SEMINARIO INTERNACIONAL GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS SÓLIDOS Y PELIGROSOS, SIGLO XXI INDUSTRIA AVICOLA: IMPACTO AMBIENTAL Y APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS Carlos O. Duque G., Ph.D. Programa Nacional de Biotecnología Animal CORPOICA-CEISA Durante mucho tiempo el hombre pudo vivir sin preocuparse de los residuos generados en sus actividades cotidianas. Con la revolución industrial esta situación comenzó a modificarse, acentuándose de manera preocupante a partir de la segunda mitad del presente siglo. Todo este desarrollo tecnológico ha creado una sociedad con un nivel de vida mas elevado y con mayores exigencias de productos de alta calidad y de otra parte, la explosión demográfica acelerada ha creado una sociedad con patrones de consumo cada vez mas altos. Para satisfacer las demandas de unos y otros, el hombre está explotando al máximo los recursos naturales, generando a su vez un volumen alarmante de residuos extraños al medio natural, en su mayoría tóxicos y no biodegradables, los cuales van en detrimento de la calidad de vida del mismo ser humano. Hay que tener en cuenta que la producción “per cápita” de residuos siempre va en aumento, particularmente en los países desarrollados, en los cuales se tienen estimaciones del orden de: 2.0 Kg/día en USA, 1.9 en Australia, 1.7 en Canadá, 1.3 en Noruega, Holanda, Dinamarca, para citar solo algunos ejemplos. Según cifras del Ministerio del Medio Ambiente (Política para la Gestión de Residuos Sólidos. Anexo No. 1), en Colombia se estima que se producen 0.7-1.0 Kg/día en los estratos socioeconómicos altos, 0.4-0.5 en estratos medios y 0.2 para estratos bajos, de residuos de origen domiciliario; a grandes rasgos, los residuos sólidos se pueden clasificar en (Fuente: ACODAL): - Residenciales: son los residuos generados de las actividades en la vivienda y tienen un alto contenido de materia orgánica y humedad en los estratos de ingresos económicos moderados y se constituyen en la mayor fuente de producción a nivel municipal; a medida que el ingresos familiares crecen y los hábitos y preferencias se tornan mas urbanos, los residuos varían hacia mayor cantidad de elementos reciclable, con menor humedad y materiales orgánicos. - Comerciales: provienen de los diferentes almacenes, depósitos, cooperativas y establecimientos comerciales, con un alto contenido de papel y cartón. - Plazas de Mercado y Mataderos: generan residuos con alto contenido de materia orgánica (cáscaras, excedentes de frutas y vegetales, estiércol, huesos, sangre, etc.). Este tipo de residuos aporta aproximadamente una carga del 70% del total de los residuos que se producen en el municipio. - Industriales: aquellos originados por diversas ramas de la industria, tales como, metalurgia, química, petroquímica, papelera, alimenticia, entre otras. Pueden dividirse en tóxicos, explosivos, radioactivos, etc. - Institucionales: generados por establecimientos educativos, militares, carcelarios, religiosos, y gubernamentales. Normalmente tienen un alto contenido de materia orgánica, papel y cartón. - Especiales o peligrosos: se clasifican en orgánicos e inorgánicos, combustibles o incombustibles, biodegradables y no biodegradables. Dentro de este grupo, los hospitalarios ocupan un lugar importante y son considerados de alta peligrosidad (material de curación, jeringas, órganos, placentas, sangre, etc.). - Agropecuarios: A nivel mundial, estos residuos se constituyen en una preocupación creciente, destacándose los altos volúmenes de estiércol animal, desechos con altas concentraciones de agrotóxicos, todos ellos con un gran impacto ambiental. Colombia al ser un país con una alta vocación agropecuaria no es ajena a esta situación. La industria animal y particularmente la avícola, con un alto grado de tecnificación, maneja un número considerable de animales en superficies de área relativamente reducidas, generando un volumen elevado de residuos; se estima que la población avícola en el país es del orden de 47’500 000 de aves mes (pollo de engorde y ponedoras) (FENAVI, 1999) y teniendo en cuenta que en promedio un ave excreta entre 100 y 150 g diarios, se estaría hablando de 4750 a 7125 ton. de estiércol día con un notable contenido de nutrientes (nitrógeno y fósforo principalmente) y materia orgánica (M O), que manejados incorrectamente pueden ocasionar serios problemas ambientales. Sin embargo, estas mismas características convierten al estiércol en una fuente potencial de recursos para los productores, si éste es manejado con un criterio de valorización implementando para ello tecnologías apropiadas de manejo que permitan a la vez, reducir el problema de contaminación y obtener subproductos con importancia económica. En 1997 la Federación Nacional de Avicultores FENAVI adelantó un diagnóstico sobre la situación ambiental de la industria avícola a nivel nacional. Para tal efecto, se diseñó una muestra representativa de la población total avícola, mediante la cual se infiere el comportamiento del sector en torno a la problemática ambiental. El marco de muestra está conformado por una población de 594 empresas productoras de pollo, huevo, incubación y beneficio de aves, de conformidad con la información suministrada por la regionales de FENAVI. Con base en esta información, se escogió una muestra aleatoria conformada por: 34 granjas de engorde (42%), 44 de ponedoras (54%), 3 de encubación (4%), para un total de 81 granjas; adicionalmente, se incluyó en la muestra 3 de plantas de beneficio. Con el estudio se determinó que desde el punto de vista de generación de residuos y su impacto ambiental, la industria avícola se puede clasificar en tres grupos: - Granjas de ponedoras y pollo de engorde: Mediana Significancia Ambiental (M S A) a Baja Significancia Ambiental (B S A). - Incubadoras: M S A a Alta Significancia Ambiental (A S A). - Plantas de beneficio de aves: A S A. Dentro de esta clasificación se establecieron diversos tipos de residuos, generados en los diferentes sistemas de producción. El mas importante por su cantidad y características, es la gallinaza, entendida como la mezcla entre cama y deposiciones sólidas y líquidas de los animales (deyecciones). La cama (cascarilla de arroz, viruta de madera y cascarilla de café) cumple la función de recibir estos desechos, para facilitar su secado y posterior manejo. La gallinaza se acumula en los galpones, durante todo el ciclo productivo respectivo, al término del cual se procede a su evacuación y disposición final, que generalmente es el uso como fertilizante orgánico; el 80% de los productores estudiados vende la gallinaza a terceros y el resto la usa intermitentemente como fertilizante en sus propias granjas. El segundo residuo en importancia por cantidad pero que a su vez, causa el mayor impacto ambiental de la industria (A S A) es el generado por las plantas de beneficio de aves, cuyas aguas residuales tienen una elevada carga orgánica debido a los contenidos de grasas y aceites, sólidos (plumas, vísceras, picos, uñas, pollinaza), sangre, entre otros. Otro tipo de residuo que potencialmente puede generar problemas ambientales, es la mortalidad que se presenta en granjas de ponedoras y pollo de engorde; en los planteles estudiados se encontró que el 45% de los empresarios dispone de la mortalidad de aves para alimentar a otros animales (cerdos [40%], perros, peces, etc.), el 10% la entierra en huecos, el 14% en pozos sépticos y el 20% la incinera, la mayoría de estos últimos, mediante quemas abiertas. Finalmente están las cáscaras de huevo, residuo que se produce en menor cantidad, pero que presenta múltiples dificultades en su manejo. Como se mencionó con anterioridad, si estos residuos se manejan de forma incorrecta pueden tener un impacto negativo sobre el ambiente. A continuación se describen algunos de los problemas derivados del mal uso de los residuos: IMPACTO AMBIENTAL. Suelos. Cuando la gallinaza se aplica al terreno que se quiere fertilizar en forma indiscriminada y continuada, ocasiona en primera instancia una acción mecánica, la cual consiste en una colmatación por taponamiento de los poros del suelo, disminuyendo la capacidad de drenaje del terreno. Posteriormente comienza una acción química en donde se presenta una degradación estructural del suelo, ocasionada por el alto contenido de sales y nutrientes; como consecuencia de la acumulación progresiva de los residuos, se genera una acción biológica consistente en el desarrollo de microorganismos potencialmente patógenos para los animales y el hombre. Finalmente, el exceso de material orgánico y nutrientes puede ocasionar una disminución del oxígeno (hasta anaerobiosis) en el medio dificultando la minerilización del nitrógeno; de otra parte, las plantas absorben nitrógeno en cantidades mayores a las que pueden asimilar, presentándose una acumulación como por ejemplo de nitratos, que puede generar problemas de intoxicaciones: Amoniaco + Nitrosomonas ý Nitritos + Nitrobacterias ý Nitratos Aguas. Debido a los altos niveles de M O y nutrientes de la gallinaza, si ésta es vertida (o en su defecto las aguas procedentes de las operaciones de limpieza de los galpones) en ríos, manantiales, fuentes freáticas, ocasiona problemas como la eutrofización, la cual consiste en una disminución dramática del oxígeno al ser empleado éste para la oxidación del material orgánico y nutrientes. Con el agotamiento del oxígeno, desaparece la vida acuática. Igualmente, los contenidos de amonio y nitratos generan toxicidad para los organismos del ecosistema acuático. Es importante destacar la problemática ocasionada por las aguas residuales generadas en el proceso de beneficio de aves, las cuales en la mayoría de los casos, son vertidas a la red del alcantarillado público y en otros, a cuerpos de agua. Estas se originan en varias etapas del proceso, principalmente en el lavado de las aves y las vísceras, y en los desagües de equipos como la escaldadora, el prechiller y los chillers; así mismo, las operaciones de limpieza, tanto de la planta como de los equipos, se constituyen en otra fuente de aguas residuales. La característica fundamental de estos vertidos es su alto contenido de carga orgánica y sangre (expresados como la DQO y DBO), grasa libre (Aceites y Grasas), y en los casos en donde los dispositivos de retención de sólidos no funcionan correctamente, se presentan contenidos elevados de sólidos suspendidos y sedimentables. De igual manera, el consumo de agua es elevado y por tanto los volúmenes de tratamiento se incrementan. Salud humana y animal. - El alto contenido de nitrógeno lleva a la formación de nitratos, los cuales al mezclarse con aguas para el consumo humano pueden dar a la formación de compuestos halometanos y organoclorados, dándole mal gusto al agua y a concentraciones elevadas son tóxicos. - Los nitritos reaccionan con bacterias que se encuentran presentes en la boca de los animales y son transformados a nitratos. Los nitratos a su vez reaccionan con la hemoglobina para transformarla en metahemoglobina, con la cual se imposibilita el transporte de oxígeno en la sangre. Esta situación puede presentarse a concentraciones de nitritos superiores a 40-50 ppm (mg/L). - De igual manera, los nitratos reaccionan con aminas secundarias y terciarias en el estómago, formando nitrosaminas de reconocido efecto carcinogénico. - La disposición incorrecta de las excretas propicia también el desarrollo de microorganismos potencialmente patógenos para los mismos animales, quienes a su vez, pueden transmitir enfermedades como, rotavirus, colibacilosis, parásitos gastrointestinales, Salmonella, Newcastle, Campylobacter, E. coli, entre otros, y la proliferación de moscas que pueden actuar como vectores mecánicos y/o biológicos. - La alimentación de animales con residuos frescos (mortalidad y gallinaza), práctica muy extendida entre los productores avícolas nacionales, induce a la propagación cruzada entre especies de diferentes enfermedades, debido a los patógenos que pueden portar las aves muertas y las excretas. - Generación de olores ofensivos. Impacto económico. Existen costos “directos” asociados a las medidas que se deben implementar para solucionar los problemas derivados de la contaminación por los residuos. En el caso de las aguas para consumo, se incrementa notoriamente los costos de depuración (se requiere de 10 g de cloro por cada g de nitrógeno). Las granjas a su vez, con la presión de entidades como las Corporaciones Autónomas Regionales, están en la necesidad de remediar los problemas de contaminación. Hay costos que se denominan “indirectos” y son los que se derivan del control de las enfermedades. Merece especial atención la determinación de las responsabilidades con relación al posible impacto ambiental negativo de los residuos generados. Si bien es cierto que el 100% de los productores vende la gallinaza o la utiliza como fertilizante, no lo es menos el hecho de que su industria es la generadora del residuo. Cabe preguntarse si la responsabilidad del avicultor termina en el momento de vender la gallinaza, para convertirse este residuo en responsabilidad del comprador. La legislación de países desarrollados con serios problemas de contaminación obliga al productor que va vender un residuo determinado a caracterizarlo biológica y fisicoquímicamente, a conocer sus volúmenes de producción y a implantar sistemas de estabilización que garanticen un producto final seguro desde el punto de vista bioquímico y ambiental; en tanto que el comprador, tendrá que disponer de el de forma correcta a través de planes de fertilización. Así, un problema tan prioritario como la protección del medio ambiente depende tanto de la responsabilidad y solidaridad colectivas como de la responsabilidad individual. ALTERNATIVAS DE MANEJO. El productor cuenta con diferentes alternativas, no solamente para solucionar los problemas de contaminación originados por los residuos, si no también, para convertirlos en una fuente de obtención de bienes y servicios. Tradicionalmente en Colombia al productor se le ha ofrecido diferentes tipos de tecnologías, la mayoría de las veces sin una evaluación previa de la verdadera dimensión del problema y por lo tanto, las soluciones no son siempre las mas indicadas. Esto significa que cada productor tiene una forma particular de manejar su plantel y la solución a sus problemas puede ser diferente a la del vecino. De esta manera, antes de tomar una decisión acerca de un tratamiento determinado para los residuos, es importante tener en cuenta los siguientes criterios para la selección tecnológica: 3Evaluación problemática. 3Bajo impacto energético. 3Bajo impacto ambiental. 3Viabilidad técnica. 3Viabilidad económica. 3Diseño plan de manejo del residuo. En el caso de la industria avícola, se puede hablar de sistemas de pretratamiento, tratamientos primarios y tratamientos secundarios. La aplicación de uno u otro, o la combinación de varias estrategias, depende del sistema productivo objeto del diagnóstico. Pretratamientos. Básicamente consisten en separar los materiales sólidos (totales, sedimentables, suspendidos) de las aguas residuales. Minimización en la fuente. Mas que un método de control, es una medida preventiva orientada a minimizar la cantidad de sólidos, grasa y materia orgánica contenida en el agua residual. Se deben organizar brigadas de aseo para que realicen barridos (limpieza en seco) en determinados momentos durante los procesos productivos. En el caso de las plantas de beneficio, se realiza entre cada viaje (2500 aves en promedio) y al finalizar la jornada de beneficio; básicamente consiste en barrer y recoger la gallinaza de la zona de desembarque, y la pluma, piel, picos, uñas y vísceras, que hayan caído al piso durante el beneficio de las aves. De otra parte, se pueden colocar canastas debajo de los equipos que ejecutan cada una de las etapas en la que se producen estos subproductos contribuyendo con su recuperación en la fuente y con el ahorro en el consumo de agua debido a que se sustituye la práctica de arrastre de subproductos con la misma y por consiguiente, con la minimización del caudal de vertidos. En granjas, el barrido de la gallinaza se aplica al final de los diferentes ciclos productivos antes de lavar los galpones. Es importante también implementar un programa de ahorro de agua, para lo cual es indispensable realizar una auditoría del consumo de agua (diagnóstico y permanente), mantenimiento preventivo de instalaciones hidráulicas, utilizar dispositivos de lavado a presión, equipos y griferías de bajo consumo, entre otras estrategias. Separación de redes. Es muy importante que las empresas tengan separadas las redes de aguas lluvias, domésticas e industriales. Cuando no hay separación de redes, se dificulta el tratamiento de las aguas residuales debido a que se aumenta la concentración orgánica de éstas (contaminación por aguas domésticas) y los volúmenes de tratamiento. En granjas se está propendiendo por la utilización eficiente de aguas lluvias que contribuya al ahorro del consumo de agua de fuentes naturales. Conducción de aguas residuales industriales. Se debe hacer a través de canales que las conduzcan hasta los sistemas de tratamiento (en los casos en que sea necesario). Estos canales deben estar cubiertos con rejillas, sifones y mallas, para evitar el paso de materiales sólidos. El diseño de estos dispositivos de retención, con relación a la separación de las barras de las rejillas o al orificio de los sifones y mallas, depende de las características de los residuos sólidos. Tanque de homogeneización. Conocido también como tanque de amortiguación, se emplea sobre todo en los procesos en donde las descargas (o generación de aguas residuales) ocurren puntualmente, es decir, que hay picos máximos y mínimos de caudales. Esta situación dificulta la operación de los sistemas de tratamiento, os cuales requieren de flujos constantes; el tamaño del tanque depende del aforo del caudal. Tanques de sedimentación. Para el diseño de estos tanques es importante realizar un aforo del caudal de aguas residuales y una caracterización fisicoquímica de las mismas, con la finalidad de conocer la carga de los vertidos. De esta manera, se construye el tanque con el tamaño adecuado para proporcionarle al residuo el tiempo de residencia suficiente para que haya una buena sedimentación de sólidos. Trampas de grasas. Igualmente se deben conocer el caudal y la concentración de grasas de los vertidos para dimensionar la trampa de grasa. Tamiz estático (Screen). Generalmente se utiliza justamente antes de la entrada de las aguas residuales al sistema de tratamiento, cuando es necesario eliminar la mayor cantidad posible de sólidos. Consiste en pasar el agua residual lentamente y en forma laminar (ligera pendiente con flujo en dirección de arriba hacía abajo) a través de una malla metálica (acero inoxidable) con un poro muy estrecho, lo cual permite realizar un desbaste fino. Tratamientos Primarios. Se consideran tratamientos primarios a aquellos que contribuyen a separar una mayor cantidad de sólidos y líquidos de las aguas residuales. Generalmente son procesos fisicoquímicos, en los cuales se utilizan productos químicos para que reaccionen con los contaminantes y formen compuestos insolubles que precipitan. En otros casos, como con las grasas, se adicionan Coagulantes y floculantes para favorecer la recuperación de grasas. Tratamientos secundarios. Estos sistemas de tratamiento se aplican a residuales mas complejas de manejar tanto por su concentración y calidad como por su volumen de vertidos; requieren de un mayor manejo tecnológico y generalmente van después de los tratamientos primarios. Compostaje. Es el sistema de tratamiento que mas se está utilizando en el mundo para el manejo de residuos sólidos orgánicos, debido fundamentalmente a su facilidad de manejo, poco mantenimiento y a que las bacterias que intervienen en el proceso, bien sean aerobias o anaerobias, están en capacidad de biodegradar a casi todos los componentes orgánicos de los residuos generados en el sector agropecuario y agroindustrial, en un sustrato estable bioquímicamente e higienizado, que permite utilizarlo con fines agronómicos de manera segura desde el punto de vista ambiental y microbiológico. Consiste en apilar residuos en capas combinando materiales ricos en carbono y nitrógeno, con una relación C:N de 30. Especialmente para los productores avícolas, se constituye una alternativa con mucha viabilidad para estabilizar residuos como la gallinaza y la mortalidad, permitiendo a su vez la valorización de estos materiales. Tanques sépticos. Muy empleados en el manejo de la mortalidad de aves. Es imprescindible que los tanques estén impermeabilizados para evitar la contaminación de subsuelo y de aguas freáticas. Se recomienda un sistemas de esclusas para introducir los animales y evitar la propagación de malos olores. Lodos activados. Este sistema aerobio es muy costoso para el sector agroindustrial debido a la necesidad de utilizar sistemas de aireación intensiva con turbinas y difusores. De otra parte, el mismo tratamiento genera una concentración elevada de lodos que requieren de posteriores tratamientos. Lagunas facultativas. Son estanques con una profundidad promedio de 3-5 m y reducida superficie. Con estas características se propicia el desarrollo de bacterias anaerobias facultativas (toleran pequeñas concentraciones de oxígeno) y estrictas (generalmente en el fondo del estanque); en la mayoría de los diseños, el residuo a tratar se desplaza en forma laminar. En la actualidad se están utilizando unas carpas que se desplazan hacia los puntos donde se observa una mayor producción de biogas en la laguna, con la finalidad de colectarlo e impedir que se contamine la atmósfera y utilizarlo como combustible. Lagunas de oxidación Estos estanques considerados de alta velocidad de oxidación, son los mas difundidos a nivel mundial. Aquí, una serie de bacterias heterótrofas presentes en el medio, utilizan el oxígeno para degradar compuestos orgánicos. Se requiere de 1 m de profundidad, concentración de oxígeno por encima de 1 mg/L, impermeabilización para evitar la contaminación del subsuelo. La difusión de este sistema de tratamiento se afecta en la medida en que la disponibilidad de tierras disminuye y se incrementan sus costos. Fermentación anaeróbica: Uno de los procesos biotecnológicos que mayor impacto ha tenido a nivel mundial en el tratamiento de residuos orgánicos, es la fermentación anaeróbica debido a que es un proceso de bajo costo energético, de bajo impacto ambiental y genera subproductos como el biogas y lodos orgánicos, que pueden ser utilizados en los mismos sistemas de producción. De otro lado, se consiguen disminuciones de la materia orgánica contaminante del orden del 50-70%. LEGISLACIÓN AMBIENTAL. Los deberes y obligaciones del sector avícola con relación al medio ambiente, están reglamentados mediante las siguiente legislación: Decreto 1594 de junio 26 de 1984. Reglamenta todo lo que tiene que ver con la disposición de residuos líquidos y sólidos. Capítulo VI del vertimiento de los residuos líquidos; Artículo 72: vertimiento a cuerpo de agua; Artículo 73: vertimiento a alcantarillado. Ley 99 de diciembre 22 de 1993. Crea el Ministerio del Medio Ambiente, el Sistema Nacional Ambiental (SINA) y el Consejo Nacional. Principios: - Acoge la Declaración de Río 1992. Establece que la Biodiversidad es patrimonio nacional. Consagra protección especial a fuentes y nacimientos de agua. Instaura los estudios de impacto ambiental como requisito previo a la realización de ciertas obras. Ley 99 de 1993. Decreto 1753/94. Decreto Ley 2150/95. Reglamenta las Licencias ambientales: requisitos, condiciones y obligaciones para prevenir, mitigar, corregir o compensar los efectos ambientales del proyecto o actividad autorizada. Llevará implícitos todos los permisos, autorizaciones y concesiones, de carácter ambiental, necesarios para la construcción, desarrollo y operación de la obra, industria o actividad. Decreto 948/95. Define olores ofensivos: “es el olor generado por sustancias o actividades industriales o comerciales de servicio que produce fastidio aunque no cause daño a la salud humana”. Artículos 15, 42, 47, 48, reglamentan todo lo referente al ruido. Decreto 02/82. Decreto 2107/95. Regulan emisiones, uso de combustibles industriales, normas y estándares para fuentes fijas. Distrito Capital: Acuerdo 09 de 1990. Ley 99 de 1993. Decreto 673/95. Artículos 65-66. El DAMA es la autoridad ambiental y sus facultades son las de promover y ejecutar las políticas en relación con el medio ambiente y con recursos naturales; ejecutar el control de vertimientos y emisiones contaminantes, disposición de desechos sólidos y residuos tóxicos y peligrosos. DAMA. Resolución 1074 de 0ctubre 28 de 1997. Por la cual se establecen estándares ambientales en materia de vertimientos. Artículo Primero – Decreto 673 de 1995: El DAMA es la autoridad ambiental dentro del perímetro urbano del Distrito Capital. Se establecen concentraciones máximas permisibles para verter a un cuerpo de agua y/o red de alcantarillado público. Ministerio del Medio Ambiente. Decreto 901 de abril 1 de 1997. Los Artículos 1 (Objeto : Reglamentar las Tasas Retributivas por la utilización directa indirecta del agua como receptor de vertimientos puntuales) y 2 (Contenido : El presente decreto contempla lo relacionado con el establecimiento de la tarifa mínima y su ajuste regional ; define los sujetos pasivos de la Tasa, los mecanismos de recaudo, fiscalización y control, y el procedimiento de reclamación), regula todo lo relacionado con los vertidos que potencialmente puedan contaminar lechos acuíferos (ríos, manantiales, aguas freáticas, acueductos públicos). De esta manera, se busca que el productor se involucre en proyectos de gestión ambiental que le permitan prevenir los problemas de contaminación en su origen y acercarse a una producción mas limpia. De lo contrario, la legislación es muy clara.....contaminador = pagador.