Jesús Domínguez Valadez
[email protected]
INTRODUCCIÓN
En la actualidad las explotaciones porcinas son consideradas como una afectación al medio ambiente al exponer los desechos a descomposición natural generando gases nocivos a la atmósfera como lo es el metano. Sin embargo, son consideradas de suma importancia por su participación en la producción de proteína animal para consumo humano; se sabe que las carnes son considerados alimentos de gran calidad por su aporte de proteínas, hierro, lisina, vitamina B y minerales, destacándose el fósforo y el hierro; en cuanto al contenido de grasa éste varía de acuerdo al tipo de carne: el cerdo aporta del 5 al 10% y la carne de res el 3%. En cuanto al aporte calórico, la carnede cerdo aporta 115 kcal por cada 1000 gramos y es baja en sodio, lo que permite sea consumida por las personas que se encuentran en planes de alimentación por obesidad, hipertensión y otras enfermedades (Barrera Perales y Álvarez Fuentes, 2012).
En la actualidad la porcicultura se encuentra en todo el territorio nacional en sus diferentes tipos de sistemas de producción, que va desde los tecnificados, semitecnificados y de traspatio. Los sistemas de producción de traspatio se caracterizan por tener un bajo número de animales, entre una y 50 reproductoras en progenie, este tipo de productores pueden localizarse en zonas urbanas o periurbanas, en condiciones rurales ya que no cuentan con un sistema de control sanitario ni acceso a tecnologías adecuadas, no cuentan con alimentos adecuados para cada etapa de producción como se ve en los sistemas de producción semitecnificados, este tipo de sistemas cuentan con medidas sanitarias mayores pero con ciertas deficiencias, pueden contar con animales de casas genéticas o buen mérito genético, el control de producción es cuestionable en muchos casos por los manejos que se llevan a cabo, el alimento que se les brinda es formulado con base a su etapa productiva, pueden ser servido de manera manual o con sistemas semi-automatizados, en algunos casos se observa la falta de aplicación de un flujo de producción y el cálculo de instalaciones como herramientas para lograr una planeación más precisa y eficiente, lo que origina problemas de hacinamiento y manejo que derivan en problemas sanitarios por lo que tienen desfavorables consecuencias; en cuanto a los sistemas de producción tecnificados, estos se caracterizan por utilizar avances tecnológicos de manejo, nutrición, sanitarios y genéticos; así como un control estricto de animales y personal capacitado, en éstos, se emplea la inseminación artificial y los manejos están preestablecidos por día, se utilizan registros dentro de cada área y programas de cómputo para recopilar y analizar la información obtenida dentro de la granja lo que conlleva a una mayor producción, ésta abarca del 40-50% del inventario en México y aporta el 75% de producción nacional de carne de cerdo (Véase Imagen 1), Sistemas de producción porcícolas en México, (Montero, et al, 2015; Mariscal Landin, 2002).
Como se mencionó anteriormente, los sistemas de producción tecnificados tienen la característica de contar con tecnologías implementadas dentro de su cadena de producción, ya que, por el tipo de producción y su impacto social es alto y el mejorar los aspectos de inocuidad disminuyendo los riesgos a la salud humana, cuidando las normas de bienestar animal y los criterios ambientales es indispensable.
Dentro de este último punto se incluye la implementación de los biodigestores como parte de la mitigación de contaminación al medio ambiente (Montero, et al., 2015).
Uno de los ejes fundamentales de este tipo de producción es la rápida transformación de los alimentos balanceados en proteína para consumo humano, lo que hace que el uso de los insumos (agua, aire y suelo) sean de manera importante provocando un nivel de deterioro considerable, que va desde el cambio de uso de suelo, extracción de agua de los mantos acuíferos, contaminación por excretas, orina y malos olores (Mariscal Landin, 2002).
Para mitigar dichos impactos ambientales, la implementación de biodigestores dentro de los sistemas de producción pudiera ser benéficos además de traer consigo reducción de costos por la producción de gas el cual se podría utilizar para generar energía renovable (calor, luz y electricidad) a bajo costo (Reduce the environmental impacts caused by the swinw culture, 2010; Universo Porcino, sf).
¿QUÉ ES UN BIODIGESTOR?
Generalmente es un contenedor hermético de diferentes dimensiones y formas, en su interior se lleva a cabo un proceso de fermentación anaeróbico generando biogás proveniente del almacenamiento de materia orgánica (excretas y agua) con una entrada y salida, situadas a los extremos y una válvula para la extracción del gas en la parte superior (Shikun et al., 2014).
En la actualidad estas tecnologías son implementadas por unidades de producción tecnificadas en las cuales se han generado excelentes resultados en sentido de la reducción de gastos por la utilización del biogás que se produce; dentro de los sistema de producción, especialmente en la etapa de maternidad, el uso de fuentes de calor es indispensable, actualmente este requerimiento es solventado con lámparas eléctricas o de gas LP que para ello se requiere de una inversión económica considerable, tanto en insumos, llámese equipo y suministro de gas (Cervantes et al., 2007).
El uso del biogás, generado a partir del proceso de fermentación dado a través de un biodigestor reduce estos costos además esta fuente de energía también se puede implementar en calderas o bien para deshidratadoras de granos en caso de unidades que cuentan con planta de alimentos de manera particular, al igual que en la generación de energía eléctrica con generadores impulsados por motores que funcionan a base de biogás como combustible, en las áreas de sanitarios, cocina, etc. Sin olvidar la reducción en la liberación de gases nocivos hacia el medio ambiente, también podemos mencionar que en algunos casos se encuentran aplicaciones potenciales de uso del biogás en el transporte por auto motores con equipamiento de gas como combustible para el traslado de personal, transporte de insumos, animales y otras actividades dentro de la unidad de producción (Surendra et al., 2010; Universo Porcino, sf; Pedraza, et al., 2002).
De manera más específica: el biogás es un gas resultante de la conversión de materia orgánica en medios naturales o en dispositivos específicos, por biodigestores de materia orgánica, mediante la acción de microorganismos y una serie de etapas metabólicas en ausencia de oxígeno (anaeróbico), el producto resultante es una mezcla constituida por metano (CH4) en una proporción que oscila entre un 40% a un 70% y dióxido de carbono (CO2), conteniendo pequeñas proporciones de otros gases como hidrógeno (H2), nitrógeno (N2), oxígeno (O2) y sulfuro de hidrógeno (H2S), para llegar a esto se lleva a cabo un proceso que es facilitado por bacterias hidrolíticas o fermentativas que liberan enzimas extracelulares y se logra cuando los compuestos orgánicos complejos como los lípidos, proteínas y polisacáridos se convierten en monómeros u oligómeros solubles a través de la hidrólisis, también conocida como licuefacción, por ejemplo: aminoácidos, ácidos grasos de cadena larga, azúcares y glicerol (Estrada-Álvarez, et al., 2008; Surendra et al., 2014).
Retomando, un biodigestor es un equipo con un volumen de compensación de presión para el espacio de almacenamiento de gas interior en la salida y la entrada, existen diferentes tipos, en los países en desarrollo usan principalmente: el biodigestor de domo fijo (ilustración 1), el biodigestor domo móvil o también llamado tambor flotante (ilustración 2) y el biodigestor de flujo de salchicha o mejor conocido como (bolsa).
En cuanto al proceso que se lleva a cabo en su interior, este será determinado por el material específico para su elaboración también dependerá del lugar en que será utilizado, el presupuesto que se obtenga, la intensificación y los residuos orgánicos disponibles de las granjas porcinas para la transformación de las excretas (Surendra et al., 2014).
El biodigestor de domo móvil, a diferencia del de domo fijo, la cubierta está por encima del suelo, se construyen con concreto y acero, generalmente con los materiales disponibles, como ladrillos y piedras, el resto de los componentes de ambos biodigestores están alojados debajo del suelo, pero el funcionamiento de ambos biodigestores es bastante similar, la materia prima se agrega a través del tubo de entrada directamente o después de ser mezclado el biogás producido se recoge por encima de la lechada y sale del tanque a través de una tubería de gas conectada a la parte superior del domo del biodigestor. Los biodigestores de domo móvil tienen una cubierta de acero que flota en la lechada que se mueve verticalmente para acomodar la presión constante de biogás, estos biodigestores, aunque son fáciles de operar y mantener el costo de insta- lación sigue siendo alto para muchos productores ya que requiere de trabajos de construcción de mejor calidad (Surendra et al., 2014).
El sistema que más ha hecho por reducir los costos de instalación, así como simplificar la operación y el mantenimiento de los biodigestores, son los biodigestores tubulares de polietileno bolsa (ilustración 3) se fabrican con materiales fácilmente disponibles; generalmente bolsas de plástico para el tanque principal y cloruro de polivinilo (PVC) y tubos para la recolección de biogás. En éstos, las materias primas pasan a través de una bolsa tubular de polietileno o PVC (que sirve como biorreactor), mientras que el biogás se recolecta por medio de una tubería de gas conectada en la parte superior, el diseño es simple, la facilidad de instalación y las bajas demandas de mano de obra especializada hacen que esta tecnología sea accesible y rentable para producciones porcinas rurales en México.
CONCLUSIONES
La digestión anaerobia se ha aplicado de manera principal al manejo de residuos animales y agrícolas, una de las principales características es la degradación de los compuestos orgánicos a partir de bacterias que no requieren oxígeno cuyas reacciones finales producen gas (Pedraza, et al., 2002).
Actualmente la población mundial es de más de 7 000 millones y se estima que para el 2030 habrá más de 8 000 millones, este crecimiento poblacional demandará fuentes primarias de energía (gas natural, carbón, petróleo y fuentes renovables). Las energías renovables se caracterizan porque, en sus procesos de transformación y aprovechamiento en energía útil, no se consumen ni se agotan en una escala humana de tiempo. En los procesos de descomposición anaeróbica se obtienen compuestos altamente energéticos que pueden ser usados para la obtención de energía eléctrica y calorífica (Pedraza, et al., 2002).
a implementación de variadas y pequeñas fuentes generadoras de energía es una de las estrategias a implementar en un futuro no muy lejano, es decir, las fuentes de generación van a estar dispersas en pequeña o mediana escala a lo largo de la geografía y en función de la ubicación de los recursos primarios utilizables para su producción. Por tanto, las zonas de producción animal, especialmente las porcinas, son una oportunidad de desarrollo para este tipo de soluciones (Martínez Lozano, 2015).
Varios estudios indican que el sistema de producción porcina hace viable social y económica- mente el uso de biodigestores, Martínez Lozano, 2015 señala: “se pueden extraer alrededor de 100,000 m3/ día de biogás y producir aproximadamente 60 GWh de energía eléctrica, sustituyendo cerca de 114,000 barriles de petróleo al año y con un ahorro de 40,000 Ton de CO2 dejadas de emitir. Esto al compararse con otras regiones de México e incluso del mundo, es un número atractivo para convertirlo en proyectos concretos, en países en desarrollo y con una visión social clara en el uso de los recursos disponibles, el uso adecuado de la biomasa para la producción energética alternativa, debe provenir de aquellos recursos residuales que se encuentran para iniciar su fase de descomposición y no emplear recursos aprovechables con propósitos más importantes como la alimentación humana. En el caso particular de México, hablar de desarrollo de fuentes de energía alternativa, es recurrir al plan de prospectivas, en que se espera al 2025, un 35% de la energía debe ser proveniente de fuentes renovables”.
*DOMÍNGUEZ VALADEZ JESÚS.
[email protected]
Colaboradores: *
DOMÍNGUEZ VALADEZ DANIEL; *AGUILERA GÓMEZ JUAN EDMUNDO; *FRANCO TORRES, SERGIO.
*Estudiantes de Séptimo Semestre de la Carrera de Ingeniería en Sistemas Pecuarios, Centro Universitario de Los Altos- Universidad de Guadalajara. Correo para correspondencia: [email protected]
ARTÍCULOS REVISADOS:
- Barrera- Perales, O.T y Álvarez Fuentes, G. (2012). Caracterización e importancia socioeconómica y ambiental de la producción caprina en Altiplano Potosino.
- www.redalyc.org/jatsRe- po/845/84554490007/84554490007.pdf
- Cervantes, F; Saldívar-Cabrales, G; Yescas, F. (2007). Estrategias para el aprovechamiento de desechos porcinos en la agricultura.
- www.itson.mx/publicaciones/rlrn/Documents/v3-n1-1-es- trategias-para-el-aprovechamiento-de-desechos.pdf
- Estrada-Álvarez, J; Gómez-Londoño, G; Jaramillo-Jiménez, A. (2006). Efecto del biodigestor plástico de flujo continuo en el tratamiento de aguas residuales de establos bovinos.
- www.vetzootec.ucaldas.edu.co/downloads/v2n2a01.pdf.
- Reduce the environmental impacts caused by the swinw culture, (2010).
- www.custoseagronegocioonline.com.br/numero1v6/Biodigester.pdf.
- Mariscal Landín, G. (2002). Tecnologías disponibles para reducir el potencial contaminante de las excretas de gran- jas porcícolas. Reporte de la Iniciativa de la Ganadería, el Medio Ambiente y el Desarrollo (LEAD) – Integración por Zonas de la Ganadería y de la Agricultura Especializadas (AWI) – Opciones para el Manejo de Efluentes de Granjas Porcícolas de la Zona Centro de México. INIFAP, UNAM, swiss College of Agriculture y FAO.
- www.fao.org/3/x6372s08.htm
- Martínez Lozano, M. (2015). Producción potencial de biogás empleando excretas de ganado porcino en el estado de Guanajuato. Nova Scientia vol.7 no.15, León.
- www.scielo.org.mx/pdf/ns/v7n15/2007-0705-ns-7-15-00096.pdf
- Montero, L. M.; Martínez, G. R. G.; Herradora, L. M. A.; Ramírez, H. G.; Espinosa H. S.; Sánchez, H.M.; Martínez, R. R.; (2015). Alternativas para la producción porcina a pequeña escala. Universidad Nacional Autónoma de México. http://www.fmvz.unam.mx/fmvz/publicaciones/archivos/ Alternativas_Porcina.pdf
Artículo publicado en Los Porcicultores y su Entorno Enero-Febrero 2020
