaza en 24 horas y queremos un tiempo de retención de 1 ,5 horas, el volurnen del separador serla: 1,5 h * (3000 litros/24 h) Vol.= Vol.= 15 h * 0 25 litros/h) Vol.= 1875 iitros. Uno de los prohiernas que tiene la sedimentación es que, después de determinado tiempo de retención, los corn ponentes orgáni cos tienden a gasificarse creando disturbio en la masa sedimentada, además de espuma flotante y una nata que interfieren con la sedirnentación. No obstante, ellas pueden ser separadas con rnanipulación adicional Si ci diseño lo permite.. No obstante, como en ci aseo de la mañana pueden liegar 1.500 lit ros en 2 horas, en los primeros minutos de aseo se coparIa Ia capacidad del sistema y la gran mayorIa de la porquinaza "pasarIa derecho" por ci sistema sin tiempo de retención suficiente y no sufrirla ci proceso de separación. Por lo tanto, la capacidad del sedimentador debe calcularse teniendo en cuenta los rnayores caudales que se dan durante ci dIa (aseos, vaciado de fosas, accionamiento de tanques de vaciado - "flush tank", etc.), a no ser que se estén huscando tiempos de retención cercanos a las 24 horas.. Se considera que una buena separación se logra si la velocidad del material por ci sistema es rnuy baja y se garantiza al menos una hora de retención. Para calcular ci volumen del sistema, debe tenerse en cuenta que coniünmente la entrada de porquinaza al sisterna no ocurre de manera hornogenea durante las 24. Mediante un tanque de sedirnentación con tiempo de retención superior a los 5 dIas es posible remover una cifra cercana al 40% de los sólidos. En este caso podrIa generarse un problema de olores por la fermentación anaeróbica que se produce durante este tiempo en ci tanque..

(33) cinco. 5.2.2.2. Separadores de criba inclinada estacionaria. En estos separadores, la malla o criba generalmente está formada por vanhas trefiladas de horde redondeado colocadas honizontalmente (transversal a la dirección del flujo). La porquinaza cae en la parte superior de la malla y la fracción lIquida pasa a través de la malla debido a su momento de flujo y a la tension superficial, mientras que los sólidos ruedan por la superficie de la malla hasta el fin de ésta. ComItnmente a estos separadores se les adiciona un tornillo o transportador sinfIn en ci extremo inferior donde cac la fracción sólida, para hacerla pasar por una apertura de secciOn restringida, logrando un exprimido adicional, que mejora la presentaciOn del sOlido al disminuir su hurnedad (ver figura 3).. AIternatvas para el manejo de las excretas. de la fuerza centrIfuga, los coniponentes se separan segün sus diferencias de peso. Aparenternente la menor eficiencia de rernoción que se logra con este sisterna en comparación con los mas eficientes radica en la poca diferencia de peso entre los iiquidos v parte de los sólidos de la excreta porcina. No obstante, en este aspecto no existe un consenso general; en algunas referencias se les menciona dentro de los de mayor eficiencia en remoción. En cuanto a la humedad del sólido, entregan un material de fácil manejo. Esta es una de sus ventajas. Figura 3 SEPARADOR DE CRIBA INCLINADA ESTACIONARIA Ingreso porn"n 7. La capacidad de remover sólidos de este tipo de separadores oscila entre ci 15 y el 30%, con una capacidad de un minuto por cada 10 animales dIa. Algunos modelos duplican ci ancho de la criba para aumentar la capacidad.. Prensa tornillo. 5.2.2.3. Separadores con base en la fuerza centrIfuga. Utilizan el mismo principio de las descrernadoras de leche. Son dispositivos que giran rápidamente; a causa. 0.

(34) Alternativas para el manejo de las excretas. Existen dos tipos básicos: de forma cilIndrica y de forma cónica.. De este sistema de separador existen numerosas variantes y alternativas en tamaño, capacidad eficiencia y pre-. 5.2.2.4. Separadores de malla cilIndrica rotatoria. dO.. En ellos, una malla cilIndrica o on tambor perforado esta montado de manera horizontal. La excrcta se hace fluir por encima v a todo lo largo del cilindro. A medida que el cilindro gira sobre su eje, el !Iquido pasa a través de él, y el material sólido se queda en Ia superficie del tambor para ser raspado a continuación v descargado en otro sitio.. Su capacidad de remoción oscila entre el 15 v ci 30%. Generalmente, ci sólido separado es de hurnedad muv alta (alrededor del 15% de materia seca), 'i necesita un proceso de secado adicional para facilitar su manejo. Por esto, algunos modelos incluven un sistema formado por un par de rodilios de presión que efectfian la labor de exprimido del material separado (figura 4). 5.2.2.5. Prensas de tornillo. Figura 4 SEPARADOR DE CRIBA ROTATORIA CON RODILLOS -ILUSTRACIÔNAlimentador porquinaza. as de in. Raspador. dos. rotatoria. Su caracterIstica más irnportante es la baja humedad del sólido separado (30-40% de materia seca). En este tipo de separadores, una malla cilIndrica contiene en su interior on tornillo sinfIn. La malla cilIndrica puede estar formada por varillas. En ci extremo final se encuentra una salida restringida por un mecanismo que perrnite variar la presión ejercida sobre el material que pasa a través de él (sección variable). Cuando la cxcreta entra a la malla cilIndrica, la fracción lIquida sale a través de los espacios airededor de la malla y la fracción sólida es empujada por ci tornillo sinfIn hasta el otro extremo de la criba cilIndrica y, por la restricción en la salida, se da un exprimido quc permite entregar on material solido de bajo contenido de humedad..

(35) cinco. Alternativas para el maneja de las excretas. Iq. A este tipo de prensas se les puede adicionar un sistema de vibración que mejora Ia eficiencia de separación. Este tipo de separadores, si bien es de uso arnpiio, especialmente en grandes explotaciones pecuarias, es de los rnás costosos en ci mercado. Su capacidad de remoción de sólidos oscila entre ci 35 y ci 50 %, con un tiempo de operación de un minuto por cada 15 an imales en los modelos más comunes (figura 5).. Figura 5 SEPARADOR DE PRENSA DE TORNILLO. 1 Ingreso porquinaza. 5.2.2.6. Separadores de malla vibradora. Se ha observado que cuando las mahas oscilan, ci agua corre más fácilmente. Este mecanismo es muy utilizado por diversos sistemas. En ellos Ia malla puede colocarse horizontalmente o con inclinación. Algunos incluyen oscilaciOn horizontal y vertical y por lo tanto la malla constituye ci fondo de un contenedor que se hace oscilar en su con junto y no solo la malla. 5.2.2.7. Conducción y transporte de la excreta en seco. Cuando las instalaciones no tienen pisos ranurados, es posible hacer un manejo de las excretas utilizando herramientas mccánicas para su arrastre. En cstas condiciones, cuando el costo de la mano de obra y ci tamaño de la explotación lo permiten, las excretas se retiran mediante raspado-. res, palas o herramientas similares hasta carretas y en elias se conducen hasta su destino. Las alternativas de uso y dcstino para este material son prácticamentc las mismas que para el material sOlido producto de separación. No obstante, en estas condiciones también es necesario realizar aseos periódicos utilizando agua dcspués de los raspados. AquI se genera una porquinza lIquida que contiene una proporción tal de sOlidos que es posible someter a cualquiera de los sistemas de separaciOn de sOlidos.. 5.2.3. MANEJO DE EXCRETAS SÔLIDAS. Sc tratan aquI tanto la fase sólida producto de cualquicr sistema de se-.

(36) Alternativas para el manejo de las excretas. 1 1loI rI. paración como la excreta sOlida que se recupera de las instalaciones sin utilizar agua en su conducción y transporte.. cinco. flujo suficiente de oxIgeno. Cuando se dan perlodos de fermentación en ausencia de oxigeno, se pueden formar sustancias tóxicas para ci crecimiento radicular,. 5.2.3.1. "Compost". A diferencia de To que se cree comünmente, ci compost es una técnica delicada y exigente para el procesamiento de los residuos orgánicos. Su caracterIstica fundamental y determinante es que durante todo el tiempo del proceso es necesario garantizar Un Figura 6 PILA DE "COMPOST" CON AIREACION MECANICA Presión. CL. Fitro de olor. Pila de compost cernido. Cc ccl. mezclacJu. Trampa condensaci On. 1.5.2.5ni ,- A W-2H 1/3W a 3•5 1/4w 5.Om. A1 -- -- - -- -I. -1 --J. 21 -27mmáximo. I. H 3.5-5.0 .._. 5cmcobertura. . -. 1. Base 15-30cm. Cobertura I. Para que ci "compost" ocurra de manera adecuada, en los rnateriaies sometidos a proceso debe existir una relación entre las cantidades de carbono y nitrogeno que pern1ita ci adecuado funcionamiento bacterial. Dcben existir de 20 a 35 partes de carbono por cada parte de nitrógeno. En la excreta fresca existen cinco partes de carbono por cada parte de nitrogeno. Por esta razón es necesario rnezclar la excreta con materiales ricos en carbono; por ejemplo, ci aserrIn tiene 500 partes de carbono por cada parte de nitrogeno. En el caso de operaciones rnuv grandes, las modernas técnicas de "compost" exigen la inclusion de sistemas mecánicos v automáticos de ventilación (figura 6). Cuando la masa que está sornetida a fermentación alcanza cierto nivel de temperatura que indica que se está agotando ci oxIgeno, se activa ci sistema de ventiiación. Pero en estas condiciones, la humedad debe ser cuidadosamente vigilada, ya que la ventiiación es su contraparte. Tradicionaimente la forma de ofrecer un flujo de oxIgeno a la masa en "compost" ha sido voltearla frecucntemente. Actividad esta responsabie.

(37) cinco. de la gran cantidad de labor mecánica o humana que está asociada a los procesos de compost. TIpicamente, las hileras o pilas pueden tener una altura desde 90 centImetros para materiales densos como el estiércol hasta 3,6 metros para materiales esponjoSOS como hojas. El ancho varla entre 3 y 6 metros. Estas dimensiones también dependen del tarnaño de la explotación y de la forma como se haga el volteo (manual o mecánico). El voiteo mediante cargador con tractor conduce a pilas bajas y anchas. Una tercera alternativa para realizar el compost son las pilas aireadas pasivamente (figura 7). Las pilas de 0,9 a 1,2 metros de altura y 3 metros de ancho se construven sobre una cama de heno o paja. Sobre esta cama, cada 30 - 40 centImetros se colocan tubos de PVC de 4 pulgadas que tienen dos hileras de perforaciones de media pulgada cada 30 centImetros. Corno en la aireación mecánica, (a pila debe ser cubierta con una capa de 15 centIrnetros de material compostado, musgo o turba. El producto final del "compost" es Un material con una cantidad de nitrogeno rnuy inferior a la que existe en la excreta fresca. Durante ci proceso se elimina gran cantidad de nitrógeno. Parte de ello es eliminado en forma de nitratos los cuales se lixivian y pueden incrementar su contenido en ci suelo en ci que se está realizando el proceso. Por lo tanto,. Alternativas para el manejo de las excretas. Figura 7 PILA DE COMPOST CON AIREACIÔN PASIVA. 15 cm de compost procesado, musgo o turba. 41 q.. 15 23cm. 0 10cm 2 hileras de perforaciones. debe tenerse un control adecuado de los lixiviados siempre que se haga compost de materiales ricos en nitrógeno conto los estiércoles. Otra parte del nitrOgeno se pierde directamente al aire. El compost correctamente desarrollado es una de las mejores alternativas para estabilizar los residuos pecuarios. Desde ci punto de vista agrIcola, su principal desventaja radica en que el "compost" reduce en gran medida ci contenido inicial de nitrOgeno que se tenIa en la excreta. Una de sus ventajas es la gran reducción del volumen final con respecto al inicial. Bajo condiciones contunes (sin aireación rnecánica automática) el proceso de compost puede durar en-.

(38) Alternativas para el manejo de las excretas. iIlIFIp'. tre 3 y 4,5 meses (Ia falta de madurez puede ser responsable de efectos depresivos sobre los cultivos a los que se adiciona. No debe confundirse grado de deshidratación con grado de rnaduraciOn). Debe contarse entonces con un area suficiente para manejar el material en "compost" por este perlodo. Un cálculo aproximado serla que para una granja de 200 cerdos de engorde que recoge la excreta fresca en los corrales acumularIa 13 a 1 8 toneladas de excreta. Volumen al que hay que sumar ci volumen del material que se adicione como fuente de carbono Y/O para facilitar aireación, materiales como viruta de ruadera, heno, residuos vegetales. Entonces debe contarse con un area y tiempo de labor (humana o mecánica) para manejar un total de 20 a 30 toneladas.. "compost". Su factor crItico es un adecuado control de la humedad y de los predatores y no necesita ci estricto control de temperatura ni la man ipuiación para garantizar las condiciones aeróbicas necesarias en ci "compost".. 5.2.3.2. Lombricultura. Cuando se cuenta con las instalaciones y condiciones de clirna adecuadas, el secado de la porquinaza es una alternativa para manejar ci sOiido.. Es otra alternativa para proccsar las excretas porcinas en estado sólido. En comparaciOn con ci compost, puede decirse que, en condiciones practicas, es más fácil lograr un adecuado procesamiento mediante lombricultura. /. cinco. Una granja de 200 cerdos de engorde que maneja la excreta en forma sólida, requerirIa un area de 50 m2 para someter a lombricultura la totalidad del sólido producido, trabajando con lombricultura en camas de 2 metros de ancho hasta 40 cm de altura. Esta operación exige además de aproximadamente una (1) hora diana de un operario. Tiempo que se incrementa en las lahores de cosecha. 5.2.3.3. Porquinaza sólida seca. En estas condiciones la totalidad del N amoniacal presente inicialmente en la excreta se pierde al aire y sOlo debe tarse con ci nitrogeno orgánico. I secado es un proceso necesario :uando la porquinaza debe transportarse a grandes distancias, o cuando ella debe almacenarse por un perIodo largo antes de su utilización final; ya que el secado disminuye los costos de transporte y los problemas adicionales como olores y moscas..

(39) cinco. Alternativas para el manejo de las excretas. 14óIII. La porquinaza seca puede usarse como abono en los suelos agrIcolas y como elemento en alimentación animal ya sea sola o en combinación con otros materiales.. gIas de producción que permitan aprovechar los excedentes de una especie animal en otra, para generar recursos adicionales al productor. Alimentación de Monogastricos. 5.2.3.4. Uso de la porquinaza en alimentación animal. Aunque la porquinaza no contiene un alto porcentaje de protelna, puede ser utilizada como un complemento aurnenticio en diferentes especies al mezclarse con otros productos. Los diferentes sistemas de procesamiento hacen posible un uso satisfactorio de ella en la nutrición animal. Los monogástricos no son eficientes en La digestion de fibra; por ello sus excretas contienen casi toda la celulosa ingerida. El estiércol de cerdo alimentado con dietas balanceadas proporciona gran cantidad y variedad de nutricntes orgánicos e inorg.nicos que han sido parcialmente digeridos. Por lo tanto, estos productos (Ic origen animal pueden ser reciclados en la alimentaciOn animal. Los elementos nutncionales suministrados por hi porquinaza dependen de Ia cantidad y calidad de alimento ingerido por los cerdos que La producen y del tamaño de Ia partIcula. La tendencia de la explotaciOn integral es maximizar el uso de los recursos naturales y humanos en la finca mediante nuevas v sencillas tecnolo-. Las experiencias realizadas en cerdos se fundamentan en el suministro de diferentes porcentajes de estiércol en la ración. Los resultados no son rnuy alentadores por Ia limitación fisiologica para digerir celulosa que tiene los monogástricos. Algunos trabajos se han realizado suministrando a partir de los 60 kilos de peso el 10% de la ración diana como por porquinaza v el 900/) restante como alimento balanceado cornercial. No se encuentran diferencias significativas en cuanto a la edad de sacrificio, ganancia diana, conversion alimenticia y grasa dorsal. Por tratarse de un reciclamiento dentro de la misma especie, en este caso es preferible que la porquinaza haya sido sometida a un tratarniento que elimine los patOgenos. Alimentación de Rumiantes Cuando se discute la alternativa de incluir porquinaza en la alimentaciOn, debe tenerse muy claro el objetivo perseguido. Cuando se trata de utilizarla en programas de alimentación de rumiantes fundamentados en el consumo de pastos frescos, la porquinaza tienc principalmente un valor estrategico para incrementar la. El compost es. ina tëcnica delicoda j exigente. Su caracteristiCa. deterininante. es que durante todo ci tiempo dcl proceso es necesarlo garciatizar un fluo sujiciente de oxIgeno. Cuando se don perlodos (IC Jerinen tación en ausencia de oxIgeno, se pi.ieden forinar sustancicis toxicas para ci crecimiento. radicular.

(40) Alternativas para el manejo de las excretas. 40. cinco. CONTROL DE DESPACHO DE MATERIAL DE PORGUINAZA SÔUDA Granja: Año Fecha mm dd. Descripción *. *. Cantidad bultos oton.. Nombre. Persona que recibe ** Cédula. Descripción CC = Con Cama SC = Sin Cama SS = Sólidos Separados. Firma. Placa vehIculo. Destino **. ** Si es necesario, utilice más de un renglón. ingesta diana de materia seca. Condición esta muv diferente a aquella en que la porquinaza se utiliza al lado de cereales y granos o subproductos para formar parte de un suplemento, cornplernento o de la raciOn biisica. Las excretas de cerdo contienen en su protelna más lisina, metionina e isoleusina que la cebada. Su valor bio!ogico es aproximadarnente 70%, v al compararla con un heno de bue-. na calidad, se comporta de manera similar. CaracterIsticas fIsicas v de palatabi!idad muv adecuadas se obtienen mediante el ensi!aje de la porquinaza. A la fracción sólida de la ponquinaza se Ic adiciona 5% de melaza y se somete a ensilaje para suministrar a ganado de engorde después de un mes; siendo posible reernplazar ci 20% de la dicta total diana..

(41) cinco. El ganado consume bien este ensilaje, solo o combinado con pasto de corte. Las condiciones ideales para el proceso de ensilaje están entre 50 v 60% de humedad. Como la excreta fresca tiene 60-80% de humedad y el secado conduce a grandes pérdidas de nitrógeno, otra forma de obtener un buen ensilaje es partir de un 7-14% de material vegetal seco, 3-5% de melaza, 5-20% de airnidones y compietar a 1 00% con excreta. En vacas de leche, la porquinaza seca se puede utilizar en una rnezcla de 70% de porquinaza, 20% de melaza, 10% de subproducto de molinerla v premezcla de minerales y vitaminas. Esta mezcla se puede suministrar a vacas de ordeño reempiazando ci alimento concentrado hasta en 50% sin cambios significativos en la producción de leche. Tampoco se afectan las caracterIsticas organolepticas de la leche (coIoi; olor, sabor), ni se afecta Ia salud o función reproductiva de la vaca. Cuando se va a sumimstrar raciones que incluven estiercol a animales de larga vida (ejemplo vacas lecheras) se debe eliminar ci pelo (cerda) que incluve la porquinaza. De lo contrario, puede conducir a obstrucciones intestinale s. 5.2.3.5. Fertilizacián con porquinaza sólida. Esta alternativa para C] manejo de la porquinaza sólida se expone en ci ca-. Alternativas para el manejo de las excretes. pItulo sobre fertilización con porquinaza (Sección 6.5.).. 5.3. EXCRETAS L'QUIDAS El destino más adecuado para las aguas efluentes de las explotaciones pecuarias es su uso como fertilizante de cuitivos agrIcoias. Como se vera más adelante, en muy pocas situaciones es económicamente posible lograr un grado de depuración de estas aguas efluentes al grado tai que ellas puedan ser descargadas directamente a los cuerpos de agua como una prIctica ambientalmente sana, especialmente cuando se trata de granjas de tamaño mediano en adelante. Por lo tanto, cuando no se cuenta con una superficie de tierra agrIcola en capacidad de recibir las excrctas producidas, es necesario recurrir a sistemas de tratamiento diseñados para lograr un nivel de depuración tal que hagan posible su uso como fertilizante en la superficie de tierras con que se cuenta. En ci capitulo 6 se expondrán las técnicas adecuadas para ci uso de la excreta como icrtilizante. En csta sección. Aireación del compost: Volteo de pilas..

(42) Alternativas para el manejo de las excretas. Las lagunas anaerObicas ge-. 0. se expondrán aigunos otros sistemas de tratamiento que generaimente deben ser utilizados en combinación con la técnica de fertilización.. nera linen te se presentan conw la pri/nera alternativa de tratamiento para las aguas efluentes de las expiotaciones pecuarias.. En lo que respecta a sistemas de tratamiento, debe tenerse en cuenta que los diseños están determinados por los objetivos que se persigan. Por ejemplo, ci objetivo puede ser disminuir el nitrogeno a un nivel tal que se pueda utilizar la totalidad de Ia excreta en una superficie dada de tierra agrIcola, o el objetivo puede ser obtener la mayor eficiencia en producción de biogas, o ci objetivo puede ser obtener la maxima remoción de carga contaminante; en fin, las soluciones ambientales siernpre son de carácter individual. Igualmente, cuando el objetivo es un tratamiento para remover o eiiminar la capacidad contaminante de cuerpos de agua, generalmente se debe implementar un pretratamiento y un postratamiento, adernás de un método de disposición final de algunos de los residuos del sistema de tratamiento. En ci amplio tema de los sistemas de tratamiento o de utilización de las excretas lIquidas, necesariamente se mencionan términos como rernoción de DBO, remoción de carga orgánica, etc. Estos temas se refieren a la capacidad contaminante de cuerpos de agua que tienen los materiales; no se trata de contaminación en general; se trata de contaminación de cuerpos de. cinco. agua. Cuando un material orgánico como las excretas se descarga en un cuerpo de agua, se produce una oxidación de estos materiales y para ello se toma ci oxIgeno que hay disuelto en ci agua y que es necesario para todas las formas de vida que existen naturaimente en los cuerpos de agua. Entonces la descarga de estos materiales a los cuerpos de agua tiene como consecuencia la reducciOn y a veces ci agotamiento total del oxIgeno disuelto en ci agua. Entonces, la DBO, esto es, la Demanda BioquImica de OxIgeno, mide cuál es la cantidad de oxIgeno que se necesita para oxidar estos materiales al caer al agua. Obviamente mientras mayor sea la DBO mayor es ci poder contaminante de los cuerpos de agua. La carga orgánica es un parámetro Intimarnente asociado al anterior, ya que mientras mayor es la carga orgánica mayor será la demanda de oxIgeno necesaria para oxidar ese material al caer a los cuerpos de agua. Entonces, cuando se habla de tratamientos que rernueven la DBO y la Carga Orgánica, se está hablando de tratarnientos que reducen la capacidad contaminante de cuerpos de agua; esto no tiene nada que' ver con la posibilidad de contaminación o deterioro del suelo o del aire, ni con Ia posibilidad de contaminación del agua con los nutrientes minerales presentes en la excreta..

(43) cinco. 0. Otro componente contaminante de los residuos to constituye la gran cantidad de minerales presentes (fósforo, potasio, calcio, nitrógeno, etc.). Cuando un material se ha sornetido a tratamiento para remover su DBO, no necesariamente se han removido los minerales y por ello ci hecho de que la DBO se hava removido, asI sea en su totalidad, no garantiza que se hayan removido los minerales y, por to tanto, no hay garantIa de poder descargarlo a un cuerpo de agua. En la excreta porcina, gran parte de los minerales están haciendo parte de compuestos orgánicos. Por ejemplo, ci 40% del nitrógeno es nitrógeno orgánico. Como se vera rnás adelante, cuando Ia excreta se usa como fertilizante de suelos agrIcoias, ci nitrOgeno orgánico no es inmediatarnente disponible para los cultivos, debe ser transformado a nitrógeno amoniacal para que los cultivos Jo absorban, y además, en esta forma tarnbién se da su pérdida por lixiviación y al aire. Por esta razOn, cuando la excreta es someti da a procesos anaeróbicos (producción de biogas) que son muy cficientes para remover la carga orgánica, la gran mayorIa del nitrógeno y los minerales que estaban en forma orgánica quedan en forma no orgánica y, en el caso del nitrógcno, si bien es más rápidamente aprovechable, tambien se aurncnta su posibilidad de pérdida al aire y de transformación a compucstos que se pierden por lixiviación.. Alternativas para el manejo de las excretas. 5.3.1. Fertiiización con porquinaza I Iq uida. Esta alternativa en el manejo de las excretas porcinas se tratará ampliamente en ci capItulo destinado exclusivamente a ello (sección 6.).. 5.3.2. Lagunas de estabilización. Puedcn ser acróhicas, anaerObicas o facultativas, dependiendo de que el proceso biologico sea en presencia o ausencia de oxIgeno o una combinadon de los dos. Las más comunes en las explotaciones pecuarias son las anaerObicas. Las lagunas anaeróhicas generalmente se presentan como la prirnera alternativa de tratarniento para las aguas eflucntes de las explotaciones pecuarias. Dc hecho, en Norteamérica son ci sistema más cornün. Las principales ventajas de las lagunas anaeróbicas son: condiciones de arranque muy poco exigentes; soportan aitas cargas orgánicas; pueden cumplir funciones de sedimentación y digestion; el biogás producido puede ser recuperado y utilizado..