Nacionalidad: Mexicana
Grado académico: Lic Médico Veterinario Zootecnista egresada de la BUAP
2992-7293
1 MVZ Olga María Bañuelos Maldonado. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia BUAP. Maestría en Producción Animal Sostenible. 4 sur 304, Colonia Centro, C.P. 75480 Tecamachalco, Puebla. México.
1,2 Dr. Juan Ricardo Cruz Aviña. Facultad de Medicina y Zootecnia BUAP. Laboratorio de Medicina de la Conservación, Departamento de Fauna Silvestre, Km 7.5 Carr. Cañada Morelos El Salado, Tecamachalco C.P. 75470. Puebla, México.
1 MC Noemí Pérez Mendoza. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia BUAP. Coordinadora de Posgrado. Maestría en Producción Animal Sostenible. 4 sur 304, Colonia Centro, C.P. 75480 Tecamachalco, Puebla. México.
RESUMEN
La producción porcícola ha crecido constantemente a nivel mundial y nacional, con ello la producción de residuos, bio aerosoles y desechos de las unidades de producción. En base a este criterio se hace necesario proponer alternativas integrales, sustentables, viables y que promuevan el bienestar animal. Como la reutilización de las fluidos y excretas, así como el abastecimiento de alimentación a otros animales, la utilización como fertilizantes orgánicos como sustituto a fertilizantes químicos y la producción de energía a partir del manejo de los desechos, y con esto obtener un cierto beneficio para la producción desde un mejor rendimiento de suelos, producción animal y aprovechamiento de energía reduciendo costos de alimentación, manejo y sobre todo disminuyendo el efecto contaminante que estos residuos ocasionan al medio ambiente por la liberación de gases contaminantes, tanto para la salud animal y humana. El presente trabajo propone diversas alternativas para la reducción de contaminantes al ambiente y de qué manera aprovechar la reutilización de las excretas porcinas y mejorar la productividad del sector agrícola y la productividad en alimentación animal. Posta Zootécnica “El Salado” Carretera Tecamachalco-Cañada Morelos Km. 7.5, El Salado, 75460 Tecamachalco, Puebla.
Palabras clave: Buenas prácticas, economía circular, Una Sola Salud.
INTRODUCCIÓN
A nivel mundial, el mayor problema que enfrentan las explotaciones porcinas es la generación de excretas que contaminan el ambiente y pueden llegar a constituirse en el principal obstáculo para el futuro desarrollo de la industria animal, pese a este problema, las excretas porcinas tienen un gran potencial económico debido a su alto contenido de nutrientes, aprovechando las proteínas que estas nos brindan por medio de fermentación en estado sólidos por medio de microorganismos (Castrillón et al., 2004). En México, la producción porcina ha jugado un papel fundamental dentro del abasto de carne, en la década de los 90’s la oferta de carne de cerdo creció a una tasa anual de 3.5% para ubicarse al final de la década en 994,186 ton, lo que la colocó como la tercera carne de importancia en México. Así mismo, se caracterizó por ser uno de los principales consumidores de granos forrajeros (4.1 millones de toneladas) y de pastas de oleaginosas (777 mil ton), cantidades que representan el 25.8 y el 21.9% respectivamente de la demanda pecuaria del año 2000. Este incremento en la producción ha ido emparejado a un incremento en el tamaño de las granjas porcinas, el INEGI en 1991 indica a través de los resultados del Censo Agrícola - Ganadero que en el país existían 1’963,000 unidades de producción porcina. Las explotaciones con menos de 20 cabezas (99% del total) contaban solamente con el 52% de la población porcina del país, y el 1% de las explotaciones contabilizaban el 48% del inventario. Esta situación trajo como consecuencia un aumento en la capacidad contaminante de las granjas porcinas, sobre todo en regiones del país que presentan una alta densidad de población porcina, ya que la porcicultura en México independientemente de ser practicada en todo el país, muestra una gran concentración en pocas entidades, donde la operación de grandes grupos de productores y empresas permite ofertar grandes volúmenes de carne para el abasto interno e inclusive para la exportación, de tal forma que el 68.7% de la producción nacional es generada en seis entidades del país: Jalisco, Sonora, Guanajuato, Puebla, Yucatán y Michoacán (Mariscal, 2007).
En el caso del estado de Puebla, existen varias empresas con tratamiento alternativo, (pozos de oxidación, tratamiento de lodos, sin embargo, desconocemos si alguna realiza tratamiento integral del total de sus residuos.
En este trabajo de investigación se abordarán los aspectos de mitigación para evitar la contaminación ambiental por las excretas y efluentes de origen porcino derivados del manejo intensivo de la posta, desde una óptica integral y que contribuya al mejoramiento del suelo, nutrición alternativa y como energías limpias procurando productos ecológicamente sustentable y económicamente redituables, para la Posta Zootécnica de la BUAP, en El Salado, Tecamachalco.
MARCO TEÓRICO
Biotecnologías limpias
La tecnología más comúnmente aplicada por este sector pecuario para tratar sus aguas residuales son lagunas de oxidación. La gran mayoría de las instalaciones no cuenta con sistemas de aireación o diseños que permitan acelerar la digestión de la materia orgánica presente. Por lo tanto, estos sitios representan un serio foco de infección, emiten cantidades importantes de amoniaco y ácido sulfhídrico a la atmósfera; además, importantes escurrimientos terminan infiltrando altas concentraciones de amonio a los acuíferos de la zona colindante. Los compuestos nitrogenados, en determinadas concentraciones, pueden afectar la salud, los recursos naturales y la economía.
Uso de las excretas porcinas.
La producción porcina a nivel nacional comprende al menos tres variantes de sistemas productivos: tecnificado, semitecnificado y traspatio, donde esta última es la más común por ser una de las más vistas en territorio nacional (Mariscal, 2007). Un aspecto de beneficio económico de estas excretas, a diferencia de otros sustratos es que son un buen abono agrícola (Osorio et al., 2007), lo que implica que el estiércol líquido de cerdo puede ser utilizado como un recurso con un potencial y agronómico, y ambiental y económicamente sostenible (Douglas et al., 2004). Según los problemas ambientales relacionados a la excreta porcina en los últimos años, han pasado por alto por lo cual los sistemas individuales que se basan sobre el reciclaje de estiércoles animales en este caso de porcinos es el de regresarlo a la tierra como una importante fuente de nutrientes para el suelo (Hatfield, 2007), es por esta razón que para el uso adecuado de las excretas porcinas debe contar como mínimo con una laguna de oxigenación. Las aguas pueden tratarse con implementación de fosas de tratamiento aerobio o anaerobio, pero esto no siempre es así, utilizándose en algunas explotaciones la derrama de las excretas en arroyos, barrancas o suelos (Mariscal, 2007). Los estiércoles se han estado usando en la agricultura desde que el productor combinó su actividad agrícola con la ganadera en el nivel de traspatio o solar, aumentando así la fertilidad de los suelos y modificar sus características en beneficio del desarrollo de las plantas, quedando demostrada con rendimientos más altos y de mejor calidad, así mismo aportando los elementos esenciales que requieren los cultivos y mejorando la estructura del suelo porosidad y capacidad de retención de agua (Trinidad, 2015).
El uso de estos abonos orgánicos por sus excelentes características de composición son formadores del humus y enriquecen al suelo con este componente, modificando algunas de las propiedades y características del suelo como su reacción (pH), cargas variables capacidad de intercambio iónico, quelatación de elementos disponibilidad de fosforo magnesio y potasio, y desde luego la población microbiana haciéndolo más propio para el buen desarrollo (Trinidad, 2014) Tabla 1.
Contaminación ambiental de las excretas porcinas
Uno de los principales problemas asociados con la producción de carne de cerdo y la expansión de la producción es el desecho del estiércol animal y el olor que se asocian con los animales y las instalaciones de almacenamiento de estiércol. Tradicionalmente aliado, el estiércol de cerdo se ha vuelto a la tierra de alguna manera en las zonas de producción; sin embargo, ha sido objeto de ataques en las zonas rurales, debido a los problemas de olor durante la aplicación (Hatfield, 2007). Aunado a la producción sólida de excretas como contaminantes, el estado de las excretas puede ser identificado como excretas en estado líquido Riesgo Contaminante de la Excreta Porcina. El potencial contaminante de los residuos ganaderos viene determinado por los parámetros: materia orgánica, nitrógeno, fósforo, potasio y metales pesados, particularmente cobre. Destaca la materia orgánica porque la contaminación, que potencialmente puede producir es extremadamente elevada, sobre todo si la valoración contaminante se realiza en función de la carga orgánica, (Rodríguez, 2002). El ambiente sufre un desequilibrio cuando existe el aporte de un cuerpo extraño, esto sucede a través de las alteraciones originadas por los distintos componentes de los residuos, afectando suelos por medio de la materia orgánica por medio del llamado humus también repercutiendo sobre las aguas superficiales y subterráneas; y otro efecto de suma importancia es el efecto sobre la atmosfera ya que estos efectos están ligados a los componentes volátiles que emanan en los procesos de trasformación de los componentes orgánicos, tales gases reside en la acción de determinados microorganismos anaerobios sobre: proteínas, los hidratos de carbono y las grasas, dando lugar a compuestos volátiles y a gases con un grado determinado de nocividad: irritante (NH3 y H2S) y asfixiantes (CH4 y CO2) (Rodríguez, 2002) Tabla 2.
MATERIALES Y MÉTODOS
Sitio de Estudio. - La Posta Zootécnica de la FMVZ de la Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), se encuentra situada en Tecamachalco, en la localidad de “El Salado”, Municipio de Tecamachalco, Puebla. El clima predominante es semicálido subhúmedo, presenta una temperatura media anual de 18°C, con máximas de 21°C y mínimas de 15°C. En las coordenadas N 18o 90´30´´ -97o 67´80´´W (INEGI, 2020). Tiene una precipitación de 350 mm, a 2120 m. snm. Figura 1.
PROPUESTAS DE ESTE PROYECTO
Alternativas para disminuir la contaminación por excretas porcinas
Algunas recomendaciones para bajar el potencial contaminante producidas por la excesiva producción de excretas, incluyen: Mejorar el conocimiento que los animales aprovecharan de manera más eficiente los nutrientes esenciales lo cual bajarían las emisiones de metano que a su vez es excretado por lo tanto se reducirá el NH3 emitido en los alojamientos, la gestión de los estiércoles y su aplicación al campo, es por ello que se puede llevar a cabo la reducción de exceso de proteína en la dieta permitiéndonos reducir el nitrógeno excretado en la orina y disminuir una emisión de NH3, además también aplicar y modificar los niveles de fibras o grasas (Calvet, 2015). Como alternativa subalterna de la disminución de contaminantes porcinos se mencionan los sistemas de producción de cría de cerdos a cama profunda y cerdos a campo. Estos sistemas son una opción factible para reducir los problemas ambientales causados por los residuos sólidos y líquidos, producto de los lavados de los corrales y la alta producción de excretas de cerdos por metro cuadrado en los sistemas de confinamiento; la producción de cerdos a campo es escasamente contaminante al ambiente debido a que las deyecciones se distribuyen en el suelo, aprovechando así esto como fertilizante (Rodríguez et al., 2010).
Toxicidad de la excreta animal
La toxicidad del estiércol de cerdo es tres veces menor que el estiércol de aves, existen una serie de bacterias que influyen como riesgo bacterial en el estiércol de cerdo; Salmonella, Mycobacterium, Brucella, Escherichia coli, Leptospira, Yersinia y Campilobacter. No siempre están presentes en el estiércol siendo más prevalentes en cerdos infectados (Mariscal, 2007).
Composta a partir de excretas porcinas.
Por medio de la composta podemos incrementar el valor económico y nutritivo de los desechos orgánicos que se requiere convertir en productos para generar alguna aplicación, proceso donde intervienen microorganismos vivos tales como lombrices, insectos, entre otros; para poder obtener un producto inocuo, químicamente estable, para uso de mejorador de suelos incrementando la fertilidad y la productividad del mismo, basado en esto poder llevar un control de los procesos de biodegradación de la materia orgánica (Vicab et al., 2003).En una unidad de compostaje se dan procesos de fermentación en determinadas etapas y bajo ciertas condiciones, lo mejor es que permaneciera en un medio aerobio, tratando de minimizar los procesos anaeróbicos ya que los productos finales de este metabolismo no son adecuados para su aplicación agronómica conduciendo la perdición nutrimental. Lo importante no es biodegradar sino poder conducir la biodegradación por rutas metabólicas para la obtención de un producto final lo más apropiado para su uso como abono en el menor tiempo posible (Vicab et al., 2003).
El compostaje se describe como una técnica utilizada por la agricultura para aprovechar y estabilizar los nutrientes del estiércol y otros residuos orgánicos para uso común de biofertilizante, este proceso de compostaje se utiliza en la actualidad un proceso aerobio que combina fases mesófitas (15-45 °C) y fases termófilas (45-70 °C) para de esta forma conseguir la reducción de los residuos orgánicos y su transformación en un producto estable y valorizante (Gómez et al., 2004). Para obtener un producto utilizable a partir de las excretas animales por medio del compostaje, este se lleva a cabo inicialmente por las cepas de microorganismos que descomponen los residuos orgánicos, en este caso las excretas, generando diferenciales de temperatura, el pH del medio disminuye por la producción de ácidos orgánicos, una vez que alcanza la temperatura cercana a 40 °C .Las bacterias termofílicas inician procesos de degradación haciendo que se alcancen temperaturas de hasta 65 °C, condiciones en las cuales se inactiva el metabolismo de ciertos hongos, encontrando así en esta etapa hongos actinomicetos y bacterias formadoras de esporas los cuales son los degradadores de los azucares, proteínas, almidón y grasas; donde el pH se vuelve alcalino por efecto de la liberación de ion amonio. (Carvajal et al., 2010) Figura 2.
DISCUSIÓN
Actualmente vivimos una crisis civilizatoria que se manifiesta a diferentes escalas y niveles, un problema grave derivada de esta crisis es la inseguridad alimentaria y las Buenas Prácticas Agropecuarias, buscando el Buen Vivir. En este contexto se busca alternativas ecológicamente viables y sustentable de la actividad porcícola de la Posta Zootécnica de la BUAP, en Tecamachalco, Puebla.
Toda explotación porcina desprende residuos sólidos y líquidos que son arrastrados por el agua al momento de lavado. Este agregado contaminante cambia el estado de potabilidad del agua transformándolo en lo que se conoce como agua residual, cuya composición está comprendida por ,55 % de excretas y 45 % de orina (Osorio et al., 2007). Los aspectos que impactan la contaminación ambiental por la producción porcina son; la contaminación del aire, suelo y agua por producción de gases, heces y orina (Méndez et al., 2009). La contaminación implica no solo un deterioro del ambiente sino también una fuga de energía y nutrientes, lo cual significa un desaprovechamiento de los recursos. En este sentido, la contaminación aparece como resultado de un proceso ineficiente o incompleto que no utiliza de manera apropiada los recursos que posee o que genera (Vicari, 2012). Los principales contaminantes de las excretas producidas en una granja pueden tener una clasificación de acuerdo a su composición los cuales se dividen en físicos y químicos; de acuerdo a la materia orgánica y los sólidos en suspensión y de acuerdo al nitrógeno, el fosforo y el potasio excretados y el gran olor que es ocasionado por la gran cantidad de compuestos orgánicos volátiles (Mariscal, 2007). Los factores ligados a las instalaciones afectan principalmente el contenido de agua de las excretas, así como la emanación de gases, por su parte los factores ligados al animal y al alimento influyen directamente sobre la composición química de las excretas, ya que la excreción corresponde a la proporción de un nutrimento contenido en el alimento que no es retenido por el animal; la cantidad retenida depende a su vez de la composición del alimento y de la capacidad del animal por fijar (depositar) los diferentes nutrimentos, principalmente el nitrógeno y el fósforo. Por lo que la composición química y por lo tanto el poder contaminante de las excretas es muy variable y depende básicamente de la calidad del alimento, del programa de alimentación y de la capacidad productiva de los cerdos de una granja (Mariscal, 2007). El manejo que se dé a las excretas es primordial, porque representan un nivel muy alto de riesgo de contaminación del suelo y mantos freáticos, principalmente con nitratos y fosfatos por el probable escurrimiento y filtración, incrementando el proceso de eutrofización de mantos acuíferos. Otra consecuencia ecológica relacionada con la aportación de nitrógeno a la atmosfera ayudando a la contribución de lluvia acida (Mariscal, 2007). Dentro de la contaminación del aire se estima las emisiones de amoniaco, sulfuro de hidrogeno, metano y dióxido de carbono provocando molestias por olores fuertes y desagradables, además provocando trastornos respiratorios en humanos y animales, también contribuyendo a la destrucción de la capa de ozono (Méndez et al., 2009). Dentro de la problemática de la contaminación por excreta de origen porcina se plantea según países europeos un proceso de regulación e intervención con el fin de reducir el riesgo y prevenir el impacto ambiental derivado de la ganadería porcina, dentro de estos aspectos lleva a cabo un conjunto de aspectos legislativos para un buen desarrollo de la actividad, con ello tener la responsabilidad medio ambiental asociada a la actividad que desarrollará en la explotación (Babot, 2007). Un sustrato contaminado frecuentemente es el suelo, que al estar vertido por un volumen de estiércol excesivo causa la acumulación excesiva de nutrientes en el suelo, que están transitando por un proceso de desdoblamiento ácido y de esta forma se produce una alteración del pH, infiltración de nitratos al subsuelo y contaminación microbiológica (Méndez et al., 2009) La contaminación del agua por medio de las excretas de origen porcino es de tal importancia debido a que el agua superficial por la excreta se manifiesta por la presencia de amonio y sulfatos. El exceso de nutrientes favorece el crecimiento de algas desencadenando con ello el agotamiento del oxígeno disuelto, favoreciendo la proliferación de larvas e insectos nocivos y en casos severos la eutroficación de los cuerpos de agua, de igual forma también influye en la contaminación de mantos acuíferos (Méndez et al., 2009). Un estudio realizado en La Piedad, Michoacán, destaca los problemas involucrados por la sobrepoblación y el sistema aplicado para los residuos porcinos. Destacando que en la mayor parte de las granjas porcinas no existe un uso eficiente del agua y que los sistemas de tratamiento no están correctamente dimensionados por lo cual no funcionan de manera adecuada, es decir, los niveles de remoción de contaminantes son altamente bajos es por ello que sobrepasan los límites que menciona la legislación (Pérez, 2001). En este trabajo de investigación (primera etapa) se propone un manejo integral que contempla:
CONLUSIÓN
Uno de los principales retos ambientales que enfrenta la industria pecuaria, en este caso la porcina es la generación de enormes cantidades de efluentes y estiércol, que, a pesar de sus beneficios por su contenido de nutrientes, si no son tratados adecuadamente llegan a contaminar suelo, agua y aire. En este trabajo de investigación se propone como alternativa viable y factible el uso de tecnologías multidisciplinarias, que a su vez son rentables y óptimas para alcanzar estándares internacionales de salud y buenas practicas.
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