1
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE BIODIGESTORES EN
COMUNIDADES RURALES DE LA PARTE ALTA DE LA SUBCUENCA
DEL RÍO VIEJO, JINOTEGA, NICARAGUA
1.- Resumen y objetivos
2.- Introducción
2.1.- Reseña histórica
2.2.- Contexto geográfico. Nicaragua
2.3.- Economía y Sociedad
3.- Antecedentes
3.1.- La zona del proyecto
3.2.- Problemática ambiental
3.3.- Desarrollo sostenible
3.4.- Proyecto de E.S.F. (Enxeñaría Sen Fronteiras)
4.- Residuos orgánicos agroganaderos
4.1.- Alternativas de tratamiento
4.2.- Utilidad y aprovechamiento
5.- Implementación de biodigestores
5.1.- Justificación
5.2.- Funcionamiento biológico
5.3.- Tipos
5.4.- Selección y dimensionamiento
5.5.- Implementación
5.6.- Operación y mantenimiento
6.- Conclusiones
7.- Bibliografía
2
1.- RESUMEN Y OBJETIVOS
Resumen
Mediante este proyecto se trata de contribuir al desarrollo sostenible de una zona
rural en la subcuenca del Río Viejo (Jinotega, República de Nicaragua).
El avance de la frontera agrícola supone la destrucción del bosque para dedicar el
suelo a la ganadería y agricultura, si a esto añadimos que la leña es la principal fuente
de energía para el hogar se produce una creciente deforestación que reduce
considerablemente el efecto que la vegetación ejerce sobre el control de la erosión.
Por otro lado los residuos orgánicos de la cabaña ganadera, al no ser tratados
producen contaminación.
La reducción del consumo de leña redundaría por tanto en la conservación del suelo,
que es fundamental para la recarga de acuíferos, la producción alimentaria y la
mitigación de desastres naturales (riadas, desprendimientos de tierras, etc), además
de disminuir la incidencia de enfermedades producidas por la inhalación de humo en
los hogares.
Se consideró que la implementación de biodigestores anaerobios con cocinas
asociadas era la mejor alternativa porque con una tecnología de bajo coste se
alcanzarán una serie de objetivos importantes: 1) reducir el consumo de leña, lo que
disminuirá la deforestación; 2) tratar los residuos orgánicos, lo que evitará la
contaminación del suelo y los acuíferos; 3) obtención de energía (biogás), y 4)
obtención de bioabono, lo que permitirá la fertilización y mejora del suelo.
Objetivos:
Contribuir al desarrollo sostenible de la zona
Paliar la degradación del suelo
Evitar contaminación y agotamiento de los acuíferos
Reducir la deforestación
Reciclar los residuos orgánicos
Reducción de la pobreza
Obtener energía proveniente del biogás
Obtener fertilizantes orgánicos (bioabono)
3
2.- INTRODUCCIÓN
2.1.-RESEÑA HISTÓRICA
La historia de Nicaragua se divide en tres grandes períodos: período Prehispánico,
período de la Conquista y Colonia y período Independiente y Moderno.
El período Pre-hispánico, abarca desde las primeras migraciones que alcanzaron las
tierras de Centro América hace 20.000 años aproximadamente, hasta el inicio de la
conquista española. Tras un largo proceso migratorio y de asentamiento provenientes
tanto del norte como del sur del continente, se fueron conformando los diversos
grupos aborígenes que habitaron Nicaragua. Dentro de estos grupos étnicos tenemos:
Sumos, Matagalpas, Miskitus y Ramas provenientes del Sur y Chorotegas, Nahoas y
Sutiavas, provenientes del Norte.
Período de la Conquista y Colonia, el Almirante Cristóbal Colón descubrió
Nicaragua en su cuarto y último viaje, el 12 de septiembre de 1502. Veintiún años
después, en 1523, se inició el proceso de la conquista española con el arribo del
capitán de conquista Gil González de Ávila, quien ingresó al actual territorio de
Nicaragua por el istmo de Rivas donde tuvo su famoso encuentro y diálogo con el
Cacique Nicarao, el más poderoso de aquellos dominios. Un año después el Capitán
Francisco Hernández de Córdoba, completó la conquista y fundó las ciudades de
Granada y León, las cuales figuran entre las primeras ciudades fundadas por los
españoles en tierra firme americana. El proceso de conquista en Nicaragua duró 27
años, de 1523 a 1550. De esta manera Nicaragua inició su historia colonial como
parte del Imperio Español dentro de la Capitanía General de Guatemala hasta 1821
cuando se declaró la independencia de Centro América del Reino de España.
La historia del Atlántico de Nicaragua siguió una trayectoria diferente. En 1625 los
ingleses ingresaron en territorio nicaragüense por su costa Caribe, declarándola
Protectorado Británico. Esta zona del país fue además poblada por grupos africanos
que llegaron al país como sobrevivientes del naufragio de barcos esclavistas. Esto dio
origen a un nuevo grupo étnico, el de los Garífuna, de ascendencia africana que
asimiló gran parte de los usos y costumbres de los pueblos amerindios. De esta
manera se establecieron en el territorio nicaragüense las principales fuentes
4
demográficas de su identidad y diversidad étnica y cultural: poblaciones indígenas,
europeas y africanas.
Período Independiente y Moderno, tras adherirse y separarse, primeramente de
México y luego de la Federación de Provincias Unidas de Centroamérica, Nicaragua
inicia su camino como Estado independiente en 1838. La capital, anteriormente
localizada de manera alterna en las ciudades de Granada y León, se trasladó a la
ciudad de Managua en el año de 1852, en donde permanece hasta nuestros días.
Los primeros años de vida independiente y republicana fueron muy difíciles para
Nicaragua que prácticamente vivió en estado de anarquía durante la primera mitad
del siglo XIX, logrando avanzar muy poco en su institucionalidad y desarrollo
económico. Este período termina cuando en 1855 comienza la Guerra Nacional
contra William Walker la que se ganó con el apoyo de los ejércitos
centroamericanos. William Walker, fue un aventurero norteamericano que al mando
de un grupo de mercenarios se autoproclamó Presidente de Nicaragua.
Después de la Guerra Nacional, inicia el período de los 30 años Conservadores, un
período de estabilidad y sucesión democrática ordenada, durante el cual la economía
del país creció gracias a la exportación del café, y se realizaron las primeras obras de
infraestructura como caminos, ferrocarriles y telégrafos. En 1909 se da una
revolución liberal que da inicio al período del Gobierno Liberal del General José
Santos Zelaya. En este período se impulsaron una serie de transformaciones en todos
los órdenes de la vida nacional, se realizaron muchas obras de progreso en
infraestructura económica; se integró el territorio nacional al reincorporarse la
Mosquitia (región Atlántica de Nicaragua); se proclamó la separación de la Iglesia y
del Estado, y se promulgó una Constitución Política de corte liberal que transformó
las instituciones del país.
Este período termina en 1912 cuando se produce la primera intervención directa de
Estados Unidos. La segunda intervención estadounidense ocurrió en 1926 en el
contexto de la guerra constitucionalista entre los líderes liberales, Sacasa y Moncada.
Durante los años subsiguientes surgió la lucha del General Augusto César Sandino,
quien se convierte en guerrillero y lucha contra las fuerzas de intervención
extranjeras. En 1932 gana las elecciones Sacasa y en 1933 abandonan el país las
tropas norteamericanas sin haber conseguido derrotar a Sandino. En 1934 Sandino,
5
que acababa de firmar la paz, es asesinado por la Guardia Nacional y tres años
después, presionado por Somoza, Sacasa renuncia y abandona el país.
En 1937, el General Anastasio Somoza García, al mando de la Guardia Nacional, es
proclamado Presidente de la República, iniciando así un nuevo período histórico de
una dictadura político-militar que duraría hasta 1979. Durante este período la
economía creció con el aumento de las exportaciones y se mantuvo la estabilidad
macroeconómica, pero la situación política causó gran inconformidad social y dio
origen a movimientos de oposición.
En 1979 las fuerzas del Frente Sandinista de Liberación Nacional asumieron el poder
después de una revolución popular que dio fin al régimen dictatorial. Así se inició
una era de transformaciones para el país que dio pie a una nueva institucionalidad. El
Frente Sandinista gobernó durante la década de los 80, y estuvo caracterizado por la
centralización del Estado y la dirección estatal de la economía. Durante este período
se mejoró y amplió la cobertura del sistema educativo y sanitario, se inició una
reforma agraria y se lanzó una campaña de alfabetización nacional en 1980 que
consiguió reducir el analfabetismo desde el 50% al 13%.
A partir de 1982, Estados Unidos comenzó a organizar desde Honduras una fuerza
contrarrevolucionaria, nutrida inicialmente de antiguos miembros de la Guardia
Nacional. Excesos de los sandinistas en su política de expropiación de tierras,
empujaron a muchos pequeños campesinos a unirse a la oposición armada, sobre
todo en el norte. En 1989 la llamada Contra reunía a más de 20.000 hombres bien
armados. El embargo norteamericano sobre Nicaragua, acompañado del minado de
los puertos, y la destrucción de infraestructuras, obligó a Nicaragua a destinar más y
más recursos al Ejército, conduciendo al país a un auténtico colapso económico. No
fueron tampoco ajenos a este colapso notables errores de planificación del régimen
para lograr un adecuado crecimiento económico.
La crisis económica y el cansancio social con la guerra, unido al hecho objetivo de
que ninguno de los dos bandos enfrentados podría derrotar militarmente al otro,
llevaron a ambas partes a iniciar conversaciones de paz en 1988. Como fruto de los
acuerdos, se celebraron elecciones en 1990.
6
Una coalición de partidos políticos encabezada por la Señora Violeta Barrios de
Chamorro, ganó las elecciones presidenciales. Durante su mandato la Presidenta
Chamorro procuró la reconciliación nacional entre las distintas fuerzas y logró la
desmovilización y desarme de las fuerzas de oposición y una significativa reducción
de la deuda externa.
En 1996, se celebraron elecciones generales, donde resultó electo el Doctor Arnoldo
Alemán Lacayo por el Partido Liberal Constitucionalista. Durante su Gobierno,
Nicaragua avanzó en la consolidación de su sistema democrático y se impulsaron
importantes reformas económicas necesarias para desarrollar la economía.
En las elecciones del 2001 resultó electo como Presidente de la República, el
Ingeniero Enrique Bolaños Geyer. El 10 de enero del año 2002 el presidente electo
asumió la Presidencia en lo que se consideró una nueva era para Nicaragua, con el
lema de “Lucha contra la Corrupción” y la consolidación de la estabilidad
macroeconómica del país. De los legados más importantes de ese gobierno se
encuentran, la creación de un derrotero para los siguientes 15 años con el Plan
Nacional de Desarrollo (PND), incremento significativo de las recaudaciones
fiscales, recuperación de la confianza internacional, austeridad y racionalidad del
gasto público, transparencia administrativa, promoción de la inversión extranjera,
desarrollo del turismo, adecuada política macroeconómica, condonación de la deuda
externa y la firma de un Tratado de Libre Comercio (CAFTA) entre Centro América,
República Dominicana y Estados Unidos, entre otros. Es de reconocer el liderazgo de
Nicaragua durante la administración del Ing. Enrique Bolaños en el fortalecimiento
del proceso de integración centroamericana.
Cinco años más tarde, por cuarta vez, el pueblo nicaragüense demostró su vocación
democrática asistiendo pacíficamente a las urnas a elegir a sus máximas autoridades
en un clima de civismo, transparencia y amplia participación. Como Presidente de la
República resultó electo el Comandante Daniel Ortega Saavedra, y como
Vicepresidente el Licenciado Jaime Morales Carazo, por el partido Frente Sandinista
de Liberación Nacional y la Alianza Nicaragua Triunfa.
7
2.2.- CONTEXTO GEOGRÁFICO. NICARAGUA
La República de Nicaragua es un país ubicado en el centro del istmo
centroamericano (figura 1). Limita al norte con Honduras, al sur con Costa Rica, al
oeste con el océano Pacífico y al este con el mar Caribe. Posee numerosas islas de
pequeño tamaño en el mar Caribe; algunas de las cuales, como San Andrés y
Providencia son disputadas con Colombia. No obstante, la isla más grande de
Nicaragua se encuentra en el interior del país, en el lago Nicaragua (Cocibolca). Es la
isla de Ometepe, que tiene una extensión de 276 kilómetros cuadrados.
Con sus 129.494 km² es el país más grande de los que forman el istmo (figura 2),
pero el de menor densidad de población. Su idioma oficial es el español, la capital
Managua y la moneda el Córdoba Oro (NIO). Se encuentra en el huso horario
UTC-5.
Figura 1: Mapa general de situación de Nicaragua.
8
Figura 2: Mapa regional de Centroamérica
Administrativamente, Nicaragua está divida en 15 departamentos y 2 regiones
autónomas (figura 3), a semejanza de las comunidades autónomas españolas.
Departamentos y regiones autónomas se dividen en municipios. En la actualidad hay
153 municipios. Las regiones autónomas están dirigidas por un Gobernador y un
Consejo Regional.
Departamentos
1 Boaco, capital Boaco
2 Carazo, capital Jinotepe
3 Chinandega, capital Chinandega
4 Chontales, capital Juigalpa
5 Estelí, capital Estelí
6 Granada, capital Granada
7 Jinotega, capital Jinotega
8 León, capital León
9 Madriz, capital Somoto
10 Managua, capital Managua
11 Masaya, capital Masaya
12 Matagalpa, capital Matagalpa
13 Nueva Segovia, capital Ocotal
14 Rivas, capital Rivas
15 Río San Juan, capital San Carlos
9
Regiones Autónomas
16 Atlántico Norte, capital Bilwi
17 Atlántico Sur, capital Bluefields
Figura 3: Mapa administrativo de Nicaragua (en el departamento de Jinotega - 7 - se
localizan las actuaciones del presente proyecto)
Relieve
En Nicaragua, junto con Honduras y el Salvador, se encuentra la zona montañosa que
engarza las Sierras Madres del norte y los Andes del sur. Aquí las grandes líneas de
dirección del relieve dejan de tener una dirección paralela para pasar a tener una
dirección meridiana, que será dominante en los Andes. Es un país que se encuentra
en un borde de placa, por lo que son frecuentes los terremotos y los fenómenos
volcánicos. En Nicaragua podemos diferenciar tres unidades de relieve (figura 4): el
sector volcánico del Pacífico, la plataforma central y las llanuras del Caribe.
10
El sector volcánico del Pacífico, se encuentra dividido en tres partes, que del
interior a la costa son:
La fosa tectónica hundida, que se encuentra entre el centro del país y el
cordón volcánico. En esta fosa se alojan los dos grandes lagos del país: Nicaragua y
Managua. Esta fosa se prolonga hacia el noroeste hasta el golfo de Fonseca, y hacia
el sudeste por la llanura del río San Juan.
El cordón volcánico, se dispone paralelo a la costa desde la península de
Cosigüina, al noroeste, hasta el interior del lago Nicaragua, en la isla de Ometepe
(cadena de los Maribios). Son una serie de 25 volcanes, muchos de ellos activos,
prolongación del Eje Volcánico de El Salvador, como el San Cristóbal (1.700 m), el
Concepción (1.600 m) y el Momotombo (1.280 m). Es en esta zona donde se
encuentran las ciudades más importantes (Managua, León y Granada).
La franja litoral del Pacífico, es una estrecha llanura que pone en contacto el
cordón volcánico con el mar. Tiene costas bajas hacia el noroeste y grandes
acantilados hacia el suroeste.
La plataforma central, o de Segovia, es la zona montañosa del país. Se extiende
con una dirección de noroeste a sureste desde Honduras hasta Costa Rica. Las
mayores altitudes se encuentran al noroeste, y desciende progresivamente hasta la
frontera con Costa Rica. La estructura también desciende a medida que se acerca al
Caribe. Las sierras más importantes son: Macizo de Peñas Blancas, Isabelina,
Dariense, Huapí y Yolaina.
Las llanuras del Caribe, se extienden desde el pie de la plataforma central hasta la
costa. Se trata de una región ancha de depósitos fluviales muy recientes y con un
fuerte carácter pantanoso. La estructura se extiende también por Honduras, más allá
del cabo Gracias a Dios, y por Costa Rica. Esta es la zona tradicional en la que viven
los misquitos, cuya corrupción de la palabra da pie a la costa de los Mosquitos, con
que se conoce la zona litoral.
11
Figura 4: Unidades de relieve que forman Nicaragua (el proyecto se localiza en el
Norte de la región central).
Clima y vegetación
Nicaragua se encuentra en la zona climática tropical, y por lo tanto presenta
condiciones térmicas similares durante todo el año. Debido a su posición en la franja
costera de océano Atlántico, y su carácter montañoso, podemos encuadrar su clima
en el clima monzónico y de los vientos alisios en el litoral. Nicaragua se encuentra en
el imperio biogeográfico y la ecozona Neotropical. Por su posición, Nicaragua recibe
el impacto frecuente de los huracanes que se generan en el Atlántico y las sequías
provocadas por El Niño.
La biocenosis típica en la costa del caribe y las regiones bajas es el bosque ecuatorial
semiombrófilo, que pasa a bosque monzónico a medida que se asciende, y llega a la
sabana en las zonas más altas. En la costa encontramos abundantes manglares.
El clima nicaragüense presenta dos estaciones bien marcadas, una lluviosa y otra
seca. En general la época de lluvias se extiende de junio a noviembre, y la seca de
diciembre a mayo. Durante la estación seca muchos de los árboles del bosque
semiombrófilo pierden la hoja. No obstante, existen grandes diferencias entre la costa
12
atlántica y la pacífica. La costa del Pacífico es considerablemente más seca que la del
Caribe. La zona central y montañosa de Nicaragua tiene un clima más frío y húmedo,
especialmente en el este. La costa caribeña es más húmeda, con altas temperaturas y
fuertes precipitaciones.
Las temperaturas en Nicaragua son muy estables aunque se pueden diferenciar tres
zonas. Las tierras bajas (Pacifico y Atlántico) las temperaturas varían de 22 a 30 ºC.
El máximo se alcanza en mayo (38 ºC). La parte central del país es más fresca, y las
temperaturas medias disminuyen unos 5 ºC. En las montañas, sobre todo las del norte
el descenso es de hasta 10 ºC.
Según el Instituto Nicaragüense de Estudio Territoriales podemos diferenciar cuatro
tipos de clima:
Clima de sabana tropical, se extiende por la zona del Pacífico y las estribaciones
occidentales del macizo montañoso central. Tiene unas temperaturas medias de entre
21°C y 30°C y máximas hasta 41°C. Se caracteriza por una estación seca de
noviembre a abril, la precipitación anual máxima es de 2.000 mm y la mínima entre
700 y 800 mm anuales.
Clima de sabana tropical de altura, corresponde a zonas localizadas en altura
superior a los 1.000 metros sobre el nivel del mar. Se trata de una región en la que
están presentes las modificaciones originadas por la altitud, aunque se pueden
reconocer las características del clima zonal, las precipitaciones aumentan y las
temperaturas se sitúan entre 10 y 25 °C. En esta zona es donde se desarrolla el
proyecto.
Clima monzónico tropical, se caracteriza por tener una estación lluviosa de nueve
meses, con una estación seca de febrero a abril. Las precipitaciones promedio anual
varían entre 1.800-2.000 mm en las vertientes orientales de la cordilleras del macizo
central, hasta las 3.000 mm en la porción central del Atlántico. La oscilación media
anual de la temperatura es inferior a 4°C, situándose entre los 24 y los 26 °C.
Clima de selva tropical, se extiende por la costa atlántica. Se caracteriza por ser el
más húmedo, en el que se registran valores máximos de precipitación anual de hasta
4.000 mm. Las temperaturas medias del mes más frío son superiores a los 18°C.
13
La vegetación de Nicaragua es de naturaleza tropical y subtropical, con especies
típicas de América. Abundan los pinos, cedros, caobas, quebrachos, guayacanes y
árboles del hule o caucho, y más de 50 variedades de árboles frutales. Entre la fauna
de Nicaragua se encuentran el puma, el venado, el jaguar, el pecarí, algunas especies
de monos y lagartos, y una amplia variedad de reptiles. Son abundantes los
guacamayos (llamados lapas), los colibríes y los pavos salvajes. El guardabarro es el
pájaro nacional y la sacuanjoche la flor del país.
En Nicaragua existen dos grandes reservas biológicas: el Río Indio Maíz, ubicado en
la región fronteriza con Costa Rica, que representa un bosque húmedo tropical, y los
Cayos Misquitos (Miskitos); al noreste del país. También existen tres parques
nacionales, Archipiélago Zapatera, Bosawás y Volcán Masaya.
Hidrología
Nicaragua es un país de grandes lagos y abundantes ríos (figura 5). Podemos
diferenciar tres vertientes, la del Caribe, la del Pacífico y la interna.
La vertiente del Caribe acoge a los ríos más largos y caudalosos, muchos de ellos
con posibilidad de navegación. Los más importantes son el río Coco, que hace
frontera con Honduras, el río San Juan, que hace frontera con Costa Rica, Tuma,
Siquia e Indio.
La vertiente del Pacífico presenta ríos cortos y rápidos, poco caudalosos y de
carácter intermitente.
La vertiente interna está formada por los ríos que desembocan en los lagos de la
fosa tectónica. Es una cuenca endorreica de origen volcánico. Lo más significativo
de esta cuenca son los dos grandes lagos (Managua y Nicaragua), que están unidos
por el río Tipitapa, y que desagua hacia el Atlántico a través del río San Juan. El
conjunto río San Juan-lago Nicaragua-Rivas fue la primera propuesta de abrir un
canal entre el Atlántico y el Pacífico, aunque el proyecto final fue el del canal de
Panamá.
Además de los ríos en Nicaragua son muy importantes los lagos. El más importante
es el lago Nicaragua, o Cocibolca, de 8.264 km². El segundo lago de Nicaragua es el
Managua, o Xolotlán, de 1042 km². El resto de los lagos de Nicaragua corresponden
14
a las zonas pantanosas de las llanuras del Caribe, la mayoría son albuferas muy
próximas a la costa. Entre ellas destaca la laguna de las Perlas.
El proyecto se desarrolla en la parte alta del río Viejo, que nace entre los
Departamentos de Estelí y Jinotega, con 157 kilómetros de longitud, atravesando el
llano de Sébaco y se interna en un cañón donde se encuentra la represa
Hidroeléctrica de Santa Bárbara. Pasa por San Francisco Libre hasta desembocar en
el lago de Managua ó Xolotlán.
Figura 5: Ríos de Nicaragua.
15
2.3.- ECONOMÍA Y SOCIEDAD
Nicaragua tiene unos 5.500.000 habitantes lo que da una densidad demográfica muy
baja (42 h/km²). La población está muy mal repartida (figura 6). La mayoría se
asienta en la costa del Pacífico y la zona central. La zona del Caribe está casi
deshabitada.
Nicaragua aún no ha terminado la transición demográfica, y sus datos no permiten
aventurar que la terminará pronto, aunque se está en la fase descendente. Su
natalidad es muy alta, en torno al 32%, la fecundidad se sitúa por encima de los 3
hijos por mujer. La mortalidad está en torno al 5%, aunque la mortalidad infantil se
dispara al 35‰. La esperanza de vida al nacimiento está en torno a los 66 años. Muy
baja hasta para la región. Nicaragua tiene una tasa de crecimiento vegetativo muy
alta, casi del 3%, pero el saldo migratorio (-2‰) es negativo por lo que se corrige en
algo este crecimiento.
La mayor parte de los nicaragüenses son mestizos (69%), seguidos por criollos de
origen europeo (17%), principalmente descendientes de españoles y alemanes, que
dieron origen al mestizaje, de estos con otros grupos como nativos americanos,
asiáticos (chinos principalmente), árabes, judíos, negros, etc. Los negros provienen,
mayoritariamente, de Jamaica, y se han mezclado con los indígenas.
Los principales grupos indígenas son los misquitos, mayangnas o sumos, ramas y
creoles. Los misquitos habitan principalmente en la región autónoma Atlántico
Norte, sobre las riberas de los principales ríos Coco, Wawa, Prinzapolka, Bambana y
Grande de Matagalpa. Los mayangnas habitan en la región autónoma Atlántico Norte
en la zona de Las Minas y la reserva de Bosawás en Jinotega. Los creoles y ramas
habitan en la región autónoma Atlántico Sur, en la zona de la ciudad de Bluefields.
El español es el idioma oficial aunque también se hablan lenguas indígenas en la
costa atlántica: el misquito y el sumo. Estas lenguas, no obstante, son minoritarias ya
que son muy pocos los indígenas presentes en el país. Una minoría de gentes de raza
negra, venidas de las Antillas Británicas, hablan inglés criollo.
La tasa de analfabetismo es una de las más altas del área, situándose en el 24% de la
población. El analfabetismo asciende al 40% en la población femenina rural. El 20%
16
de la población en edad escolar no tiene acceso a la educación primaria. El 77% de
los niños que inician la educación primaria se retiran antes de finalizarla.
La emigración nicaragüense tienen un carácter bipolar en cuanto al destino. El
principal destino es Costa Rica, y como secundario se encuentra Estados Unidos.
Este comportamiento no ha sido estático, ya que durante la época sandinista el
principal destino fue Estados Unidos, pero en la actualidad vuelve a ser Costa Rica.
Muy lejos de las cifras que estos países están las emigraciones a Guatemala, España
y México. Estos emigrantes envían importantes remesas de dinero a sus familiares, lo
que constituye una oportunidad de desarrollo para las familias en primer lugar, y para
la comunidad en segundo.
Nicaragua también ha sufrido un proceso de migración interna desde el campo a las
ciudades. En buena medida estas migraciones han sido forzosas. Durante la dictadura
de los Somoza se expulsó a los campesinos de sus tierras para apoyar la incipiente
industrialización. Durante la guerra, especialmente la guerra Contra-Sandinistas, las
fronteras, zonas de frente, quedaron despobladas, y muchos campesinos buscaron
refugio en las ciudades. Por último, en varias ocasiones se ha desplegado una política
de agrupación de las comunidades indígenas (misquitos, sumos, ramas) en torno a
Bluefields.
Figura 6: Distribución de la población en Nicaragua
17
Nicaragua es uno de los países más pobres del mundo, con una deuda externa muy
grande que lastra mucho su capacidad de desarrollo: representa el 275% del PNB.
Nicaragua, como otros países de la región, tiene una economía dual (figura 7). Por un
lado está la economía local, que atiende a las necesidades de la población, pero que
es muy débil, aunque estable, y por otro está la economía dedicada a la exportación,
que consume la mayor parte de los recursos del país, y a pesar de lo cual provoca una
balanza de pagos deficitaria. Pero no siempre fue así.
Hasta mediados del siglo XX la economía nicaragüense era bastante estable, gracias
a los apoyos de Estados Unidos y las necesidades de las multinacionales de la
alimentación,
que
explotaron
estas
tierras.
Sin
embargo,
estas
mismas
multinacionales promovieron los latifundios, y la concentración de la riqueza que
producían en unas pocas manos. Las diferencias entre ricos y pobres se dispararon, y
se derivó en un ciclo de violencia social que terminó en una guerra y una revolución
socialista que devastó el país y la economía. Tras el fin de la guerra, el sandinismo y
la vuelta a una política de tipo liberal capitalista (con el gobierno de Violeta
Chamorro y su plan de estabilización) se inició un tendencia al crecimiento
económico. Debido a las paupérrimas condiciones de las que partía, Nicaragua ha
tenido en los últimos años un crecimiento sorprendente. La estabilidad política, la
mejoría de la administración y la confianza de los capitales extranjeros ven en
Nicaragua una oportunidad de desarrollo cada día más consolidada.
Nicaragua ha atraído inversión extranjera en campos como el turismo, la tecnología,
la agricultura, manufactura, servicios e inversión pública, entre otros.
La agricultura es la principal actividad económica. Destacan los cultivos de café,
plátanos, caña de azúcar, algodón, ajonjolí, arroz, maíz, tapioca, agrios y judías;
además de carne de vacuno, cerdo, avicultura, productos lácteos. La ganadería es una
actividad pujante. El país ha retomado su preponderancia en algunos productos de
exportación como la carne vacuna.
Los principales recursos mineros son el oro, el cobre, la plata, zinc, estaño y plomo.
En los últimos años se ha lanzado una incipiente industria petrolera.
Los principales núcleos industriales están ubicados en la zona occidental del país, y
se centran en los productos agroalimentarios, textil y química ligera.
18
Esta es la economía orientada a la exportación. Los principales clientes de Nicaragua
son: Japón, Alemania, Francia, Guatemala, Costra Rica, España y Estados Unidos.
La intervención estadounidense en la política nicaragüense ha provocado que este
país no sea el principal mercado de Nicaragua.
Las comunicaciones en el interior son deficientes. El principal eje es la carretera
Panamericana que atraviesa por el oeste del país. Las principales ciudades están
conectadas con ella, así como los puertos del Pacífico, pero no están enlazadas entre
sí con carreteras de buena calidad. La costa caribeña, y en general todo el este de
Nicaragua carece de una red de carreteras digna de tal nombre. Las pocas carreteras
llevan de las plantaciones a los puertos de la costa. Ninguna carretera enlaza la costa
del Caribe con la del Pacífico, salvedad hecha de la carretera que una Bluefields con
la carretera Panamericana. El ferrocarril es una infraestructura exigua concentrada en
el noroeste del país. En los últimos tiempos se ha recuperado un viejo proyecto:
hacer un «canal seco» interoceánico usando la infraestructura del ferroviaria, pero
falta financiación. A falta de otras vías de comunicación los ríos hacen las veces,
especialmente en el noreste del país, y dentro de lo que cabe, los aeropuertos
internos.
El desempleo es un problema acuciante con más del 50% de la población en
situación de paro o de semiparo.
Figura 7: Actividad económica en Nicaragua
19
3.- ANTECEDENTES
3.1.- LA ZONA DEL PROYECTO
Geografía
El departamento de Jinotega está emplazado en la zona norte del país, entre los 13º
00’ y 14º 35’ de latitud norte, y los 84º 40’ y 86º 20’ de longitud oeste. Limita al
Norte con la República de Honduras, al Sur con el departamento de Matagalpa, al
Este con la RAAN (Región Autónoma del Atlántico Norte) y al Oeste con los
departamentos de Nueva Segovia, Madriz y Estelí.
El presente proyecto se localiza en la parte alta de la subcuenca del Río Viejo. Este
río nace entre los Departamentos de Estelí y Jinotega, con 157 kilómetros de
longitud, atravesando el llano de Sébaco y se interna en un cañón donde se encuentra
la represa Hidroeléctrica de Santa Bárbara. Pasa por San Francisco Libre hasta
desembocar en el lago de Managua ó Xolotlán.
Abarca 4 comunidades de las alcaldías de La Concordia, San Sebastian de Yalí y San
Rafael del Norte.
Fisiografía
La zona en que se desarrolla el proyecto se encuentra en la región más elevada del
país, con relieve montañoso y fuertemente accidentado. Las elevaciones topográficas
son variables entre los 700 y los 1.701 msnm (Cerro Azul).
Las formas del relieve predominantes son: altiplanicies, cordilleras, serranías,
colinas aisladas, terrenos montañosos quebrados, hasta muy escarpados con
pendientes que varían entre 15 y 75 % (con pequeños valles donde la pendiente va de
0 a 15 %.
Clima
La temperatura media anual oscila entre 20 y 30º C y la precipitación anual varía de
800 a 1.000 mm anuales en la zona de La Concordia y aumenta a 1.500 mm en la
zona de Yalí (con orientación predominante al Norte).
En cuanto a la humedad relativa, el promedio anual oscila entre 70 y 88 %, siendo
mayor también en la parte de Yalí.
20
Según la clasificación de Holdrige sobre zonas de vida, en la que se relacionan
periodos secos (meses) con altitud (metros sobre el nivel del mar, msnm), las áreas
de incidencia son catalogadas como Bosque Húmedo Montano, Bosque Húmedo
Premontano y Bosque Seco Tropical.
Geología
El área de trabajo pertenece desde un punto de vista geomorfológico a la Provincia
Tierras Altas del Interior, que se extiende desde el borde Noroccidental de la
Depresión Nicaragüense hasta la Llanura Atlántica.
Desde un punto de vista geológico, los terrenos del área de estudio se incluyen en la
provincia volcánica terciaria, que está representada por el grupo Coyol y por la
formación Matagalpa.
La asociación litológica del grupo Coyol (mioceno-plioceno) ocupa el sector suroeste
del área de trabajo (departamentos de Matagalpa y Jinotega) y se caracteriza por
intercalaciones de lavas basálticas, andesíticas y dacíticas y tobas intermedias y
ácidas.
En discordancia angular (o por interdigitación) debajo del Coyol yace la formación
Matagalpa, que ocupa el sector noreste. Comprende rocas Vulcano-sedimentarias
lacustres, piroclásticas tobáceas, tobas ignimbríticas y lavas, localmente fracturadas y
con intensa alteración hidrotermal.
La plataforma paleo-mesozoica comprende rocas metamórficas paleozoicas, rocas
sedimentarias plegadas y deformadas e intrusivos cretácicos-terciarios. Los
principales sistemas de fallas que atraviesan estas regiones son el sistema de fallas de
Punta Huete y el sistema de fallas de Matiguás.
Edafología
Los suelos predominantes en la zona son: alfisoles y ultisoles.
Suelos Alfisoles:
Características Generales: suelos minerales maduros, bien desarrollados. Con un
horizonte superficial de color claro (epipedón ócrico) o de color oscuro (epipedón
úmbrico) y un subsuelo de acumulación de arcilla aluvial (horizonte argílico); de
21
muy profundos a pocos profundos (60 a 120 cm). En relieve de plano a muy
escarpado, con una fertilidad de baja a media; desarrollados a partir de rocas ácidas,
básicas, metamórficas, materiales indiferenciados y estratos sedimentarios de lutitas.
Drenaje: el drenaje interno en estos suelos varía de pobre, moderado a bien
drenados, encontrándose en algunas áreas, durante épocas lluviosas, el nivel freático
fluctuante a una profundidad de 20 cm.
Características morfológicas: las características de estos suelos son: texturas de
arcillosos a franco arcillosos y franco arenosos, con colores que varían de pardo
grisáceo muy oscuro a pardo rojizo y pardo amarillento, volviéndose más claro a
mayor profundidad; el drenaje interno del suelo varía de pobre a bien drenados, con
profundidades que varían de muy profundo a poco profundo.
Características químicas: las características de estos suelos son: el contenido de
materia orgánica varía de alto a muy bajo, el pH es de muy fuertemente ácido a
neutro, con un porcentaje de saturación de bases que oscila de alto a bajo y presentan
una capacidad de intercambio catiónico de alto a muy bajo.
Uso potencial: estos suelos están aptos para cultivos como maíz, sorgo, ajonjolí,
caña de azúcar, yuca, arroz, plátano, piña, etc., en pendientes con rangos de 0–15%
tomando en cuenta las debidas medidas de conservación y manejo; algunas áreas con
problemas de drenaje interno del suelo (imperfecto y pobre) son aptos para pastos.
Los suelos con rangos de pendientes de 15–30% son apropiados para cultivos como
pastos, piña, algunos frutales, silvopasturas, agroforestería, con prácticas de
conservación; de bosques de producción, protección y conservación, con sus debidos
planes de manejo. Los suelos con rangos de pendientes de 30–50% son aptos para
agroforestería, con sus prácticas de conservación; bosque de explotación, bosque de
protección y bosque de conservación y los suelos con pendientes >50% son aptos
únicamente para bosques de protección y conservación, en todos los casos con sus
respectivos planes de manejo forestal.
Suelos ultisoles:
Características Generales: son suelos que tienen un drenaje interno natural de
imperfecto a bien drenados, de profundos a muy profundos, en relieve de plano a
muy escarpado, la fertilidad natural tiene valores de baja a media, con un contenido
22
variable de aluminio, se han desarrollado de rocas básicas, intermedias y ácidas, de
sedimentos aluviales, coluviales y fluviales.
Drenaje: el drenaje interno natural de estos suelos varía de imperfecto a bien
drenados, en algunas áreas donde el drenaje natural es imperfecto el nivel freático en
épocas lluviosas se mantiene entre los 40–50 cm de profundidad para bajar a más de
un metro de profundidad en época seca.
Características morfológicas: los ultisoles presentan las siguientes características
morfológicas: texturas superficiales franco arcilloso y arcilloso, textura del subsuelo
de arcilloso a muy arcilloso; colores pálidos en el suelo superficial, pardo grisáceo
oscuro a pardo amarillento claro, en el subsuelo los colores varían de pardo oscuro a
pardo rojizo oscuro, en algunos casos los colores en el subsuelo varían producto del
hidromorfismo de gris pardusco claro a gris claro.
Características físico químicas: valores de muy fuertemente ácido a medianamente
ácido, el porcentaje de saturación de bases es de muy bajo a medio, la capacidad de
intercambio catiónico es de bajo a medio, el porcentaje de aluminio intercambiable
es de bajo a muy alto, el porcentaje de hierro libre es de alto a bajo y el porcentaje de
fósforo asimilable es de bajo a medio.
Uso potencial: de acuerdo a sus características edafoclimáticas estos suelos, en
tierras con pendientes de rangos <15%, son aptos para cultivos anuales como sorgo,
maíz, hortalizas, algodón, frijoles, arroz, yuca; para cultivos semiperennes como caña
de azúcar, banano, plátano, piña; para cultivos perennes como frutales, cítricos,
palma africana, pastos y bosque; con sus respectivas prácticas de conservación y
planes de manejo forestal. Los suelos con pendientes de hasta 30% son aptos para
manejo silvopastoril, agroforestal y bosque, con sus prácticas y planes de manejo.
Los suelos con pendientes de 30–50% son aptos para agroforestería y bosque, con
prácticas y planes de manejo. Los suelos con pendientes >50% son aptos para
bosques de protección o conservación de la flora y la fauna.
23
3.2.- PROBLEMÁTICA AMBIENTAL DE LA ZONA
La deforestación tropical
Los datos climáticos y biológicos hacen pensar que los bosques maduros tropicales
llegaron a cubrir el doble de superficie de la que cubren ahora y la mayor parte de
esta destrucción se ha producido después de 1950.
La tasa estimada más baja de pérdida y degradación de los bosques tropicales que
quedan es de 62.000 km2 por año, la más alta de 308.000 km2. Tanto si el cálculo
correcto es el más alto como si lo es el más bajo o una cifra intermedia, está claro
que esos oasis de biodiversidad se están perdiendo a un ritmo acelerado.
La deforestación tropical se debe a varias causas relacionadas entre si, todas ellas en
último término provocadas por el aumento de la población y las políticas de los
gobiernos que fomentan la deforestación. El crecimiento de la población y la pobreza
se combinan para arrastrar a los campesinos de subsistencia y a los pobres sin tierras
a los bosques tropicales, donde intentan cultivar comida suficiente para sobrevivir.
Las subvenciones de los gobiernos pueden acelerar la deforestación al abaratar la
madera y otros recursos en relación a su auténtico valor ecológico y al estimular a los
pobres a colonizar los bosques tropicales, ofreciéndoles el derecho de propiedad de
la tierra que aclaren.
El proceso de degradación de un bosque tropical comienza con una carretera,
generalmente trazada por compañías madereras. Una vez que el bosque se hace
accesible, se puede talar y degradar más y más por una serie de factores (ver figura
8). Uno es la agricultura a pequeña escala no sostenible. Multitudes de pobres siguen
las carreteras de los madereros para construir casas y plantar cultivos en pequeños
claros. En lugar de practicar métodos tradicionales y potencialmente sostenibles de
cultivos alternados, estos agricultores sin experiencia suelen utilizar métodos no
sostenibles que agotan los suelos y destruyen grandes zonas de bosque.
24
Figura 8: Deforestación para la creación de pastizales
La ganadería también degrada los bosques tropicales. Se establecen ranchos de
ganado vacuno en terrenos de cultivo que han sido agotados por los agricultores a
pequeña escala, a menudo con subvenciones gubernamentales. Algunos agricultores
simplemente abandonan sus terrenos y otros los plantan de hierba y luego se los
venden a los ganaderos. Cuando las lluvias torrenciales y el exceso de pastoreo
convierten los delgados suelos, pobres en elementos nutritivos en desiertos
erosionados, los ganaderos se trasladan a otra zona y repiten el destructivo proceso.
Al aclarar grandes superficies de bosque forestal para obtener terrenos de cultivo se
degradan gravemente estos depósitos de biodiversidad.
Al quedar abiertos estos bosques por medio de las carreteras, la industria maderera,
los terrenos cultivados y los ranchos para la ganadería, se van secando y haciendo
más vulnerables al fuego.
En una reciente noticia publicada en El Nuevo Diario de Managua se podía leer:
“El científico nicaragüense Jaime Incer Barquero advirtió hoy que la
tendencia en este país "es la de destruir mas bosques" en la medida que
25
avanza la ganadería, que se robe madera y que los huracanes continúen
derribando los árboles.
En rueda de prensa antes de hablar a los diplomáticos, el experto afirmó que
"la tendencia es siempre hacia el deterioro" del medio ambiente, cuando los
periodistas señalaron que anualmente se pierden en Nicaragua 70 mil
hectáreas de bosques por diversos factores.
Anotó que en los últimos 50 años Nicaragua ha perdido entre el 50 y 60 por
ciento de su cobertura forestal lo que se refleja en pérdidas de ríos y de
capacidad para desarrollar energía hidroeléctrica.
Agregó que también se nota en la pérdida de biodiversidad y de suelos
porque hasta ahora no se ha aplicado en este país un ordenamiento
territorial que defina exactamente la mejor vocación de cada zona de
Nicaragua en relación a las actividades productivas.
"La idea con el ordenamiento territorial es equilibrar el concepto de
producción y conservación de los recursos naturales, debemos aprender a
producir conservando, pero también conservar para producir", dijo Incer
Barquero.”
La ganadería
El desarrollo de la ganadería en Nicaragua se dio principalmente por la abundancia
de tierra y sus precios bajos. Siendo Nicaragua el país más grande de Centroamérica
y teniendo una densidad poblacional baja con respecto a sus vecinos, fue sitio
propicio para el desarrollo de una ganadería extensiva.
En concreto, en la zona del proyecto, en la región central norte, predomina el sistema
de producción extensivo. Tal como su nombre indica, el sistema de explotación
extensivo abarca gran extensión de terreno; generalmente fincas divididas en
pastizales de mucha superficie, donde se cría a los animales con las mínimas
condiciones técnicas. La cantidad de animales por unidad de superficie es muy baja;
con ello se logra que en la época seca no mueran de hambre, mientras que en los
meses de julio y agosto se pierde una buena cantidad de alimentos, ya que no se usan
métodos de conservación de pastos como ensilaje y henificación. En estos sistemas
no se tiene en cuenta en ningún momento las necesidades del pastizal y sólo se
26
atienden de manera muy somera las necesidades mínimas del animal para mantenerlo
vivo.
La existencia de pastizales en vez de bosque se debe a :
a) Factores bióticos: talas, quemas, establecimiento de cultivos, en definitiva la
mano del hombre (figuras 9 y 10).
Figura 9: Quema incontrolada.
b) Factores edáficos: características del suelo que eliminan la vegetación arbórea
tales como el mal drenaje, el elevado manto freático o poca profundidad.
Por tanto la existencia de pastizales es consecuencia de la deforestación, que es uno
de los problemas ambientales más graves de la zona de trabajo como se explicó en el
punto anterior.
Figura 10: Mal manejo de bosque en la zona del proyecto
27
Los efectos negativos de la ganadería para el medio ambiente son:
–
Respecto a la Bioproductividad:
a.- Deforestación.
b.- Contaminación debida a los productos residuales, especialmente estiércol
y efluentes, los cuales muchas veces superan la capacidad de absorción de la tierra.
c.- Sobrepastoreo, que permite la invasión de malezas y arbustos que invaden
los pastizales. Este cambio en las especies vegetativas es la forma más patente de
degradación de los pastos. Las malezas se enraízan en las capas superficiales del
suelo dejándolo vulnerable al pisoteo del ganado y a la acción del viento y las lluvias
torrenciales que aceleran el proceso de erosión.
d.- Degradación de la tierra y erosión. Se debe a una interacción compleja
entre la limitación de los movimientos del ganado, la tenencia de la tierra, el avance
de los cultivos y la recogida de leña. Los efectos de la erosión son graduales y
acumulativos.
e.- Sedimentación de aguas superficiales. La erosión originada por el
sobrepastoreo causa la sedimentación de aguas superficiales (ríos, lagunas, etc). Si
estos ríos desembocan en cuerpos de aguas cerrados como lagos y embalses, el
sedimento que arrastra la corriente puede colmatarlos. Éste es uno de los problemas
que tiene el río Viejo y el lago donde desemboca, Xolotlán (Managua).
–
Respecto al hábitat:
a.- Pérdida de la diversidad. La expansión de la frontera agrícola induce al
despale de los bosques primarios que albergan una gran variedad de especies nativas
de Nicaragua.
b.- Incremento de la producción de los gases de efecto invernadero. Los
animales están relacionados con el problema del calentamiento del planeta, tanto
directamente, como consecuencia de la digestión de los rumiantes, como de manera
indirecta, a partir del estiércol, la quema de hierba, etc.
28
–
Contaminación por la producción de heces y orina:
a.- Las miles de toneladas de deshechos animales que se generan pueden
contaminar ríos y aguas superficiales si no se toman las precauciones necesarias. Si
alcanzan los ríos o cuerpos de agua estáticos como lagos, el nitrógeno y el fósforo
contenido en el estiércol pueden sobrefertilizar las algas, fenómeno conocido como
eutrofización. Cuando crecen exageradamente, las algas consumen gran cantidad de
oxígeno en el agua asfixiando los ecosistemas acuáticos.
b.- El nitrógeno del estiércol mezclado con el de los fertilizantes artificiales se
puede percolar a través del suelo hacia las aguas subterráneas en forma de nitratos. El
nitrógeno del estiércol también se escapa al aire en forma de gas amonio, un
contaminante que provoca lluvia ácida.
c.- Cuando el estiércol se acumula en ambientes con poco oxígeno, como los
montículos de estiércol, se produce el metano por la descomposición anaeróbica de la
boñiga.
d.- Despide malos olores y atrae moscas que pueden trasmitir enfermedades.
Por otro lado los desechos de las explotaciones ganaderas muchas veces se pueden
aprovechar. Por ejemplo, el estiércol, que es el subproducto más abundante en las
fincas ganaderas, posee un gran valor fertilizante y es un mejorador del suelo al
aportar materia orgánica y mejorar su estructura.
Se ha usado desde la antigüedad como abono orgánico para las plantas mediante el
clásico sistema de reciclaje suelo-planta-animal. Si se incorporaran al suelo las
grandes cantidades de estiércol que se producen en las explotaciones ganaderas se
estaría haciendo un buen uso de este subproducto.
Formas de utilización:
–
Como abono orgánico
–
Como sustrato en digestores anaerobios
–
Como sustrato en lombricultura
29
No obstante, puede perder valor por tres motivos principalmente:
–
Pérdida de nitrógeno y potasio solubles cuando no se retiene la orina o cuando es
lavada por las lluvias.
–
Por la transformación del nitrógeno de la orina en amoniaco y su
desprendimiento hacia el aire cuando se seca.
–
Combustión de parte de la materia orgánica, ocurre cuando se amontona durante
varios meses.
Estas pérdidas se pueden evitar de las siguientes maneras:
–
Instalando pisos impermeables y usando camas que absorban la orina, evitamos
las pérdidas de nitrógeno y potasio.
–
Resguardando el estiércol bajo techo para evitar el lavado de nutrientes por las
lluvias.
Como mejorador del suelo las ventajas más significativas que aporta su utilización
son:
–
Mejorar la estructura del suelo.
–
Incrementar con rapidez la microfauna.
–
Mayor aireación del suelo.
–
Aumento de la retención de agua.
Posible contaminación de acuíferos por los residuos ganaderos
Los nutrientes que proceden de los fertilizantes o de los residuos no utilizados por las
plantas pueden fugarse de los sistemas agrícolas hacia las aguas subterráneas o hacia
las aguas superficiales. Estas pérdidas son económicamente y ambientalmente
indeseables. Los dos nutrientes de principal importancia agrícola son el nitrógeno y
el fósforo, los cuales tienen el mayor potencial para crear contaminación del agua.
Ambos nutrientes pueden:
-
Ser absorbidos por las plantas en crecimiento
-
Moverse hacia el agua superficial en la escorrentía (P)
30
-
Moverse hacia el agua subterránea en la lixiviación (N)
-
Quedar inmovilizados en el suelo/balsas de materia orgánica
Además, el N procedente de los fertilizantes o de los residuos puede perderse a la
atmósfera como gas.
Lixiviación de los nitratos
La lixiviación del N en los nitratos es la trayectoria principal por la cual se escapa el
N de los sistemas agrícolas. Aunque el nitrato es la forma preferida de obtención de
N por las plantas, sólo es adsorbido débilmente por el suelo y queda en solución,
creando un anión altamente móvil que puede moverse fácilmente hacia abajo
(lixiviar) a través del perfil del terreno. Para que el nitrato alcance el agua
subterránea influyen muchos factores: la abundancia del ión, la relación carbononitrógeno, tipo de suelo, profundidad del agua subterránea, tipo de planta, época del
año y variables climáticas.
En el suelo, hay una tendencia del N en todas sus formas a convertirse en nitrato por
los microbios que contiene. Cuando los residuos se aplican al suelo, la velocidad a la
que esto ocurre depende de las características del residuo, especialmente de la
relación de carbono a nitrógeno (relación C:N) o de la relación C:N de la mezcla
suelo-residuo si el residuo está incorporado. Cuando las relaciones C:N son de 20:1 o
mayores los microorganismos del suelo utilizarán el suministro de carbono
relativamente abundante como una fuente de energía para alimentar el rápido
crecimiento y las multiplicaciones. Como resultado, la mayor parte del N será
inmovilizado cuando se incorpora a la biomasa microbiana. Esto minimiza el
potencial para la lixiviación del N, al menos a corto plazo.
El tipo de suelo (textura, estructura y aireación) influye en la lixiviación del nitrato
mediante el control de la velocidad y la cantidad de agua que se mueve hacia abajo
(lixiviación) a través del perfil del suelo. Los suelos libres de drenaje, arenosos, de
grava y cárstico transmiten rápidamente grandes cantidades de agua, junto con
sustancia disueltas como los nitratos. Además, estos suelos tienden a estar bien
aireados, proporcionando las condiciones favorables para la conversión de las formas
de N a nitrato. Inversamente, los suelos de arcilla, con los poros más pequeños,
tienden a transmitir el agua con menos facilidad y tienen menores concentraciones de
31
oxígeno en los poros. La lixiviación de los nitratos de estos suelos no suele ser un
problema. En realidad, pueden darse fácilmente condiciones anaerobias en los suelos
con contenido alto de arcilla, causando una pérdida de N como gas a la atmósfera a
través de la desnitrificación. Para una cantidad dada de precipitación, el nitrato
avanzará a mayores profundidades en un suelo arenoso que en uno arcilloso.
Ánalogamente, el riesgo de lixiviación de nitratos hasta el agua subterránea es mayor
para suelos con aguas poco profundas, siendo iguales los demás factores, que para
los suelos con aguas profundas.
Los modelos de absorción del nitrógeno de las plantas influyen notablemente en la
disponibilidad del nitrato para lixiviación. Por tanto, aplicar fertilizantes o residuos
en épocas en que las plantas necesitan el N es crítico para minimizar el potencial de
lixiviación del nitrato.
Escorrentía del fósforo
Al contrario que el N, el P de los sistemas agrícolas se pierde en la escorrentía. La
escorrentía es la cantidad en exceso de la precipitación sobre la infiltración, la
intercepción y el almacenamiento en depresiones. Las pérdidas de P en la escorrentía
tienden a ser más altas en los suelos pesados ( con contenidos altos de arcilla) que en
los suelos “ligeros” (con contenidos altos de arena) debido a que los primeros tienen
capacidades de infiltración más bajas y de este modo tienen más probabilidad de
generar escorrentía.
El fósforo en la escorrentía puede estar en forma soluble (disuelto) o en forma “fija”
(adsorbido a las partículas del suelo). La concentración de P en la solución de suelo
en los 1 a 3 mm superiores puede diluirse por precipitación permitiendo que se libere
más P en solución desde la bolsa lábil (disponible lentamente) del suelo. Por esta
razón, los suelos con altas concentraciones de P plantean un mayor riesgo en general,
de pérdidas en la escorrentía que los suelos con contenidos de P más bajos. Los
suelos altamente erosionables también son susceptibles de pérdida de P en la
escorrentía y deben controlarse de manera que las partículas del suelo que
transportan el P retenido no abandonen el lugar y alcancen las aguas superficiales.
Las pérdidas de P en escorrentía pueden ser altas cuando los residuos orgánicos se
han aplicado en los puntos que son propensos a generara la escorrentía. Tales zonas
tendrán unas capacidades de infiltración bajas, contenidos altos de humedad, alto
32
nivel freático u otras restricciones a la absorción de la precipitación. En estas
situaciones, la sincronización de la escorrentía con respecto a la aplicación de los
residuos es un determinante importante de la medida en que se produzcan las
pérdidas de P. En general , cuando el tiempo entre la escorrentía y la aplicación de
residuos aumenta, las pérdidas de P (y DBO5) disminuyen exponencialmente.
Cuando se controla la erosión, las pérdidas de P en la escorrentía se producen
principalmente en la forma soluble (ortofosfato). Aunque no todo el P perdido de un
lugar por la escorrentía alcanza realmente las aguas receptoras (es asimilado a lo
largo de su recorrido en los usos intermedios del terreno), es crucial minimizar las
pérdidas de P dada la mínima concentración necesaria (0,01 mg/l) de P soluble para
estimular el crecimiento de las algas en las aguas superficiales.
Las fuentes de energía
La utilización de la leña como energético constituye un tema cuya relevancia se
podría haber acrecentado últimamente, y en torno al cual persisten algunas ideas
erróneas. Todavía hoy se tiende por ejemplo a pensar que la leña constituye una
fuente energética marginal, de índole no comercial, propia tan solo de las zonas más
atrasadas, y que su utilización, centrada de manera exclusiva en el ámbito doméstico,
desaparece con rapidez cuando el país se moderniza y dispone de un amplio abasto
de energéticos convencionales.
En las zonas menos desarrolladas de Centroamérica, a finales de los años 80, la leña
proveía más del 88 % de los requerimientos energéticos rurales. Esto suponía
aproximadamente 16 millones de toneladas anuales de leña, lo cual implicaba un
consumo promedio por habitante rural de 54 Kg mensuales. En algunas
comunidades, las mujeres y los niños, encargados por tradición de las tareas de
recolección, recorrían más de 30 km para recolectar leña, aunque por lo general el
desplazamiento no superaba los 7 Km, Alrededor de las tres cuartas partes de la leña
recolectada se utilizaba para la preparación de alimentos. Un sector significativo de
la población compraba la leña.
En los países que carecen de petróleo, como Nicaragua, las dificultades para
importarlo impuestas por la crisis podrían haber acentuado la presión que ejercen
sobre el recurso de la leña, transgrediendo el umbral de su renovabilidad.
33
¿Hasta que punto es grave la crisis de la madera como combustible en los países en
vías de de desarrollo?.
En 1998, unos 2.200 millones de personas de 63 países en vías de desarrollo o bien
no podían conseguir suficiente leña para cubrir sus necesidades básicas o se veían
forzados a utilizar la madera a un ritmo más rápido de lo que se podía reponer. La
Organización de Alimentos y Agricultura de Naciones Unidas calcula que en los
primeros años del siglo XXI esta grave escasez de combustible afectará a 2.700
millones de personas de 77 países en vías de desarrollo. Dado que la quema de
madera (o de carbón derivado de la madera) para hervir agua se convierte en un lujo
inalcanzable, se extenderán las enfermedades infecciosas que se transmiten por el
agua y con ellas la muerte.
Además de la deforestación local y de la erosión del suelo, la escasez de leña tiene
otros efectos nocivos. Supone una carga más para los pobres de las zonas rurales,
especialmente las mujeres y los niños, que a menudo tienen que caminar grandes
distancias para conseguir combustible. La compra de leña o de carbón puede suponer
el 40 % de los escasos ingresos familiares.
Se calcula que 800 millones de pobres que no pueden conseguir leña suficiente
queman estiércol seco de animales y residuos de las cosechas para cocinar y
calentarse. Estos fertilizantes naturales, por tanto, nunca llegan al suelo, por lo que la
productividad de las cosechas se reduce, la tierra se degrada aún más y aumentan el
hambre y la desnutrición.
34
3.3.- DESARROLLO SOSTENIBLE
La definición de desarrollo sostenible más ampliamente aceptada es la que figura en
el Informe Brundtland (Comisión Mundial de Medio Ambiente y Desarrollo, 1987):
“El desarrollo sostenible es el desarrollo que satisface las necesidades
actuales sin poner en peligro la capacidad de las futuras generaciones de
satisfacer sus propias necesidades.”
Es cada vez más evidente que la búsqueda de la sostenibilidad y del desarrollo
sostenible exige integrar factores económicos, sociales, culturales, políticos y
ecológicos. Requiere la articulación constructiva de los criterios que abordan el
desarrollo de arriba hacia abajo con las iniciativas de base, que van de abajo hacia
arriba. Exige tener en cuenta al mismo tiempo los aspectos locales y globales y la
forma en que se relacionan recíprocamente. Finalmente, requiere ampliar el
horizonte espacial y temporal para adaptarse a la necesidad de equidad
intergeneracional así como intrageneracional.
A veces, lo que interesa es la sostenibilidad del sistema como tal (por ejemplo, la
conservación de un ecosistema natural, un bosque de especies autóctonas); en este
caso las variables de salida son iguales a las variables de estado (en otros términos, lo
que se persigue es conservar el sistema en sí). Cuando las variables de salida son
distintas de las variables de estado, hablamos de la sostenibilidad de la salida/s o
producto/s del sistema (por ejemplo, el rendimiento de un ecosistema agrícola), y no
necesariamente de la sostenibilidad del sistema mismo.
Sostenibilidad no es lo mismo que inmovilidad. Aunque a veces se la define como el
mantenimiento de un estado del sistema en un valor fijo, ello no es científicamente
correcto. En efecto, hasta los sistemas vírgenes están en permanente variación,
adaptándose a los cambios de sus ambientes y coevolucionando junto con ellos.
Todos los sistemas vivos son cambiantes y lo fundamental no es eliminar los
cambios sino evitar la destrucción de las fuentes de renovación, a partir de las cuales
el sistema puede recuperarse de las inevitables tensiones y perturbaciones a que está
expuesto debido a su condición de sistema abierto.
El concepto de desarrollo sostenible es muy distinto del de sostenibilidad, en el
sentido de que la palabra “desarrollo” apunta claramente a la idea de cambio, de
35
cambio gradual y direccional. El desarrollo no significa necesariamente crecimiento
cuantitativo, ya que se asemeja más bien al concepto de despliegue cualitativo de
potencialidades de complejidad creciente (que, según el caso concreto, puede o no
incluir o requerir crecimiento cuantitativo).
Aquí, lo que se sostiene, o debe hacerse sostenible, es el proceso de mejoramiento de
la condición humana (o mejor, del sistema socioecológico en el que participan los
seres humanos), proceso que no necesariamente requiere del crecimiento indefinido
del consumo de energía y materiales.
Vivimos en una época de enormes transformaciones demográficas, tecnológicas y
económicas. En un intento por asegurar que los cambios que afectan a la humanidad
sean para mejor, la comunidad mundial ha iniciado el proceso de redefinición del
progreso. Este intento de redefinir el progreso es lo que se conoce como desarrollo
sostenible.
La velocidad y magnitud del cambio global, la creciente conectividad de los sistemas
sociales y naturales y la complejidad cada vez mayor de las sociedades y de sus
impactos sobre la biosfera, ponen de relieve que el desarrollo sostenible debe
orientarse no sólo a preservar y mantener la base ecológica del desarrollo y la
habitabilidad, sino también a aumentar la capacidad social y ecológica de hacer
frente al cambio, y la capacidad de conservar y ampliar las opciones disponibles para
confrontar un mundo natural y social en permanente transformación.
El desarrollo ambiciona el mejoramiento de la calidad de vida del ser humano, y no
necesariamente el aumento del PNB (ni siquiera el PNB “reverdecido” que toma en
cuenta el agotamiento del capital ecológico).
En consecuencia, desarrollo no es sinónimo de crecimiento económico; éste es sólo
uno de los medios para lograr el primero.
La calidad de vida comprende la satisfacción de las necesidades humanas materiales
y no materiales (que resulta en el nivel de salud alcanzado) y los deseos y
aspiraciones de las personas (que se traduce en el grado de satisfacción subjetiva
logrado). Las necesidades, deseos y aspiraciones de los seres humanos pueden
lograrse a través de una variedad de factores alternativos materiales y no materiales.
36
Contrariamente a lo que suele creerse, el crecimiento económico no es
necesariamente sinónimo de crecimiento material. Actualmente, el crecimiento
económico de carácter material confronta limitaciones de fuente (escasez de recursos
naturales) y limitaciones de sumidero (saturación de la capacidad natural para diluir
y neutralizar contaminantes y desechos). El crecimiento económico no material ha
estado aumentando en el pasado reciente. Esta desmaterialización relativa de la
economía queda de manifiesto en la participación creciente del sector servicios en el
PNB.
Podría decirse que hay no-desarrollo cuando ni mejora la calidad de vida ni hay
crecimiento económico, situación que afectó a muchos países de América Latina en
los años ochenta y que sigue afectando a numerosos países en la actualidad,
principalmente en el sur.
Cuando hay crecimiento económico material pero no mejora la calidad de vida,
puede decirse que hay desarrollo viciado, situación que se da tanto en el norte como
en el sur.
Rara vez se da una situación en que se combinen el no-desarrollo con el crecimiento
económico no material. Sin embargo, podría ser el caso de algunos paraísos fiscales
o de países con economía basada en los servicios, cuya población en su mayor parte
se resigne a una calidad de vida estancada.
La combinación de una calidad de vida cada vez mejor con crecimiento económico
material es lo que generalmente se concibe como desarrollo. Actualmente, se da más
que nada en el norte, pero también en algunos países del sur. Sin embargo, a largo
plazo esta situación es ambientalmente insostenible y en algunos casos (por ejemplo,
el cambio climático mundial) posiblemente ya se hayan sobrepasado umbrales
ambientales críticos.
Incluso teniendo presente el cambio tecnológico acelerado, en un planeta finito, se
deberá alcanzar un nivel básico sostenible de consumo material per cápita. Una
manera razonable de hacerlo entrañaría aumentar el consumo material de los miles
de millones de personas que actualmente viven en la pobreza y a la vez reducir el
exceso de consumo de la minoría rica. Asimismo, eventualmente la población
mundial tendrá que estabilizarse.
37
A muy largo plazo, hay dos tipos fundamentales de desarrollo verdaderamente
sostenible: el mejoramiento de la calidad de vida con crecimiento económico no
material (pero sin crecimiento económico material neto) y las economías de
crecimiento cero (en que no hay ningún crecimiento económico). El desarrollo
sostenible no necesariamente implica el cese del crecimiento económico: la
implicación lógica del desarrollo sostenible es una economía material de crecimiento
cero combinada con una economía no material de crecimiento positivo. Mientras que
el crecimiento demográfico y el crecimiento económico material deberán
estabilizarse con el tiempo, el crecimiento cultural, psicológico y espiritual no tiene
límites físicos.
Los países ricos deberían tratar de cambiar del desarrollo viciado o del desarrollo con
crecimiento económico material hacia el desarrollo con crecimiento económico no
material (o, si la sociedad así lo prefiere, la transición podría ser a una economía de
crecimiento cero).
Sin embargo, en la mayoría de los países en desarrollo no podrán trasladarse del nodesarrollo, al desarrollo sin crecimiento económico material o a economías de
crecimiento cero debido a que para mantener el desarrollo se requiere haber logrado
algún nivel de acumulación y de actividad económica material. Aunque se puede
pasar del no-desarrollo al desarrollo viciado, obviamente ese sendero es inadecuado.
Con todo, muchos países continúan tratando de seguir esa trayectoria.
Tras considerar las diversas alternativas, la única trayectoria realista para que los
países en desarrollo puedan lograr el desarrollo sostenible es la que va del nodesarrollo al desarrollo con crecimiento económico material y luego al desarrollo sin
crecimiento económico material.
38
3.4.- PROYECTO DE E.S.F. (ENXEÑARÍA SEN FRONTEIRAS)
El proyecto de E.S.F. (Enxeñaría Sen Fronteiras), del que una sus líneas de actuación
es el presente P.F.C., se localiza en la parte alta de la subcuenca del Río Viejo, en el
departamento de Jinotega en Nicaragua (figura 11).
En el proyecto se involucraron 4 comunidades de las alcaldías de La Concordia (La
Colmena), San Sebastián de Yalí (San Ramón y Boniche) y San Rafael del Norte (La
Brellera), afectando a un total de 60 familias (figuras 12 y 13).
Figura 11: Municipios de las comunidades del proyecto. Situación en Nicaragua.
39
Figura 12: Situación de las comunidades involucradas en el contexto de los
municipios de San Sebastián de Yalí, San Rafael del Norte y La Concordia.
40
Las actuaciones establecidas en el proyecto se engloban en el Plan de Ordenamiento
Territorial de la Subcuenca del Río Viejo que está siendo elaborado en estos
momentos. Estas actuaciones se proyectan como acciones concretas con el objetivo
de proteger y recuperar las zonas de recarga de la parte alta de la subcuenca del Río
Viejo, por ser éstas las más importantes para la calidad y la cantidad del recurso
hídrico aguas abajo.
Figura 13: Situación en el relieve de la zona.
Esto se realiza a través de tres líneas de actuación:
Definición e implementación de planes de manejo de fincas.
Los planes de manejo de fincas son instrumentos de ordenación territorial a nivel de
parcela con los que se persigue un correcto aprovechamiento forestal, agrícola o
ganadero de la tierra. Se distinguen dos etapas en la ejecución de estas actuaciones:
- Elaboración del plan de manejo:
Serán realizados a través de talleres individuales para cada grupo familiar. En ellos
se definirá con la participación de los beneficiarios la futura organización productiva
de las fincas.
41
- Implementación del plan de manejo:
La contraparte actuará como un servicio de extensión agrosilvopastoral de forma que
asesorará y evaluará las actuaciones agrícolas, forestales y ganaderas en las fincas de
cada familia de acuerdo con el plan de manejo que fue definido anteriormente.
Avance de la eficiencia y reducción en el uso de leña.
La leña supone la principal fuente de energía para el hogar en las áreas rurales de
Nicaragua (figura 14). Habida cuenta además que estas están superpobladas, el
consumo de leña sin control reduce considerablemente el efecto que la vegetación
ejerce en el control de la erosión. La reducción del consumo de leña redundará por
tanto en la conservación del suelo, que es fundamental para la recarga de acuíferos,
la producción alimentaria y mitigación de desastres naturales (riadas, derrumbes
-figura 15-,etc.).
Figura 14: Transportando leña
42
Figura 15: Derrumbe por falta de cobertura vegetal.
Con el objetivo principal de mejorar y reducir el uso de la leña en el hogar se
plantean en el proyecto 3 tipos de acciones:
- Implantación de cocinas mejoradas:
Las cocinas tradicionales en las áreas rurales de Nicaragua consisten principalmente
en un fogón sobre el que se ponen los utensilios de cocina. Este fogón está en
contacto directo con el aire (como los antiguos lares de Galicia) y es alimentado con
leña y otros materiales combustibles como papeles, cartones y en muchas ocasiones
plásticos. Este sistema, además de ser muy poco eficiente en el uso de los materiales
combustibles (pues al estar en contacto directo con el aire la combustión es más
rápida) supone también un factor de riesgo para la salud de la familia por la
acumulación de humo en el hogar.
Las llamadas cocinas mejoradas suponen un sistema de combustión más eficiente
que además de contribuir al avance de las condiciones ecológicas de la zona,
contribuyen al avance de la salud y de la economía familiar.
43
- Implantación de biodigestores con cocinas asociadas:
Un biodigestor es un contenedor que produce energía en forma de biogás y abono
natural a partir de materia orgánica, principalmente excrementos. Se trata de un
sistema sencillo y económico que recicla los residuos orgánicos convirtiéndolos en
energía y fertilizantes para usos agrícolas. Con la implantación de biodigestores con
cocinas asociadas se persigue reducir el uso de la leña en el hogar al mismo tiempo
que se le da una salida controlada a los residuos orgánicos de las explotaciones.
- Implantación y manejo sostenible de plantaciones energéticas o
maderables:
El empleo de leña procedente de plantas energéticas o maderables sostenidas con
buenas prácticas de gestión y manejo permitirá una mejor eficiencia en el uso de la
leña para el hogar desde el punto de vista ecológico o medioambiental. Por ese
motivo se contempla en el proyecto la implementación de prácticas silvícolas idóneas
para el uso eficiente de la leña y la dotación para cada familia de plantas energéticas
o maderables.
Recuperación de áreas degradadas (figura 16)
Las áreas de recarga suponen una zona vulnerable en las cuencas de los ríos, para
recuperar áreas degradadas en estas zonas se recogen medidas directas para la
protección de suelo y agua como la construcción de muros (barreras muertas) o el
empleo de árboles y otras plantaciones (barreras vivas) para la protección de los
recursos. Para completar las actuaciones con respecto al uso del suelo en estas áreas,
se contemplan también en el proyecto medidas de gestión sostenible del bosque a
través de capacitaciones sobre buenas prácticas agrosilvopastorales y dotación de
plantaciones en vivero (almácigo) para cada familia.
44
Figura 16: Suelos degradados por malas prácticas
45
4.- RESIDUOS ORGÁNICOS AGROGANADEROS
4.1.- ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO
Tradicional
La aplicación al terreno de los residuos es el método más económico y práctico para
controlar los residuos agrícolas, especialmente los residuos animales. Con el uso de
los residuos agrícolas para la tierra se reciclan los nutrientes y la materia orgánica
dentro del sistema del cual se originan.
Cuando se diseñan y se controlan adecuadamente, los sistemas de aplicación de
residuos al terreno no suponen una amenaza excesiva para la calidad ambiental. Un
diseño y gestión adecuados implica el uso de los residuos en su justa medida, en el
momento adecuado, utilizando la metodología correcta. Los principios hidrológicos y
agronómicos controlan el diseño de los sistemas de aplicación al terreno.
Tasa de aplicación: orgánica
Desde una perspectiva de tratamiento de residuos, el sistema del suelo se puede ver
como un reactor biológico de película fija, el cual debido a una inmensa población
microbiana tiene una gran capacidad de asimilación, aunque finita, de residuos. Para
que el sistema funcione correctamente, los residuos deben aplicarse al terreno en una
tasa que no exceda la capacidad de asimilación instantánea o a largo plazo del
sistema suelo.
La capacidad de asimilación instantánea de un sistema suelo está relacionada muy
directamente con la capacidad de descomponer la materia orgánica de forma aerobia.
Esto a su vez depende del estado de aireación del suelo (función de la textura,
estructura y contenido de humedad del suelo), temperatura y fuerza orgánica del
residuo. La fuerza orgánica de los residuos se mide por medio de la DBO5, DBOult
y/o DQO.
Normalmente, la DBO se asocia a la fracción sólida de los residuos orgánicos que en
los sistemas de aplicación al terreno permanecen en la superficie del suelo/plantas o
en los milímetros superiores del suelo. Aquí las tasas de transferencia de oxígeno de
la atmósfera son los apropiados para la degradación aerobia de los residuos. Por esta
razón, raramente se presentan problemas resultantes de la sobrecarga orgánica
46
cuando los residuos animales se aplican en la superficie en valores aceptables para la
agricultura.
En cambio, la DQO se asocia generalmente a los contaminantes disueltos y con
frecuencia es la forma más adecuada para medir la fuerza orgánica de los residuos
cuando se diseñan los sistemas de aplicación al terreno. Mientras una porción de
estos contaminantes se puede retener por procesos físicos (es decir, filtración) o
químicos (por ejemplo, adsorción iónica) cerca de la superficie del suelo (donde las
tasas de aireación son altas), la fracción líquida de los residuos utilizados en la tierra
penetrará más profundamente en el perfil del suelo que la fracción sólida. Debido a
que las tasas de transferencia de oxígeno decrecen rápidamente con la profundidad
en el perfil del suelo, las tasas aceptables de carga orgánica disminuyen con la
profundidad por debajo de la superficie del suelo.
Las tasas de aplicación de los residuos y las aguas residuales deberían basarse en las
características del horizonte de suelo más restrictivo. Debido a que las tasas de
difusión son limitadas, lograr una aireación adecuada en un suelo depende del control
de la humedad de éste.
Las tasas reales de carga orgánica que son aceptables para un sitio concreto dependen
de las características del suelo (movimiento del oxígeno), temperatura (actividad
bacteriana) y la precipitación (grado de saturación del espacio poroso del suelo).
Tasas de aplicación: otros parámetros
Hidráulica
La carga hidráulica influye en la capacidad asimilativa instantánea del suelo cuando
se aplican residuos líquidos o semisólidos. Las tasas de aplicación que exceden la
tasa de infiltración del suelo originarán charcas superficiales, escorrentía superficial
y el consiguiente transporte de contaminantes. De la misma manera, las tasas de
aplicación que exceden la capacidad de almacenamiento del perfil del suelo darán
lugar a filtraciones y potencialmente al transporte de contaminantes disueltos hacia el
exterior y debajo de la zona de raíces.
47
Nutrientes
Mientras la capacidad asimilativa instantánea o a corto plazo del sistema de suelo
está más íntimamente relacionada con las cargas hidráulicas y orgánicas, la
capacidad asimilativa a largo plazo de un terreno donde se aplican residuos está más
relacionada con la proporción de aplicación de nutrientes. Para la sostenibilidad
ambiental, los residuos deberían aplicarse en porcentajes que proporcionen las
necesidades nutritivas de la cosecha obtenida (y, cuando sea oportuno, el aumento de
la fertilidad del suelo). El análisis tanto del suelo (para determinar el estado de
fertilidad ) como de los residuos orgánicos (para determinar los contenidos de
nutrientes) es fundamental para reducir la contaminación potencial y la necesidad de
fertilizantes inorgánicos.
Temporalización de la aplicación de residuos
En general, los residuos deberían aplicarse en el momento que proporcionen
nutrientes cuando la cosecha los necesite.
Una buena práctica agrícola consiste en aplicar nutrientes (residuos o fertilizantes) en
la época de crecimiento lo más pronto posible y de la forma más frecuente,
económica y práctica.
Las épocas recomendadas de aplicación de residuos deben ajustarse para adaptarlas a
las condiciones climáticas y del terreno. La aplicación de residuos cuando se prevén
precipitaciones fuertes (que exceden la capacidad de infiltración) también incrementa
el potencial de contaminación. El potencial de contaminación debido a escorrentías
en los lugares donde se usan residuos disminuye exponencialmente en la medida en
que se incrementa el tiempo entre la aplicación de los residuos y la aparición de las
escorrentías.
Factor limitante
La aplicación con éxitos de residuos al terreno depende de muchos factores. Un
factor limitante, sin embargo, controlará en última instancia la utilización de residuos
en el terreno. Los diseños pueden limitarse debido a la carga hidráulica, la carga
orgánica, o la carga de nutrientes. Si la carga de nutrientes es el criterio para limitar
el diseño, las circunstancias locales determinarán si el diseño debe basarse en las
tasas de aplicación de nitrógeno o fósforo, especialmente si los suelos de la cuenca
48
son propenso a la escorrentía. Por el contrario, si se van a proteger los acuíferos
subterráneos, las cargas de nutrientes deberían basarse en lograr el equilibrio del
nitrógeno.
Almacenamiento in situ
Almacenamiento del estiércol
El número de explotaciones que pueden soportar la operación diaria de extender el
estiércol se reduce a causa del requerimiento de mano de obra y su efecto disruptivo
en las restantes operaciones diarias de la operación.
Otra razón convincente a favor del almacenamiento es que a causa de la mayor
intensidad de explotación de la finca moderna, existen períodos en que el suelo no
está libre y disponible para recibir el estiércol.
Probablemente, la razón principal para el almacenamiento de estiércol es que reduce
el problema diario de la carga. El problema de acarrear y esparcir el estiércol puede
ser reducido a una o dos ocasiones a lo largo del año, las cuales a menudo pueden ser
planificadas con antelación, minimizando de esta manera los quehaceres diarios.
Una de las mayores ventajas del almacenamiento es que el agricultor puede
planificar el reciclaje de los nutrientes del estiércol en sus cultivos, escogiendo el
momento de extenderlos y así extraer su máximo valor.
Otra razón muy importante para almacenar estiércol es que destruye los agentes
patógenos. Muchos animales tienen un nivel subclínico de enfermedades: por
ejemplo, hospedan bacterias patógenas, pero en un nivel demasiado bajo para denotar
signos evidentes de una enfermedad en particular. Han llegado a un equilibrio con la
infección, pero son portadores de ella y sus excrementos contienen algunos de los
organismos patógenos. Si un estiércol infectado de este modo se esparce en un pasto,
existe un peligro real de que otros animales contraigan la infección. Aunque existe
un número determinado de enfermedades que pueden estar relacionadas con el
almacenamiento del estiércol, la mayor parte pierden virulencia o incluso
desaparecen con esta operación. El calor de la pila de estiércol y las condiciones en
el almacenamiento de los purines destruyen la infección.
49
Resumiendo, los motivos para almacenar el estiércol son:
–
Extender diariamente el estiércol llega a ser impracticable con un gran número de
animales, con menos trabajadores, y con períodos intercultivos más restringidos.
–
Reduce la fatiga del trabajo diario de la granja.
–
Existe más tiempo disponible para atender al ganado.
–
Se obtiene una mejor utilización de los nutrientes del estiércol.
–
Existe menos posibilidad de contaminación.
–
Se consigue un control de agentes patógenos.
El almacenamiento del estiércol se puede realizar de dos maneras:
a.- Repartir las pilas temporalmente en los campos y por breves períodos,
teniendo en cuenta que para la elección del emplazamiento apropiado se deben
estudiar las consideraciones siguientes:
–
El montón o pila debe colocarse lejos de las acequias u otras corrientes de agua,
de manera que las filtraciones del montón no puedan alcanzarlas y contaminarlas.
–
Pueden surgir quejas debido a las moscas y los olores molestos si el montón está
próximo a viviendas.
–
El lugar escogido debe estar a mitad de distancia entre la granja y el sitio a
abonar.
Es factible un mejor control de patógenos si la pila tiene una mínima superficie, por
ejemplo, una pila cúbica es siempre mejor que una de forma irregular.
b.- Escoger un lugar permanente para la pila de estiércol (estercolero).
–
Se cementará el lugar.
–
El estercolero debe tener una configuración adecuada para recoger las
filtraciones. Éstas no pueden descargarse a una acequia por causa de su
naturaleza contaminante (unos niveles típicos de DBO podrían ser de 2000 mg/l
50
y más de 6000 mg/l de SS). La solución es escurrir los líquidos escurridos en un
depósito enterrado, desde donde pueden descargarse al campo. Ya que este
depósito enterrado puede también recoger la lluvia que caiga sobre el estercolero,
debe calcularse cuidadosamente su cubicaje. El depósito no debe rebosar nunca.
–
El estercolero debe estar provisto de paredes laterales que permitan la
construcción de una pila más alta. Algunas secciones de los laterales deben ser
desmontable para permitir el acceso. Debe decidirse si las paredes serán macizas
o provista de agujeros de drenaje. Si se realiza el drenaje a través de la pared,
será necesario construir un canal recolector alrededor de todo el perímetro para
conducir las filtraciones al sumidero de recolección.
Las ventajas de construir una pila grande están en un mejor control de patógenos
y una menor superficie emisora de olores. Las moscas pueden resultar a menudo
el mayor problema, en cuyo caso la superficie a fumigar será menor.
–
Si se dispone de un emplazamiento con pendiente se pueden obtener algunas
ventajas en la carga o en el problema del drenaje. Un diseño conveniente podría
ser paredes en tres lados y el cuarto lado abierto. La pendiente en el estercolero
asegura que la máxima cantidad de líquido quede absorbida por la paja u otra
cama, así como que éste se deslice hasta el fondo de la pila. Sin embargo, este
estercolero tiende a ser demasiado húmedo, incluso con las paredes agujereadas.
Una ligera pendiente (1%) hacia afuera, por ejemplo, desde la pared del fondo
hasta la cara abierta, fuerza al líquido a marcharse del montón y se recolectará en
un canal ancho y poco profundo que atraviese esta cara abierta del estercolero y
lo conduzca al sumidero de recolección.
Almacenamiento del purín
Los purines son un material inconsistente que puede contener una gran variedad de
productos adicionales. Si se deja reposar por un tiempo, se separan capas claramente
distintas: excrementos de vaca en el lodo del fondo, una capa media perfectamente
líquida y una costra flotante de material fibroso.
Un almacenamiento basado en un equipo de manejo de líquidos debe evitar las
costras, obteniendo así, un buen aprovechamiento del almacenamiento y una
recirculación regular del contenido del depósito.
51
Ventajas de los purines:
–
Su atractivo primordial proviene de la reducción a la mitad o más de los jornales
necesarios para el manejo de los excrementos.
–
Los materiales necesarios para la cama también se reducen ampliamente e
incluso llegan a veces a su eliminación total.
–
Un sistema a base de purines debidamente planificado puede enfrentarse con
todos los excrementos de la granja usando un solo equipo, mientras que un
sistema de estiércol sólido a menudo produce algo de líquido, necesitando en este
caso equipo para manejo de sólidos y líquidos.
Desventajas de los purines:
–
El mayor inconveniente son las condiciones anaerobias que se crean durante su
almacenamiento. El resultado es la formación de compuestos orgánicos
complejos, los cuales, cuando se agitan los purines o se esparcen en el campo,
producen desagradabilísimos olores.
–
El almacenamiento necesario y la gestión resultan también más caras.
–
Es muy fácil incrementar inadvertidamente el volumen de purines debido a un
uso inapropiado del agua de la granja.
–
Si bien su manejo es más cómodo, los purines son más molestos que el estiércol.
Sistemas de almacenamiento:
Estanques
a.- Sistema de almacenamiento de residuos orgánicos por medio de
una laguna artificial poco profunda (1 o 2 m de profundidad). Debido a la
combinación de condiciones anaerobias en el fondo de la laguna, y aerobias en las
capas superficiales, puede producirse la digestión de la materia orgánica degradable,
pero sólo ocurrirá si la temperatura se mantiene suficientemente alta durante la
mayor parte del año.
52
Para satisfacer la DBO de los excrementos anuales de, por ejemplo, 1000 cerdos de
engorde se requeriría un estanque de entre 2 y 4,5 Ha.
b.- Cavidad total o parcialmente hundida en el suelo, en la cual se
depositan los purines. Su principal característica es que el almacenamiento es líquido
y que el producto fluirá con la suficiente facilidad para que pueda manejarse como
tal líquido. El vaciado se realiza normalmente con una cuba de purines, que se llena
por bombeo o por vacío. Tiene el defecto de tener que manejar la gran cantidad de
agua que se mezcla con los excrementos originales. El agua extra significa costes
extras de manejo y transporte. Además, el volumen extra puede causar quebraderos
de cabeza para encontrar la superficie de terreno necesaria para extenderlo.
En el caso de sistemas mixtos de cama de paja/purines en vacas, será mejor evitar los
estanques, ya que la paja forma tapones que pueden bloquear el equipo de descarga.
Como el estanque es un almacenamiento en una forma líquida, es evidente que el
emplazamiento debe estar sobre un tipo de suelo que no permita la filtración ni hacia
adentro ni hacia afuera.
En cuanto al mantenimiento, el punto más importante de todos es asegurarse de que
el estanque no rebose en cualquier momento.
La labor de mantenimiento más difícil tal vez sea decidir cuando debe vaciarse de
manera que se produzcan los menores perjuicios posibles debidos al mal olor.
Esperar la dirección favorable del viento, trazar las rutas de transporte evitando
dificultades con los vecinos y escogiendo los campos lejos de zonas habitadas son
ideas de sentido común, pero en la práctica a menudo es difícil conjugarlas con la
época disponible para aplicar los purines, determinada por el cultivo y las
necesidades estacionales.
Balsa de secado
Éste es el nombre que se da a una estructura a la cual se transfieren los purines de
vaca, con o sin paja u otros materiales para su almacenamiento durante largo tiempo.
El objetivo que se persigue es conseguir un cierto secado, de manera que la masa
pueda manejarse como un sólido o semisólido durante el proceso de vaciado, que
normalmente se realiza, aplicándolo sobre los rastrojos, a finales de verano. La balsa
53
de secado puede estar parcialmente enterrada o ser totalmente superficial. La
construcción puede incluir versiones totalmente de tierra, con parte o todo el suelo de
hormigón, una estructura metálica que soporte unas paredes de madera con el suelo
de hormigón y variaciones sobre la misma idea, pero todo en hormigón.
Los montones de cama no usada, los rastrojos, etc, pueden añadirse a la balsa de
secado y seguro que no causarán problemas reales en el momento del vaciado. Esto
liberará al agricultor de esa preocupación diaria sabiendo que con tres o cuatro días
de actividad en verano vaciará la balsa y la dejará preparada para el siguiente
invierno. Tales consideraciones prácticas valen más que las pérdidas de gran parte
del N del estiércol, debidas parcialmente al lavado y al volatilización durante el
almacenamiento y en parte a las pérdidas ininterrumpidas cuando el material sólido
se aplica al campo y se expone a la intemperie.
Recordando que la idea es fomentar el secado de su contenido, el emplazamiento
debe estar en un lugar seco y lejos de corrientes de agua; la pendiente del terreno
puede ser una ventaja menor y posiblemente será más un inconveniente que otra
cosa, ya que se deberá evitar que las aguas de escorrentía alcancen la balsa y será
necesario un mayor cuidado en asegurar unos muros de contención estables. El
emplazamiento en un campo sin drenaje no es un problema. Si existe un sistema de
drenaje, la filtración desde la balsa puede alcanzarlo.
Depósitos de hormigón
El hormigón es una material atractivo para usarlo en el manejo del estiércol y de los
purines debido, principalmente, a su longevidad, su resistencia a la corrosión y sus
necesidades de mantenimiento bajas o nulas.
Uno de los tipos más populares de esta clase de depósitos es el depósito subterráneo.
Desde el punto de vista del manejo de los purines, probablemente es mejor que los
tanques sean profundos y de área pequeña que poco profundos y extensos, pero esto
resulta a menudo conflictivo con las consideraciones sobre la capa freática. Cuanto
más profunda es la excavación, mayor es la presión en el depósito acabado desde el
agua subterránea, intentando ésta encontrar un punto débil a través del cual colarse
en el depósito. El filtrado hacia o desde un depósito subterráneo es perjudicial tanto
54
para el agricultor, quien debe manejar en ese caso volúmenes innecesarios de agua,
como para el medio ambiente, que sufre una contaminación innecesaria de sus
acuíferos.
Depósitos sobre estructuras metálicas
Sus atractivos son su longevidad, las bajas necesidades de mantenimiento, un sistema
de gestión conveniente cuando está en buenas condiciones y, sobre todo, el hecho de
que ofrece una completa contención sin ninguna clase de pérdidas.
Debido a que las estructuras son caras, es evidente que el emplazamiento debe ser
permanente, y debe escogerse desde dos puntos de vista: las necesidades internas de
la granja y los criterios ambientales locales. Normalmente, su posición vendrá
dictaminada por la existencia de espacio y acceso desde los establos.
Es conveniente muchas veces, la plantación de algunos árboles para aliviar el
impacto paisajístico. Por este mismo motivo dar una coloración verde o azul a las
piezas del depósito puede resultar un añadido llamativo a la variedad de colores que
configuran el entorno agrícola.
En cuanto a la construcción, a las planchas individuales de acero se les da una
curvatura adecuada y reciben una capa de esmalte vítreo coloreado por ambas caras,
para preservarlas casi indefinidamente.
Tratamiento biológico
Las principales aplicaciones de estos procesos son: 1. La eliminación de la materia
orgánica carbonosa, normalmente medida como DBO, carbono orgánico total (COT),
o demanda química de oxígeno (DQO); 2. Nitrificación; 3. Desnitrificación; 4.
Eliminación de fósforo y 5.Estabilización de fangos.
Para el tratamiento de los residuos agroganaderos nos interesan principalmente la
eliminación de materia carbonosa.
1. Aerobios
Las técnicas aerobias utilizan oxígeno y obtienen como rendimiento energético calor.
La principal razón que hace interesante el tratamiento aerobio es el control de los
malos olores.
55
Los fundamentos de la aerobiosis consisten en el crecimiento de una población de
microorganismos que consumen oxígeno y que se alimentan de residuos orgánicos.
Los productos finales son: CO2, Agua, Calor y Microorganismos muertos (lodo).
Normalmente, por cada kilogramo de DBO eliminado pueden producirse entre 0,5 y
0,8 kg de lodo. El número de microorganismos activo se determina por la
concentración de residuo biodegradable, la cantidad de oxígeno disponible y la
efectividad de la agitación dentro del digestor.
Los métodos para la oxigenación son variados:
–
Aire comprimido distribuido a través de difusores porosos sumergidos, los cuales
emiten pequeñas burbujas. Con este sistema, la eficacia de la oxigenación es
buena, pero los difusores se obturan fácilmente con el estiércol.
–
Aireación a chorro: el agua residual es bombeada a través de una tubería sobre el
resto del líquido. Así se arrastra el aire y se agita el conjunto. Se obtiene una
oxigenación eficaz, y todo el equipo queda fuera del contacto con el estiércol, lo
cual facilita el mantenimiento.
–
Aireadores mecánicos de superficie, fijos o flotantes, que impelen el agua a
través de un rotor, arrojando el líquido al aire; entonces el oxígeno se difunde en
el líquido y es arrastrado en el retorno a la superficie. Ello tiende a homogeneizar
sólo la capa superficial del digestor, y quizás es por ello que encuentra su mejor
uso en los estanques de decantación en la que la sedimentación de los lodos es un
problema secundario.
–
Las ruedas de palas pueden servir también para la aireación, pero no se usan,
dada su poca capacidad para arrastrar sólidos.
–
Aireadores, normalmente flotantes, conocidos como de corriente de aire
superficial. El aire es inyectado por la acción del rotor y mezclado con el agua
residual. Éste sistema presenta importantes ventajas: la turbulencia superficial y
la evaporación son minimizadas, conservándose así el calor generado por los
microorganismos, a lo cual contribuye también la capa de espuma que se forma
en la superficie.
56
Como en cualquier sistema biológico es importante el mantenimiento de unas
condiciones estables, favorables al desarrollo de los microorganismos. En la práctica,
ello significa que habrá que evitar cargas repentinas. La llegada súbita de un
volumen de estiércol crudo y frío al digestor puede alterar la distribución de
temperaturas y eliminar localmente la biomasa. Esto puede provocar una reducción
drástica del rendimiento del proceso. Todo digestor debe ser alimentado con poca
cantidad cada vez,.pero constantemente.
Para el mantenimiento de muchos sistemas aeróbicos se debe tomar la precaución de
no vaciarlos por completo. Una fina capa en el fondo actuará de inóculo para la
siguiente remesa de estiércol.
Normalmente estos digestores tienen un elevado poder de amortiguación frente a los
productos químicos que pueda contener el estiércol.
1.1 Cultivos en suspensión
Los principales procesos de tratamiento biológico de cultivo en suspensión
empleados para la eliminación de la materia orgánica carbonosa son: 1. el proceso de
fangos activados; 2. las lagunas aireadas; 3. el reactor de flujo discontinuo secuencial
y 4. el proceso de digestión aerobia.
1.1.1 Proceso de fangos activados
El residuo orgánico se introduce en un reactor, donde se mantiene un cultivo
bacteriano aerobio en suspensión. En el reactor, el cultivo bacteriano lleva a cabo la
conversión de la materia orgánica según:
–
Oxidación y síntesis:
M.O. + O2 + Nutrientes → CO2 + NH3 + nuevas células bacterias. + otros
productos. finales.
–
Respiración endógena:
Células + 5 O2 → 5 CO2 + 2 H2O + NH3 + energía.
El ambiente aerobio en el reactor se consigue mediante el uso de difusores o de
aireadores mecánicos, que también sirven para mantener el líquido mezcla en estado
57
de mezcla completa. Al cabo de un período determinado de tiempo, la mezcla de las
nuevas células con las viejas se conduce hasta un tanque de sedimentación para su
separación del agua residual tratada. Una parte de las células sedimentadas se
recircula para mantener en el reactor la concentración de células deseada, mientras
que la otra parte se purga del sistema. La fracción purgada corresponde al
crecimiento de tejido celular asociado a una agua residual determinada. El nivel al
que se debe mantener la masa biológica depende de la eficacia deseada en el
tratamiento y de otras consideraciones relacionadas con la cinética del crecimiento.
Es importante que las bacterias descompongan el residuo orgánico tan pronto como
sea posible, también lo es el que formen un flóculo adecuado, puesto que este punto
constituye un requisito previo para la separación de los sólidos biológicos en la
instalación de sedimentación. Se ha observado que cuando se aumenta el tiempo
medio de retención celular mejoran las características de sedimentación del flóculo
biológico.
En este tipo de tratamiento tiene que existir instalaciones de sedimentación. El
tanque de sedimentación es un elemento integral del proceso de tratamiento de
fangos activados. No se puede considerar el diseño de un reactor independientemente
del de las instalaciones de sedimentación asociadas.
Uno de los problemas que pueden surgir en este proceso es el bulking. El bulking es
la condición en la que se da una superabundancia de organismos filamentosos en el
líquido mezcla de un proceso de fangos activados. La presencia de organismos
filamentosos provoca que los flóculos biológicos del reactor sean voluminosos y
poco consistentes. Los flóculos así formados no sedimentan bien y suelen ser
arrastrados, en grandes cantidades, en el efluente de los tanques de sedimentación.
1.1.2 Lagunas aireadas
Se desarrollaron a partir de estanques de estabilización facultativos en los que se
instalaron aireadores de superficie para eliminar los olores que se producían al estar
sometidas a sobrecargas orgánicas.
El proceso del lagunaje aireado es esencialmente el mismo que el de fangos
activados de aireación prolongada convencional (tiempo de retención celular igual a
58
20 días), excepto que se usa como reactor un depósito excavado en el terreno. El
oxígeno necesario en el proceso se suministra mediante difusores o aireadores
superficiales. En un laguna aerobia, la totalidad de lo sólidos se mantienen en
suspensión. En el pasado, las lagunas aireadas se operaban como los sistemas de
fangos activos sin recirculación, y solían ir seguidas de grandes estanques de
sedimentación. En la actualidad se utilizan muchas lagunas aireadas complementadas
con instalaciones de sedimentación e incorporando recirculación de sólidos
biológicos.
1.1.3 Reactor discontinuo secuencial
Un reactor discontinuo secuencial (SBR) es un sistema de tratamiento de fangos
activados cuyo funcionamiento se basa en la secuencia de ciclos de llenado y
vaciado. Los procesos unitarios que intervienen son idénticos a los de un proceso
convencional de fangos activados. En ambos sistemas intervienen la aireación y la
sedimentación-clarificación. No obstante, existe entre ambos una importante
diferencia. En las plantas convencionales, los procesos se llevan a cabo
simultáneamente en tanques separados, mientras que en los SBR, los procesos tienen
lugar secuencialmente en el mismo tanque.
Tal como se emplean hoy en día todos los sistemas de SBR tienen en común cinco
etapas, que tienen lugar de forma secuencial: 1. llenado ; 2. reacción (aireación); 3.
sedimentación (clarificación); 4. extracción (vaciado por decantación) y 5. fase
inactiva.
La purga del fango es otro paso importante en el funcionamiento de los SBR que
afecta, de manera importante, a su rendimiento. No existe un momento determinado
dedicado a la eliminación del fango dentro del ciclo de funcionamiento. La cantidad
de fango que hay que purgar y la frecuencia con que se debe efectuar la purga, se
determinan según las necesidades dictadas por los rendimientos. En el
funcionamiento de los SBR, la purga del fango suele realizarse en la fase de
sedimentación o en la de inactividad. Una característica única de los SBR es que no
es necesario disponer de un retorno de fangos activados. Debido a que tanto la
aireación como la decantación tienen lugar en el mismo tanque, no se pierde cantidad
59
de fango alguna en la fase de reacción, y no es necesario recircular parte del fango de
la sedimentación para mantener constante el nivel de fangos en la cuba de aireación.
1.1.4 Digestión aerobia
La digestión aerobia convencional, el fango se airea durante un largo período de
tiempo en un tanque abierto, sin calefacción, empleando difusores convencionales o
aireadores superficiales. El proceso se puede llevar a cabo de manera continua o
discontinua. En plantas de pequeño tamaño se emplea el sistema discontinuo, en el
que el fango se airea y se mezcla completamente durante un largo período de tiempo,
dejando sedimentar a continuación en el interior de la misma cuba. En los sistemas
continuos la decantación y concentración del fango se realiza en un tanque
independiente.
La digestión aerobia termófila representa una mejora del proceso. Permite conseguir
altos rendimientos de eliminación de la fracción biodegradable (superiores al 80%)
en tiempos de retención cortos (3 o 4 días) mediante la acción de bacterias termófilas
a temperaturas entre 25 y 50º C superiores a las temperatura ambiente.
1.2 Cultivos fijos
Cuando el agua residual orgánica se riega sobre piedras o plástico, en su superficie se
desarrolla una fina capa microbiana. Esta capa produce el efecto de conseguir una
reducción el la DBO5 de los efluentes. Tradicionalmente las piedras se agrupaban en
una cilindro de poca altura y abierto por encima con una profundidad en torno a un
metro. Las piedras tenían un tamaño entre 25 y 100 mm. Actualmente la piedra ha
sido sustituida por material plástico para favorecer el crecimiento microbiano, ya que
éste posee una relación mucho mayor entre área superficial y volumen. Este tipo de
procesos se denominan sistemas de cultivo fijo. La versión más antigua cuyo uso
todavía es muy frecuente son los filtros percoladores. Otros sistemas son los
contactores biológicos rotativos, que se emplean para residuos tanto de baja como de
alta carga orgánica.
60
2. Anaerobio
La digestión anaerobia es la utilización de microorganismos, en ausencia de oxígeno,
para estabilizar la materia orgánica por conversión en metano y otros productos
inorgánicos incluyendo dióxido de carbono.
M.O. + H2O → CH4 + CO2 + nueva masa + NH3 + H2S + calor
Los beneficios del uso del proceso de digestión aerobia son:
–
Reducción del potencial contaminante del residuo.
–
Eliminación de patógenos y semillas de hierbas.
–
Mejoría del valor fertilizante-energético del residuo.
–
Producción del biogás como fuente energética.
En la digestión anaerobia, inicialmente, la masa de polímeros complejos como
proteínas, hidratos de carbono, lípidos, grasas y aceites se hidrolizan por la acción de
encimas extracelulares en productos solubles más sencillos de tamaño tan pequeño
que les permite atravesar la membrana celular de los microorganismos. Estos
compuestos sencillos de aminoácidos, azúcares, ácidos grasos, y alcoholes fermentan
en ácidos grasos de cadena corta, alcoholes, amoníaco, hidrógeno y dióxido de
carbono. Los ácidos grasos de cadena corta que no se encuentran en forma de
acetatos se convierten en acetato, hidrógeno y dióxido de carbono. La etapa final es
la producción de metano a partir del hidrógeno mediante metanógenos
hidrogenofílicos y a partir de acetatos mediante metanógenos aceticlásticos
El proceso anaerobio se puede dividir en los siguientes siete subprocesos:
–
Hidrólisis de la materia orgánica articulada compleja.
–
Fermentación de los aminoácidos y azúcares.
–
Oxidación anaerobia de los ácidos grasos de cadena larga y alcoholes.
–
Oxidación anaerobia de los productos intermedios.
–
Producción de acetato a partir de CO2 y H2.
–
Conversión de acetato a metano por medio de los metanógenos aceticlásticos.
61
2.1 Cultivos en suspensión
2.1.1 Proceso anaerobio de contacto
En el proceso anaerobio de contacto, los residuos que se quieren tratar se mezclan
con los sólidos del fango recirculado y se digieren a continuación en un reactor
cerrado para evitar la entrada de aire. El contenido del reactor se mezcla
completamente y, tras la digestión, la mezcla se separa en un clarificador o una
unidad de flotación al vacío. El sobrenadante del proceso, normalmente, es sometido
a un tratamiento posterior. El fango anaerobio sedimentado se recircula para servir de
siembra al agua residual entrante. Debido a la baja tasa de síntesis de los
microorganismos anaerobios, el exceso de fango a evacuar es mínimo.
2.1.2 Biodigestores
El sistema convencional de baja carga se estratifica en varias capas. El fango de
aportación entra al tanque cerca de su parte superior a la altura de la capa
sobrenadante (una capa líquida parcialmente purificada). Por debajo se encuentra la
capa digestora activa de fangos y en la capa inferior del tanque se asienta el fango
estabilizado, listo para su extracción. Estos digestores convencionales o de baja carga
se caracterizan porque sufren agitaciones intermitentes, con aportes y extracciones de
fango asimismo intermitentes. Cuando no se realiza agitación, el contenido del
digestor se estratifica. El tiempo de retención hidráulica es igual al tiempo de
retención de sólidos (entre 12 y 30 días).
Para los residuos agrícolas se emplea normalmente un proceso discontinuo o por
lotes mientras que en la industria la tendencia gira a reactores con lechos fluidizados
o fijos. La mayoría de los residuos tratados por los digestores son líquidos con un
contenido en sólidos entre el 2 y el 6 %.
La mayoría de los digestores operan a temperaturas mesófilas (aprox. 36 ºC) con
buenos resultados de estabilidad y producción de gas (alrededor de 2 m3 biogás/m3
de digestor). Nótese que el biogás ( CH4 + CO2) con un contenido típico de CH4 del
60%. La temperatura óptima de trabajo es la termófila ( 50 – 60 ºC) ya que se alcanza
la máxima tasa de producción de gas y se garantiza la destrucción de patógenos.
62
La producción de gas depende del diseño, temperatura de operación, tipo de residuo,
etc, aunque típicamente este valor oscila entre 1 y 5 m3 de biogás por m3 de
volumen del digestor. Los márgenes de reducción de la DQO se encuentran entre el
70 y el 90 % Generalmente, las bacterias metanogénicas poseen un tiempo de
duplicación de 9 días y esto supone una restricción en cuanto a tiempo se refiere.
Típicamente a los residuos de ganado vacuno o porcino se les puede eliminar las
partículas sólidas mayores y algunas veces se diluyen desde valores de 5 - 15 % a 1 –
2 %. Con estos últimos valores el residuo se puede tratar en un digestor de bajo
contenido en sólidos. Las temperaturas de operación son de 36 ºC aunque
recientemente se están empleando rangos termófilos. Con esta temperatura se
consigue una producción de gas superior y un producto final libre de patógenos, sin
embargo, el proceso es más inestable y por ende requiere un mayor control.
2.1.3 UASB
En este proceso el residuo que se quiere tratar se introduce por la parte inferior del
reactor. El agua residual fluye en sentido ascendente a través de un manto de fango
constituido por gránulos o partículas formadas biológicamente. El tratamiento se
produce al entrar en contacto el agua residual y las particulas. Los gases producidos
en condiciones anaerobias provocan una circulación interior, que colabora en la
formación y mantenimiento de los gránulos. Parte del gas generado dentro del manto
de fango se adhiere a las partículas biológicas. Tanto el gas libre como las partículas
a las que se ha adherido el gas, ascienden hacia la parte superior del reactor. Allí, se
produce la liberación del gas adherido a las partículas, al entrar éstas en contacto con
unos deflectores desgasificadores. Las partículas desgasificadas suelen volver a caer
hasta la superficie del manto de fango. El gas libre y el gas liberado de las partículas
se captura en una bóveda de recogida de gases instalada en la parte superior del
reactor. El líquido, que contiene algunos sólidos residuales y algunos de los gránulos
biológicos, se conduce a una cámara de sedimentación, donde se separan los sólidos
residuales. Los sólidos separados se reconducen a la superficie del manto de fango a
través del sistema de deflectores.
63
2.2 Cultivos fijos
2.2.1 Proceso de filtro anaerobio
El filtro anaerobio es una columna rellena de diversos tipos de medios sólidos que se
utiliza para el tratamiento de la materia orgánica carbonosa contenida en el agua
residual. El agua a tratar fluye en sentido ascendente, entrando en contacto con el
medio sobre el que se desarrollan y fijan las bacterias anaerobias. Dado que las
bacterias están adheridas al medio y no son arrastradas por el efluente, se pueden
obtener tiempos medios de retención celular del orden de los cien días. En
consecuencia, es posible conseguir grandes valores de retención celular con bajos
tiempos de retención hidráulica. De este modo, el filtro anaerobio se puede emplear
para el tratamiento de residuos de baja concentración a temperatura ambiente.
2.2.2 Proceso de lecho expandido
En este proceso, el agua residual a tratar se bombea a través de un lecho de material
adecuado (arena, carbón) en el que se ha desarrollado un cultivo biológico. El
efluente se recircula para diluir el agua entrante y para mantener un caudal adecuado
que asegure que el medio se halla expandido. Debido a las altas concentraciones de
biomasa que se pueden conseguir, el proceso del lecho expandido también se puede
emplear para el tratamiento de aguas residuales municipales, con tiempos de
retención hidráulica muy pequeños. En el tratamiento de este tipo de residuos, la
presencia de sulfatos puede producir la generación de sulfuro de hidrógeno. Con este
proceso la cantidad de fango producido es considerablemente inferior a la que se
produce en los procesos aerobios.
3 Lagunaje
3.1 Aerobio
En su forma más simple, los estanques de estabilización aerobia son grandes
depósitos excavados en el terreno, de poca profundidad, que se emplean para el
tratamiento del agua residual por medio de procesos naturales que incluyen la
utilización de algas y de bacterias.
64
Un estanque de estabilización aerobia contiene bacterias y algas en suspensión,
existiendo condiciones aerobias en toda su profundidad. Existen dos tipos básicos de
estanques aerobios. En el primer tipo, el objetivo es maximizar la producción de
algas. La profundidad de este tipo de estanques se suele limitar a entre 15 y 50 cm.
En el segundo tipo de estanques, el objetivo es maximizar la cantidad de oxígeno
producido, y se emplean profundidades de hasta 1,5 m. En ambos casos, el oxígeno,
además del producido por las algas, penetra en el líquido por la difusión atmosférica.
Para optimizar los resultados, es conveniente mezclar periódicamente el contenido de
los estanques por medio de bombas o aireadores de superficie.
En los estanques aerobios, la eficacia de la eliminación de la DBO5 es alta,
situándose por encima del 95 %. Sin embargo, aún cuando se haya conseguido
eliminar la DBO soluble del agua residual a tratar, el alto contenido en algas y
bacterias del efluente del estanque puede ejercer valores de la DBO5 superiores a los
del agua afluente.
3.2 De maduración
Los estanques de maduración, o de estabilización de baja carga se diseñan para
mejorar la calidad de los efluentes secundarios y para la nitrificación estacional. Los
mecanismos biológicos involucrados son similares a los de otros procesos aerobios
de cultivo en suspensión. Su funcionamiento implica la respiración endógena de los
sólidos biológicos residuales y la conversión del amoniaco en nitrato mediante el
oxígeno suministrado por reaireación superficial y por la presencia de algas. Se han
propuesto tiempos de retención de 18 a 20 días como el mínimo periodos necesario
para conseguir la respiración endógena completa de los sólidos residuales. Para
mantener las condiciones aerobias, las cargas aplicadas deben ser bastante bajas.
3.3 Facultativos
Son los estanques en que la estabilización de las aguas residuales se lleva a cabo
mediante una combinación de bacterias facultativas (aerobias y anaerobias).
En un estanque facultativo existen tres zonas: !) una zona superficial en la que
existen bacterias aerobias y algas en una relación simbiótica; 2) una zona inferior
anaerobia en la que se descomponen activamente los sólidos acumulados por acción
65
de las bacterias anaerobias, y 3) una zona intermedia, que es parcialmente aerobia y
anaerobia, en la que la descomposición de los residuos orgánicos la llevan a cabo las
bacterias facultativas. Los sólidos de gran tamaño sedimentan para formar una capa
de fango anaerobio. Los materiales orgánicos sólidos y coloidales se oxidan por la
acción de las bacterias aerobias y facultativas empleando el oxígeno generado por las
abundantes algas presentes cerca de la superficie. El dióxido de carbono, que se
produce en el proceso de oxidación orgánica, sirve como fuente de carbono para las
algas. La descomposición anaerobia de los sólidos de la capa de fango comporta la
producción de compuestos orgánicos disueltos y de gases tales como el CO2, el H2S
y el CH4, que o bien se oxidan por las bacterias aerobias, o se liberan a la atmófera.
En la práctica, la presencia de oxígeno en la capa superior del estanque se consigue
por las algas o mediante aireadores de superficie. Si se emplean aireadores de
superficie, la presencia de algas no es necesaria.
Este proceso está poco determinado debido a las variaciones que presenta la
naturaleza. La calidad del efluente dependerá, por ejemplo, del grado de mezcla
provocado por el viento y de la cantidad de sólidos sedimentados que pasa a estar en
suspensión.
3.4 Anaerobio
Los estanques anaerobios se usan para el tratamiento del agua residual de alto
contenido orgánico que también contenga una ala concentración de sólidos.
Generalmente, un estanque anaerobio es un estanque profundo excavado en el
terreno, dotado de un sistema de conducciones de entrada y salida adecuados. Para
conservar la energía calorífica y mantener las condiciones anaerobias, se han
construido estanques de profundidades hasta 9,1 m. Los residuos a tratar en el
estanque sedimentan en el fondo mismo, y el efluente parcialmente clarificado se
vierte, normalmente, a otro proceso posterior.
Generalmente, estos estanques son anaerobios en toda su profundidad, excepto una
estrecha franja cercana a la superficie. La estabilización se consigue por medio de
una combinación de precipitación y de conversión anaerobia de los residuos
orgánicos en CO2, CH4, otros productos gaseosos finales, ácidos orgánicos y tejido
celular. Normalmente, es fácil conseguir, de forma continua, rendimientos de
66
eliminación de la DBO5 superiores al 70 %. En condiciones óptimas de
funcionamiento, es posible conseguir eficacias de eliminación de hasta el 85 %.
Proceso CEI (Universidade de Santiago de Compostela)
Este proceso, desarrollado por la Universidad de Santiago de Compostela, tiene por
finalidad la concentración de los purines para obtener un lodo al 60 % de humedad,
que posteriormente sea fácilmente manejable como fertilizante o que pueda ser
secado para su conservación a medio-largo plazo.
El sistema de concentración más adecuado y aséptico es por acción térmica, ya que
comporta la desinfección simultánea no asociada a otros procedimientos como la
utilización de membranas que deja el rechazo con toda la carga bacteriana.
Las etapas de su funcionamiento son:
1. Aditivación química
Consiste en el ajuste físico-químico de purín para su posterior tratamiento, realizando
una fijación de sulfuros, mercaptanos y amoniaco y la adecuación del pH del purín a
su entrada a la planta. Se emplean una serie de agentes floculantes y correctores de
pH, que se añadirán en función de la composición de entrada y de los caudales a
tratar.
2. Pasteurización
La alimentación se hará mediante un sistema de bombeo a través de una conducción
que llega en primer lugar a un tanque de pasteurización, en el cual se mantendrá a
una temperatura de 65º C y agitación continuada, durante un tiempo de residencia
aproximado de 4 horas.
3. Desinfección y sedimentación
A continuación las aguas se introducen en un tanque sedimentador en el que se
someten a una temperatura de 85º C. De esta forma, se consigue la desinfección de la
carga bacteriana existente en la alimentación inicial, al tiempo que se produce su
sedimentación, separando un lodo que se recircula al tanque de pasteurización de las
aguas clarificadas que son enviadas a la unidad de evaporación.
67
4. Filtración
La filtración de las aguas se lleva a cabo en una unidad de filtración de tipo tornillo
compactador o tamiz vibratorio. Es en esta etapa donde se van a obtener dos fases,
una que son los llamados lodos orgánicos que se envían al secadero, y otra fase que
se envía con la recirculación al tanque de pasteurización.
5. Evaporación
La fase líquida separada en el sedimentador se somete a una evaporación de
cuádruple efecto, obteniéndose al final de esa etapa un concentrado y un agua
condensada. La alimentación entra al sistema de evaporación a la temperatura de
ebullición de primer efecto (185º C), por lo cual es necesario un sistema de
precalentamiento que funciona con los gases de combustión.
6. Secado
Los lodos procedentes de la filtración se secan en esta unidad mediante el contacto
indirecto con los gases procedentes de la unidad de cogeneración. Se obtendrá al
final un producto con una humedad aproximada de un 7–10 %, que puede ser
considerado como un abono orgánico libre de microorganismos. Los gases al no
haber estado en contacto con el sólido no arrastrarán sustancias que provoquen mal
olor. El vapor sacado del secadero es llevado a un sistema de condensación.
Las ventajas de este proceso son:
–
Retención de sulfhídrico, sulfuros y mercaptanos
–
Retención de amoníaco y otros volátiles
–
No hay olores (aspiración)
–
Concentración de fertilizantes para uso reglado
–
Desinfección de sólidos y líquidos
–
Alta eficiencia energética (mejor tecnología disponible)
–
Proceso autoamortizable y productor de beneficios
68
4.2.- UTILIDAD Y APROVECHAMIENTO
Los residuos ganaderos se pueden aprovechar de diferentes maneras dependiendo del
tratamiento de estabilización que experimenten.
Teniendo en cuenta las características generales de este tipo de productos, se podrían
establecer cuatro niveles de acción complementarios:
Nivel 1: Aporte de elementos fertilizantes inorgánicos libres: N,P,K,Ca,Mg y
Oligoelementos.
Su acción consiste fundamentalmente en aportar a la planta los nutrientes
inorgánicos libres presentes en la fracción líquida o semilíquida del residuo
estabilizado.
Esta acción tiene el inconveniente de que en los residuos orgánicos no
siempre se encuentran los nutrientes en la cantidad y proporción adecuada
para los cultivos.
Nivel 2: Aporte de materia orgánica inerte (fibra) con la capacidad de actuar
sobre las propiedades físicas del suelo.
Los diferentes residuos ganaderos contienen una fracción significativa de
materia orgánica no movilizable (humina + fibras) que pueden representar un
papel importante mejorando el estado de agregación de los suelos, y como
consecuencia su aireación y porosidad.
En función de las características de los suelos y de la sensibilidad del cultivo
a los procesos de compactación, esta acción puede causar mejoras
significativas del desarrollo global de la planta y más concretamente de la
actividad funcional de la raíz.
Nivel 3: Aporte de sustancias orgánicas activas, o complejos organominerales
solubles, con la capacidad de actuar sobre el sistema suelo-planta:
estimulación directa del desarrollo vegetal y mejora de la nutrición mineral
de las plantas.
69
Esta es la acción más importante y específica de este tipo de materias
orgánicas.
Su acción mixta tanto estimulando directamente el desarrollo vegetal com
afectando positivamente a la dinámica de los nutrientes en el sistema sueloplanta, complementa y optimiza la acción de los fertilizantes clásicos.
En relación con los principios activos responsables de esta actividad, deben
ser aquellas fracciones de la materia orgánica que sean lo suficientemente
solubles - móviles en la solución de suelo - como para alcanzar la rizosfera,
ya sea como tales, o vehiculando diferentes nutrientes inorgánicos. Estas
fracciones corresponderán en principio a la fracción orgánica hidrosoluble, y
a las fracciones orgánicas constituidas por ácidos húmicos de peso
molecular medio y ácidos fúlvicos. Teniendo en cuenta la rapidez con que
la fracción hidrosoluble no húmica en metabolizada en los suelos,
corresponde a las fracciones húmicas el papel fundamental en relación con
este nivel de acción agronómica.
Nivel 4: Aporte de una microbiota significativa que puede afectar de
diferentes maneras al desarrollo vegetal, mejorando su crecimiento y
ayudando a controlar algunas enfermedades vía suelo.
Todos los residuos ganaderos contienen poblaciones muy importantes de
microorganismos que pueden afectar positivamente el desarrollo vegetal al
facilitar la humificación de la materia orgánica, así como al incrementar las
concentraciones de nutrientes asimilables en la solución de suelo mediante su
movilización por acción de determinadas moléculas liberadas por estos
microorganismos denominadas siderofos. Igualmente, la presencia de estas
poblaciones de microorganismos puede ayudar al control de enfermedades vía
suelo, favoreciendo los fenómenos de competición o la aparición de
depredadores.
Es indudable que esta microbiota varía según se realice un compostaje
aerobio o una fermentación anaerobia. En principio, las poblaciones
desarrolladas durante los procesos de compostaje aerobios parecen más aptas
y convenientes en condiciones de suelo, que las asociadas a las
70
fermentaciones anaerobias muchas de las cuales desaparecerán en
condiciones aerobias.
Hay que tener en cuenta que esta capacidad de reactivar la vida microbiana de
un suelo tiene importancia en los procesos de reciclaje en campo de las
materias orgánicas producidas por los cultivos (paja, raíces, etc), y que
pueden tener gran influencia en la fertilidad de un determinado suelo en el
tiempo.
Los niveles 2, 3 y 4, especialmente el 3 y 4, pueden llegar a ser especialmente
importantes para mejorar el rendimiento y calidad de los cultivos, especialmente en
suelos de baja fertilidad con reducidos contenidos en materia orgánica. Además esta
acción reúne dos características importantes:
–
Es específica de la materia orgánica debidamente procesada.
–
Es complementaria al uso de los fertilizantes minerales, ya que actúa potenciando
los efectos de éstos sobre el desarrollo vegetal.
71
5.- IMPLEMENTACIÓN DE BIODIGESTORES
5.1.- JUSTIFICACIÓN
El uso de biodigestores es de gran interés ecológico ya que por medio de ellos se
disminuye la deforestación, la contaminación de los ríos y los campos y se
contribuye a proteger la salud pública y ambiental además de obtener productos
como fertilizantes y biogás.
Es un sistema de tratamiento de residuos orgánicos de alta rentabilidad económica,
ya que su inversión inicial es baja, sus gastos de operación escasos y la materia prima
que utilizan tiene un valor cero. En los casos en que se implementan biodigestores
sencillos, como los del presente proyecto, no suelen necesitar asistencia técnica a
partir de su puesta en marcha.
En las comunidades rurales de Nicaragua, para cubrir sus necesidades energéticas
cada familia tiene que cortar un árbol al mes. Evidentemente, esto provoca una gran
deforestación y como consecuencia pérdida de suelo que implica su vez disminución
de la producción agrícola, desaparición de acuíferos y riesgos por desastres naturales
(riadas, derrumbes). Pues bien, el consumo de leña se reduce en un 50% en las
familias que disponen de un biodigestor.
En el siguiente extracto de una noticia aparecida en El Nuevo Diario, el 27/04/2007,
se puede comprobar la problemática de pérdida de acuíferos en la zona de actuación
del presente proyecto:
“El Río Viejo, recurso hídrico de mucha importancia para San Rafael del
Norte, está muriendo poco a poco, al perder de su corriente, desde hace seis
años, hasta cinco metros cúbicos de agua, año con año.
Esto sucede porque las montañas de donde nacen las fuentes que abastecen
al río del vital líquido han sido taladas totalmente y convertidas en
potreros, ...
... Pero lo más crítico es que de las corrientes del moribundo río se lleve el
agua potable a más de mil familias de San Rafael del Norte, Sabana Grande,
La vuelta del Roble y La Tejera: y la empresa aguadora no puede reforzar
72
con pozos, porque no hay mantos acuíferos en el suelo rafaelino según
estudios hechos por entendidos en la materia.
Considerando que el Río Viejo es el principal afluente del Lago de Managua
y que a su paso abastece de agua a más de 20 comunidades, hasta llegar a
Santa Bárbara, se hace necesario prestarle la atención que requiere antes de
que sea demasiado tarde ...
... La amenaza es seria y el Río Viejo puede secarse a corto plazo, causando
las más terribles consecuencias a todos, especialmente a la niñez que hoy
está naciendo; por eso se hace necesario que el consejo municipal decrete de
inmediato Alerta Roja, la que deberá tomar en cuenta el gobierno central y
prestar todo el apoyo para evitar que San Rafael del Norte se vuelva desierto
en poco tiempo.
En seminarios que se han venido dando desde el año 2000 en la ciudad de
San Rafael para la formulación de planes ambientales de este municipio se
ha conocido que de las montañas de San Rafael del Norte nacen los
principales afluentes del Río Montecristi de Yalí y de Pantasmo, los que
acusan mermas en sus corrientes de agua por las talas que se han venido
dando sin control a lo largo y ancho del municipio de San Rafael del Norte.”
Al producir la mayor parte del combustible necesario para el hogar, su uso se
convierte en un apoyo a la economía familiar por el ahorro al dejar de consumir leña
(monetario si es comprada o de tiempo si se recoge) y la producción de abono
orgánico.
Además de la producción de biogás ofrecen enormes ventajas para la transformación
de deshechos, tales como mejorar la capacidad fertilizante del estiércol ya que todos
los nutrientes tales como nitrógeno, fósforo, potasio, magnesio así como los
elementos menores son conservados en el efluente. En el caso del nitrógeno, buena
parte del mismo, presente en el estiércol en forma de macromoléculas es convertido a
formas más simples como el amonio (NH4+), las cuales pueden ser aprovechadas
directamente por la planta. Debe notarse que en los casos en que el estiércol es
secado a la intemperie, se pierde alrededor de un 50 % de nitrógeno. Otra ventaja es
que el efluente es mucho menos oloroso que el afluente.
73
Otra ventaja muy importante es el control de patógenos. Aunque el nivel de
destrucción de patógenos variará de acuerdo a factores como temperatura y tiempo
de retención, se ha demostrado experimentalmente que alrededor del 85 % de los
patógenos no sobreviven al proceso de biodigestión (Hohlfeld y Sasse, 1986). En
condiciones de laboratorio, con temperaturas de 35º C los coliformes fecales fueron
reducidos en un 50 - 70 % y los hongos en un 95 % en 24 horas (Marchaim, 1992).
También se obtienen beneficios sociales de esta tecnología, ya que disminuye las
enfermedades provocadas por el humo. Según los resultados de una encuesta
realizada por el Centro para la Promoción, la Investigación y el Desarrollo Rural y
Social (CIPRES) en una zona rural, un porcentaje bastante alto, 70,8 % de las
mujeres habían sido afectadas por enfermedades bronco-pulmonares y/o relacionadas
con la vista y con dolores de cabeza. Por su parte, los niños padecen enfermedades
como bronquitis e infecciones en un 30 % de casos. En cuanto a los hombres, en un
62,5 % de casos tuvieron problemas como dolor de espalda o de huesos como
consecuencia de la carga de leña.
Un beneficio adicional es el control de los excrementos de los animales en los
alrededores de las viviendas.
Por todas estas razones, se escogieron para tratar los residuos agroganaderos en las
comunidades rurales de la parte alta de la subcuenca del río Viejo, biodigestores
anaerobios.
Como se va a disponer de material para el proceso diariamente se elige el modelo de
flujo continuo.
5.2.DIGESTIÓN ANAEROBIA
La digestión anaerobia es uno de los procesos más antiguos empleados en la
estabilización de fangos. En este proceso se produce la descomposición de la materia
orgánica e inorgánica en ausencia de oxígeno molecular.
Descripción del proceso:
En el proceso de digestión anaerobia, la materia orgánica contenida en la mezcla de
fangos primarios y biológicos se convierte biológicamente, bajo condiciones
74
anaerobias, en metano y dióxido de carbono. El proceso se lleva a cabo en un reactor
completamente cerrado. Los fangos se introducen en el reactor de forma continua o
intermitente, y permanecen en su interior durante períodos de tiempo variables. El
fango estabilizado, que se extrae del proceso continua o intermitentemente tiene un
bajo contenido en materia orgánica y patógenos, y no es putrescible.
Los dos tipos de digestores anaerobios más empleados son los de alta y baja carga.
En el proceso de digestión de baja carga no se suele calentar ni mezclar el contenido
del digestor. En los procesos de digestión de alta carga el contenido del digestor se
calienta y mezcla completamente.
Microbiología del proceso:
La conversión biológica de la materia orgánica de los fangos parece que se produce
en etapas (véase figura 17).
Figura 17: Fases de la digestión anaeróbica
75
Hidrólisis y acidogénesis.
Durante esta fase se verifica la hidrólisis (licuefación) y posterior fermentación de las
sustancias orgánicas de elevado peso molecular, tales como lípidos, proteínas e hidratos de
carbono, que se encuentran en suspensión o disueltas (1 en la figura 17). Estas sustancias
quedan transformadas y reducidas a otros compuestos orgánicos de cadena molecular más
corta.
Las bacterias acidogénicas realizan la conversión de estos compuestos principalmente en
ácidos grasos volátiles y gases CO2 y H2 (etapa 2 en la figura 17).
Este metabolismo anaerobio lo realizan bacterias de crecimiento rápido (formadoras de
ácidos), que fermentan la glucosa para producir los mencionados ácidos. El pH de la
operación suele ser inferior a 7.
Acetogénesis
En esta etapa unas bacterias llamadas acetogénicas convierten las moléculas orgánicas de
pequeño tamaño y los ácidos grasos volátiles en ácido acético e hidrógeno (etapas 3 y 4 en la
figura 17)
Metanogénesis
En esta última etapa, las bacterias metanogénicas (anaerobias estrictas, figura x) son
esenciales para este tipo de digestión, por ser los únicos microorganismos que pueden
catabolizar anaerobiamente el ácido acético e hidrógeno para dar productos gaseosos en
ausencia de energía lumínica y oxígeno (etapas 5 y 6 en figura 17).
El elemento acuoso circulante debe tener un pH entre 6,6 y 7,6.
La temperatura es un factor muy importante para que se verifiquen estas transformaciones
metabólicas.
Para mantener un sistema de tratamiento anaerobio que estabilice correctamente el residuo
orgánico, deben hallarse en estado de equilibrio dinámico los microorganismos formadores
de ácidos y de metano, es decir, las reacciones deben producirse continua y sucesivamente,
ya que el funcionamiento anormal de una de ellas, dará lugar al mal funcionamiento global
del proceso.
76
Figura 18: Bacterias metanogénicas
En un digestor, la conversión de los fangos orgánicos y de los residuos, se lleva a
cabo mediante la acción conjunta de diferentes organismos anaerobios. Un grupo de
microorganismos se ocupa de la hidrolización de los polímeros orgánicos y de los
lípidos para formar elementos estructurales básicos como los monosacáridos, los
aminoácidos y los compuestos relacionados con estos. Una segundo grupo de
bacterias anaerobias fermenta los productos de la descomposición para producir
ácidos orgánicos simples, de los que el que se presenta con mayor frecuencia en los
digestores orgánicos es el ácido acético. Este grupo de microorganismos, que reciben
el nombre de no metanogénicos, está formado por bacterias facultativas y anaerobias
estrictas, aunque de forma colectiva se conocen como bacterias “formadoras de
ácidos”.
Un tercer grupo de microorganismos convierte el hidrógeno y el ácido acético,
originado por las bacterias formadoras de ácidos, en gas metano y en dióxido de
carbono. Las bacterias responsables de este proceso son anaerobias estrictas y se las
conoce como “metanogénicas” o “formadoras de metano”. Muchos de los
organismos metanogénicos identificados en los digestores anaerobios son similares a
los encontrados en los estómagos de los animales rumiantes y en sedimentos
orgánicos tomados de lagos y ríos. Las bacterias más importantes de este grupo, que
son las que degradan el ácido acético y el ácido propiónico, tienen tasas de
crecimiento muy lentas, razón por la cual se considera que su metabolismo es un
77
factor limitante del tratamiento anaerobio de los residuos orgánicos. En la digestión
anaerobia, la estabilización se alcanza cuando se produce metano y dióxido de
carbono. El gas metano así producido es altamente insoluble, y su desprendimiento
de la solución representa la estabilización real del residuo.
Es importante notar que las bacterias generadoras de metano sólo pueden emplear
determinados sustratos para llevar a cabo su función. Hoy en día, se sabe que las
sustancias que sirven como sustrato a los organismos metanogénicos son : CO2 +
H2, formiato, acetato, metanol, metilaminas y monóxido de carbono. En un digestor
anaerobio, las dos vías principales de producción de metano son:
4 H2 + CO2 → CH4 + 2 H2O
CH3COOH → CH4 + CO2
Los organismos metanogénicos y los ácidogénicos comparten una relación
“sintrópica” (mutuamente beneficiosa) en la que los metanógenos convierten en
metanos y dióxido de carbono los productos finales de la fermentación, tales como el
hidrógeno, el formiato o el acetato. Los metanógenos son capaces de utilizar el
hidrógenos producido por los organismos ácidogénicos debido a su eficacia en la
hidrogénesis. Como quiera que los organismos metanogénicos son capaces de
mantener la presión parcial de H2 a valores extremadamente bajos, el equilibrio de
las reacciones de fermentación se desplaza en el sentido de la formación de
productos finales más oxidados (formiato o acetato). La utilización del hidrógeno
producido por los ácidogénicos y otras bacterias anaerobias, por parte de los
organismos metanogénicos, se conoce con el nombre de transferencia de hidrógeno
entre especies. De hecho, las bacterias metanogénicas eliminan compuestos que
pueden inhibir el crecimiento de los microorganismos ácidogénicos.
Con objeto de mantener un sistema de tratamiento anaerobio que estabilice
correctamente el residuo orgánico, los microorganismos formadores de ácidos y de
metano se deben encontrar en un estado de equilibrio dinámico. Para mantener dicho
estado, el contenido del reactor deberá carecer de oxígeno disuelto y estar libre de
concentraciones inhibitorias de constituyentes tales como los metales pesados y los
sulfuros.
78
A menudo se hace referencia a la relación C:N como parámetro importante de la
digestión. Los residuos fecales contienen más nitrógeno del que pueden utilizar las
bacterias con los compuestos energéticos aportados por aquellos.
Nivel de pH
Si por alguna razón no hay suficientes bacterias metanogénicas en el digestor para
convertir los ácidos en metano, el pH puede caer desde su valor normal de 7-7,5 a
menos de 6, a medida que se acumulan los ácidos. El resultado de esta anomalía
puede ser el cese de la producción de gas debido al efecto letal de la acidez sobre las
bacterias formadoras de metano. Este fenómeno recibe el nombre de “ácidificación”,
y es una de las razones por las que la carga del digestor debe ser pequeña cada vez, y
realizarse a menudo. Cuando es necesario aumentar la carga, debido, por ejemplo, a
un aumento del número de animales, debe hacerse a los largo de varios días, a base
de pequeños incrementos sucesivos. Por la misma razón, para poner en marcha un
digestor nuevo, al principio el afluente a de ser muy diluido, para ir aumentando
gradualmente la concentración a lo largo de 8-10 semanas. En la práctica, los nuevos
digestores suelen inocularse con pequeñas cantidades de lodos activados de otros
digestores.
Temperatura
La digestión es más rápida y más completa a temperaturas elevadas. Es muy
importante que la temperatura elegida no oscile en un intervalo mayor de 1 o 2
grados.
Tiempo de retención de sólido (TRS)
Cuanto más tiempo es digerido el estiércol, más completa es la digestión. El 90% de
la digestión tiene lugar en 20 días, pero en las 20 semanas siguientes no se alcanza el
100%. El TRS mínimo viene determinado por el tiempo de generación de las
bacterias, esto es , el tiempo que necesita una bacteria para reproducirse. Si el TRS es
demasiado corto, las bacterias activas son diluidas o eliminadas con el efluente, con
el consiguiente cese de la digestión. Para la digestión anaerobia, el TRS mínimo es
de tres días.
79
Análisis del proceso
Las ventajas e inconvenientes del tratamiento anaerobio de un residuo orgánico, en
comparación con el tratamiento aerobio vienen condicionadas por el lento
crecimiento de las bacterias formadoras de metano. El lento crecimiento de estas
bacterias obliga a tiempos de retención más dilatados para conseguir una adecuada
estabilización de los residuos. No obstante, este bajo crecimiento implica que sólo
una pequeña parte del residuo orgánico biodegradable está siendo sintetizable en
forma de nuevas células. Mediante la acción de las bacterias metanogénicas, la
mayor parte del residuo orgánico se transforma en metano, que es un gas
combustible, y, por ello, un producto final útil.
A causa de la baja tasa de crecimiento celular y de la conversión de la materia
orgánica en gas metano y dióxido de carbono, la materia sólida resultante suele estar
bastante bien estabilizada. Esto la convierte, tras el proceso de deshidratación o de
secado, en un material apto para su evacuación en vertederos, para el compostaje, o
para su aplicación al terreno.
A las altas temperaturas necesarias para lograr un tratamiento adecuado se le suele
achacar los principales inconvenientes con los que tropieza el proceso de digestión
anaerobia. Sin embargo, dichas temperaturas sólo son necesarias cuando no se
pueden conseguir tiempos medios de retención celular suficientemente largos. En
algunos sistemas de digestión anaerobia, el tiempo medio de retención celular
coincide con el tiempo de retención hidráulica del líquida dentro del digestor.
Conforme aumenta la temperatura, se producen reducciones importantes en el tiempo
mínimo de retención celular. Por lo tanto, un aumento de la temperatura, no sólo
reduce el tiempo de retención celular necesario para alcanzar un nivel de tratamiento
adecuado, si no que también reduce el tiempo de retención hidráulica asociado, lo
cual permite disponer de reactores de menor volumen.
Productos obtenidos
Como se comentó anteriormente, del biodigestor se obtienen dos productos:
bioabono y biogás.
El biogás es una mezcla de gases resultantes de la descomposición de la materia
orgánica realizada por la acción bacteriana en condiciones anaeróbicas (tabla 1). Sus
principales componentes son el metano (CH4) y el dióxido de carbono (CO2).
80
Metano (CH4)
40%-70%
Dióxido de carbono (CO2)
30%-60%
Sulfuro de hidrógeno (SH2)
0%-3%
Hidrógeno (H2)
0%-1%
Tabla 1: Componentes del biogás
El metano es el que confiere las características combustibles al biogás. El valor
energético de éste es de 20-25 MJ/m3 frente a 33-38 MJ/m3 del gas natural (Werner
et al, 1989).
El contenido de metano depende del tiempo de retención (a mayor tiempo, mayor
contenido en metano), de la temperatura (con bajas temperaturas se obtiene un alto
porcentaje de metano, pero con cantidades de gas menores, y a la inversa) y del
material de fermentación.
El bioabono es un material muy útil por sus características y propiedades como
fertilizante y mejorador físico y químico del suelo tabla 2).
La materia vegetal usada como materia prima del biodigestor aporta al afluente todos
sus nutrientes, que son los esenciales para las plantas. Cuando la materia vegetal pasa
por el sistema digestivo de un rumiante, se conservan entre el 75% y el 85% de los
nutrientes (Barnet et al), después del paso por el biodigestor sólo se pierde un 1% o
2% de nitrógeno.
En el biodigestor se metaboliza hasta el 50% de la materia orgánica del afluente, lo
que queda sin digerir sale con el afluente y se puede utilizar como humus. Dentro del
humus se presentan varios grupos reactivos que atraen y almacenan nutrientes del
suelo en formas utilizables por as plantas, así se incrementará la capacidad de
intercambio catiónico del suelo.
Fertilizante químico
Bioabono
Gran velocidad de absorción
Absorción de nutrientes más lenta
Los nutrientes no se acumulan
Efecto acumulativo de los nutrientes
Contaminación ambiental
Mínima contaminación
Tabla 2: Comparación entre fertilizantes químicos y bioabonos
81
5.3.- TIPOS.
Hay dos tipos genéricos de biodigestor anaerobio.
1 De flujo discontinuo
Son aquellos cuyo llenado se hace en un solo momento y son vaciados luego de un
tiempo prudencial, una vez que el material interno se ha degradado y ha generado el
biogás (figura. 19).
Figura 19: Biodigestor anaerobio de flujo discontinuo
2 De flujo continuo
A este tipo pertenecen aquellos que permiten la entrada y salida constante de fluido.
Atendiendo a su estructura se pueden diferenciar en:
2.1 De estructura sólida fija (cúpula fija, chino)
Este reactor consiste en una cámara de gas firme construida de ladrillos, piedra u
hormigón. La cima y fondos son hemisféricos y están unidos por lados rectos. La
82
superficie interior está sellada por muchas capas delgadas de mortero para hacerlo
firme. La tubería de la entrada es recta y los extremos nivelados. Hay un tapón en la
cima del digestor que facilita el limpiado. Se guarda el gas producido durante la
digestión bajo la cúpula (ver figura 20). Se producen presiones de gas considerables,
que crean fuerzas estructurales bastante grandes y que son el motivo de la forma
hemisférica de la cima y el fondo del biodigestor.
Hay más de 5 millones de unidades de este tipo construidas en China.
La principal ventaja de esta instalación es su elevada vida útil, que puede llegar a 20
años, siempre que se haga un mantenimiento sistemático.
Figura 20: Biodigestor anaerobio de cúpula fija
2.2 De estructura sólida móvil (cúpula flotante, indio)
Este biodigestor consiste en un tambor, originalmente hecho de acero pero después
reemplazado por fibra de vidrio reforzado con plástico (FRP) para superar el pro el
problema de la corrosión. Normalmente se construye la pared del reactor y fondo de
ladrillo, aunque a veces se usa refuerzo en hormigón. Se recoge el gas producido
bajo una bóveda flotante que sube y baja unida a una guía central (ver figura 21).
Su principal ventaja es que se puede conseguir una presión constante de gas
añadiendo algún peso en la cúpula.
83
Figura 21: Biodigestor de cúpula flotante
2.3 De estructura flexible (tubular de plástico)
La alta inversión que exige construir un biodigestor de estructura fija resulta un
factor limitante para los pequeños ganaderos de escasos recursos. En América Latina,
Asia y África se usa comúnmente un reactor de estructura de plástico (polietileno)
flexible.
En este digestor el gas se acumula en la parte superior de la bolsa, parcialmente llena
con biomasa en fermentación; la bolsa se va inflando lentamente con una presión de
operación baja (figura 22).
84
3 De alta velocidad o flujo inducido
Estos son los usados comúnmente en instalaciones industriales o semindustriales.
Generalmente trabajan a presión constante, por lo que se podrían catalogar como
digestores de tipo hindú (campana flotante) modificados.
Se les conoce como CSTD (Conventional Stirred Digestor). Se diferencian de los
digestores convencionales en que se les ha agregado algún tipo de agitación
mecánica, continua o intermitente, que permite al material aún no digerido entrar en
contacto con las bacterias activas y así obtener buena digestión de la materia
orgánica, con tiempos de retención hidráulica relativamente cortos, de hasta 15 días.
Este es un concepto nuevo dentro de la tecnología de fermentación anaeróbica,
combina las ventajas de varios tipos de digestores en una sola unidad, facilitando el
manejo y procesamiento de material biodegradable de diverso origen y calidad.
Generalmente los desechos de origen animal, excrementos de cualquier clase son
procesados en digestores convencionales de tipo continuo, que periódicamente
reciben carga y entregan por desalojo efluente ya digerido. El tiempo de operación
continua de estos equipos es bastante largo y requiere un mínimo de atención en el
momento de cargalos, con el fin de evitar introducir elementos extraños tales como
arena, piedra, metal, plásticos o cualquier otro tipo de material lento o imposible de
digerir. Al cabo de unos cuatro o cinco años se debe detener su funcionamiento para
hacer una limpieza general y retirar sedimentos indigeridos.
Buscando un tipo de digestor ideal, se llegó al concepto de digestor de segunda y
tercera generación, siendo los clásicos modelos Hindú y Chino los de la primera.
Este nuevo modelo de digestor retiene la materia de origen vegetal que normalmente
tiende a flotar dentro de las zonas de máxima actividad bacteriana como son la
inferior y la de sobrenadante intermedia para que las bacterias tengan tiempo de
atacar, hidrolizar y procesar efectivamente el material en descomposición al mismo
tiempo que permite que los gases y el material parcialmente degradado sigan el
recorrido del proceso normal dentro del digestor.
85
3.1 Digestor de segunda generación:
Divide al convencional en dos cámaras, una de ellas a un nivel inferior del resto del
digestor. Utiliza compartimientos en ferrocemento o mampostería, espaciados
adecuadamente, para retener los materiales y las partículas sólidas grandes, pero
permite el paso del gas y los líquidos. A este modelo se puede adicionar hasta un 25
% de carga de origen vegetal sin que se atasque o paralice la operación.
3.2 Digestor de tercera generación:
Modifica radicalmente el de tipo Hindú tradicional, aunque sigue la línea de esta
escuela. Ha logrado una eficiencia de trabajo en forma continua que permite cargarlo
con toda clase de materiales, hasta un 50 o 60% de materia de origen vegetal
mezclada con excrementos, empleando una sola unidad que trabaja en forma de
digestor continuo.
El digestor de tercera generación es la mezcla de varios digestores en una unidad. El
laberinto es típico del sistema de Tapón o Bolsa, con longitudes efectivas de 20 a 30
metros, es el sistema más sencillo y práctico de todos los digestores de tipo
convencional; las diferentes cámaras independientes (6 o más según el diseño)
brindan las ventajas de los digestores de carga única; al final del recorrido y en la
parte superior, se encuentra la última recamara, grande, que equivale al digestor tipo
Hindú, con su campana flotante, carga por la parte inferior y salida del efluente por
rebose en la superior . Este tipo de digestor en especial, ofrece una doble ventaja
económica, ya que por un lado se construye una sola unidad del tamaño adecuado a
las necesidades en lugar de varias independientes más pequeñas; y por otro lado se
elimina el costo de mano de obra necesaria para estar cargando y descargando
periódicamente las unidades de carga única (ver figura 23).
86
Figura 23: Biodigestor anaerobio de tercera generación
Ventajas del biodigestor de alta velocidad o flujo inducido
–
Menor tiempo de operación
–
Evita la formación de una costra de material dentro del digestor
–
Logra la dispersión de materiales inhibitorios de la acción metabólica de las
bacterias, impidiendo concentraciones localizadas de material potencialmente
tóxico para el sistema
–
Ayuda a la desintegración de partículas grandes en otras más pequeñas, que
aumentan el área de contacto y por lo tanto la velocidad de digestión
–
Mantiene una temperatura más uniforme de la biomasa dentro del digestor para
una reacción y degradación más uniformes
–
Inhibe el asentamiento de partículas biodegradables de mayor tamaño
–
Permite una más rápida separación y el ascenso del gas a medida que se va
formando dentro del digestor
–
Mejora las condiciones de control y estabilidad de la biomasa dentro del digestor
87
5.4.- SELECCIÓN Y DIMENSIONAMIENTO.
Se selecciona el modelo tubular plástico porque ofrece las siguientes ventajas:
–
Los costos de instalación de los biodigestores plásticos son mucho menores que
el establecimiento de otros tipos de biodigestores; como los de cemento. De ahí
que la recuperación de los costes tenga lugar en un período más corto de tiempo y
su rentabilidad sea mayor.
–
Son más eficientes que los biodigestores de cemento, ya que requieren menor
volumen líquido para producir una unidad de gas.
–
Una vez instalados los biodigestores plásticos son de muy fácil manejo y
mantenimiento lo que garantiza una larga vida útil. Según la experiencia, la vida
útil de este tipo de biodigestores se puede prolongar más allá de los diez años,
bajo buen mantenimiento y cuidado.
–
Se ahorra mano de obra, pues la misma persona que atiende el ganado puede
atender el biodigestor sin utilizar tiempo extra.
En el presente proyecto se pretendía implementar biodigestores para 20 familias de la
zona de actuación. En la mayoría de los casos se trata de pequeños productores con
un número de cabezas de ganado entre 10 y 20, mientras que dos de las familias
seleccionadas son medianos productores con un número de cabezas en torno a 50.
Por este motivo la idea inicial era implementar 18 biodigestores pequeños y 2
medianos. Uno de los beneficiarios, mediano productor, sugirió implementar 3
bidodigestores pequeños en vez de 1 grande para poder dar servicio a tres familias de
jornaleros que trabajan en su explotación. Atendiendo a esta propuesta, finalmente se
optó por construir 21 biodigestores pequeños y 1 mediano para un total de 22
familias.
Para el dimensionamiento de la instalación de los productores pequeños se considera
un tamaño medio de la explotación: 15 vacas.
Número de cabezas de ganado: N= 15 unidades,
El ganado vacuno produce diariamente unos residuos de excrementos de 10 a 40
kg/animal (Grundy, 1980). Consideramos una producción media: 25 kg/día/animal.
88
Producción excrementos: E= 25 kg/animal/día
El tiempo de retención está entre 10 y 30 días (Kiely, 1999), cuanto mayor es la
temperatura de operación menor es el tiempo de retención. Teniendo en cuenta las
condiciones de temperatura ambiente en la zona, se toma 15 días.
Tiempo de retención: t= 15 días
Entonces.
Producción diaria de excrementos:
M1= 25 kg exc./animal/día x 15 animales= 375 kg exc./día.
Las explotaciones ganaderas en la zona son de carácter extensivo por lo que no se
puede usar toda la producción de excrementos al estar desperdigados por la finca. No
obstante una de las actuaciones del proyecto es la construcción de un corral
conectado al biodigestor en el que se recogerán los animales. Teniendo en cuenta el
tiempo que pasaran los animales en el corral (aproximadamente 6 horas) y de
acuerdo a las observaciones en el terreno de situaciones parecidas se estima que se
puede obtener aproximadamente 80 kg exc/día.
Producción diaria utilizable de excrementos: M2= 80 kg exc/día
La carga del biodigestor debe contener entre un 2 y un 6 % de sólidos volátiles
(Kiely, 1999); como los excrementos tienen un promedio de 15 a 20 % de materia
seca (Botero y Preston, 1987), en la práctica hay que diluir los excrementos en una
proporción de 1:5 (4 partes de agua por cada una de excrementos).
Agua para la dilución: Ma= 80 x 4= 320 kg agua/día
Carga entrada biodigestor (agua + excrementos):
Mi= M2 + Ma= 320 + 80= 400 kg/día
Materia seca en el excremento: Ms= 80 x 0,20= 16 kg sólidos/día
Por referencias bibliográficas consideramos 75 % de sólidos volátiles,
Carga de sólidos volátiles diarios: Msv= 16 x 0,75= 12 kg sólidos
volátiles/día
89
Porcentaje de sólidos volátiles en la entrada:
12 kg sólidos/día / 400 kg entrada/día= 0,03= 3 %
Según (Kiely, 1999) la densidad del estiércol húmedo es de 1016 kg/m3, entonces el
volumen diario del afluente será:
Vi= (320 / 1000) + (80 / 1016)= 0,399 m3
Por lo tanto el volumen que necesitará el biodigestor es:
Vs= 0,399 m3/d x 15 d = 5,985 m3
Las referencias bibliográficas indican que los valores típicos de la carga de sólidos
volátiles por día y m3 son 2 – 3 Kg SV/d/m3 (Kiely, 1999)
Msvd= 12 kg SV/d / 5,985 m3= 2,01 Kg SV/d/m3, que se corresponde con
los valores típicos.
Se implementará, para los pequeños productores, en una fosa de 6 m de largo, 1 m de
profundidad, 1,2 m de ancho en superficie, y 1 m en suelo, la bolsa del biodigestor
dejando aproximadamente un 20 o 25 % del espacio para almacenar el gas.
El tamaño estándar de la bolsa que utilizaremos es de 1,25 m de diámetro, por lo
tanto:
Tamaño del biodigestor= pi x r2 x L= 7,377 m3, de los que quedarán para
almacenar el gas: 7,377 – 5,985= 1,377 m3, aproximadamente un 18 % del volumen.
La producción de biogás está entre 0,5 y 1,5 m3 gas por Kg de sólido volátil
eliminado (Kiely, 1999), siendo mayor cuanto más alta es la temperatura de
digestión, teniendo en cuenta ese dato, estimamos una producción de 1,2 m3 biogás/
kg SV eliminado.
Producción de biogás del biodigestor:
S= (12 kg SV elim. / 15 días) x 1,2 m3 biogás/kg SV elim= 0,96 m3 biogás/d
Para el caso del productor que dispone de un rebaño de unas 50 vacas, los cálculos
serían:
Número de cabezas de ganado: N= 50 unidades,
Producción excrementos: E= 25 kg/animal/día
90
Tiempo de retención: t= 15 días
Producción diaria de excrementos:
M1= 25 kg exc./animal/día x 50 animales= 1250 kg exc./día.
Producción diaria utilizable de excrementos: M2= 240 kg exc/día
Agua para la dilución: Ma= 240 x 4= 960 kg agua/día
Carga entrada biodigestor (agua + excrementos):
Mi= M2 + Ma= 960 + 240= 1200 kg/día
Materia seca en el excremento: Ms= 240 x 0,20= 48 kg sólidos/día
Carga de sólidos volátiles diarios:
Msv= 48 x 0,75= 36 kg sólidos volátiles/día
Porcentaje de sólidos volátiles en la entrada:
36 kg sólidos/día / 1200 kg entrada/día= 0,03= 3 %
Vi= (960 / 1000) + (240 / 1016)= 1,18 m3
Vs= 1,18 m3/d x 15 d = 17,7 m3
Msvd= 36 kg SV/d / 17,7 m3= 2,08 Kg SV/d/m3
Se implementará, para este productor, en una fosa de 18 m de largo, 1 m de
profundidad, 1,2 m de ancho en superficie, y 1 m en suelo, la bolsa del biodigestor
dejando aproximadamente un 20 o 25 % del espacio para almacenar el gas.
El tamaño estándar de la bolsa que utilizaremos es de 1,25 m de diámetro, por lo
tanto:
Tamaño del biodigestor grande=
pi x r2 x L= 22,779 m3, de los que
quedarán para almacenar el gas: 22,779 – 17,7= 4,377 m3, aproximadamente un 18
% del volumen.
Producción de biogás del biodigestor grande:
S= (36 kg SV elim. / 15 días) x 1,2 m3 biogás/kg SV elim= 2,88 m3 biogás/d
91
5.5.- IMPLEMENTACIÓN.
Este digestor presenta los siguientes componentes:
–
Tubo de admisión: es un tubo de plástico de 20 a 30 cm de diamétro, que debe
usarse para la admisión de desechos y debe sumergirse en los residuos al menos a
15 cm de profundidad, lo que previene el escape del metano. Es necesario colocar
un pozo para evitar la llegada a la entrada de material celulítico, piedras, etc
porque podrían obuturar la boca de entrada o dañar la bolsa de plástico si
finalmente entran en el reactor.
–
Fermentador y bolsa de almacenamiento: el fermentador es el principal
componente del biodigestor, la bolsa de almacenamiento está en la parte superior
del biodigestor. El tamaño del fermentador depende de la cantidad de desechos a
fermentar, pero no debe ser muy grande. Si la cantidad de desechos a tratar es
elevada se puede conectar cámaras múltiples por medio de tubos plásticos. Este
sistema que posee una mayor área superficial y que es muy eficiente, tiene como
limitante su elevado coste. Es deseable que el reactor esté aislado y cuente con un
dispositivo de agitación y calentamiento. Una medida acertada sería la
construcción de una pared de tierra en la parte norte del biodigestor para prevenir
el enfriamiento a causa de los vientos y la colocación de un colector solar en el
lado sur para la calefacción con el fin de mantener la temperatura del fermentador
constante. La bolsa de almacenamiento de gas puede formar parte del digestor o
estar independiente y estar cerca de la cocina.
–
Tubo del afluente: el diámetro del tubo debe ser de 10 a 15 cm, de material
plástico. Se sitúa más bajo que el tubo de entrada, en el lado opuesto del digestor.
El tubo del afluente también debe estar sumergido a 15 cm de profundidad en el
fermentador para prevenir el escape de gas. Se debe mantener el flujo constante.
–
Tubo de metano: este tubo se ubica en la parte de la bolsa de almacenamiento de
metano, debe tener 2 pulgadas de diámetro y se usa para transportar el biogás a
su lugar de uso El tubo posee una salida que esta sumergida en agua y que drena
la humedad condensada.
–
Dispositivo de seguridad: se utiliza para prevenir la ruptura del fermentador
debido a las presiones altas producidas por la digestión anaeróbica de los
92
desechos. Consiste en una botella de al menos 10 cm de profundidad insertada en
el tubo de salida del metano. Cuando la presión del digestor es mayor que la del
agua, se libera el biogás.
–
Tubo de limpieza: el lodo que se sedimenta en el fondo del biodigestor debe ser
removido cada dos años. Esta tubería sirve para evacuar estos lodos por
mecanismos como bombeo. Se puede disponer cuando el biodigestor es muy
largo de un tubo en un extremo del biodigestor y otro tubo en la mitad del
mismo. En los biodigestores del presente proyecto no se consideró necesaria su
instalación, ya que se supone que esa labor puede hacerse a través de los tubos de
entrada o de salida.
–
Depósito de almacenamiento del gas (opcional, en este proyecto no se instala):
Una mejora importante a la tecnología del biodigestor es la instalación de un
depósito, hecho del mismo plástico tubular que el digestor, para guardar el gas en
la proximidad de la cocina. Este accesorio evita el problema de flujo escaso de
gas cuando el digestor se localiza a larga distancia de la cocina o cuando el tubo
de gas que los une tiene un diámetro estrecho (ver figura 24).
Figura 24: Depósito de almacenamiento del gas
–
Cocina asociada (opcional, en este proyecto se instalan una cocina asociada a
cada digestor pequeño, de 2 quemadores, y una de 4 quemadores asociada al
93
biodigestor grande): Las cocinas que emplean biogás deben ser de fácil y simple
operación, flexibles en cuanto a tamaño, fáciles de limpiar y reparar, de bajos
costos y alta eficiencia en el uso del combustible.
En la mayoría de las viviendas se cocina en dos fogones, por ello se da
preferencia a quemadores de dos llamas. Los quemadores deben ser graduados al
principio y a continuación deben ser fijados, así se mantiene un alto rendimiento
(ver figuras 25 y 26).
El rendimiento es bueno, si por.ejemplo. un litro de agua hierve
rápidamente(entre 8-12 minutos). Este proceso es más largo si el quemador no
está bien regulado, en tal caso, el rendimiento es bajo. El suministro de gas
influye considerablemente sobre el rendimiento. Una presión de gas de 5 hasta 20
centímetros de columna de agua es la más apropiada para cocinar
Figuras 25 y 26: Cocinas asociadas a un biodigestor
Consideraciones previas a la instalación
–
Es preferible ubicar el biodigestor en un sitio cercano al lugar donde se
encuentren los residuos
–
Su situación tampoco debe estar demasiado alejada, ni estar en un lugar más
elevado que la cocina.
94
–
Las paredes y el suelo deben ser firmes, se recomienda un suelo bien
compactado.
–
Cualquier material sobresaliendo de las paredes o suelo, como piedras afiladas o
raíces, debe quitarse para evitar dañar la bolsa plástica.
–
No puede haber encharcamiento, el área debe tener un buen drenaje de las
escorrentías causadas por las lluvias u otros factores.
Materiales para la construcción del biodigestor
–
Polietileno tubular transparente. El tamaño de diámetro disponible variará
normalmente en el rango de 80 a 125 cm (equivalente a una circunferencia de 2,5
a 4m). El calibre (espesor) debe estar entre 800 y 1000 pulgadas (200 a 250
micras). La longitud del tubo es determinada por el tamaño del biodigestor. El
material más apropiado es el usado en los invernaderos que normalmente
contienen filtro ultravioleta (UV) que ayuda a prolongar la vida del plástico
cuando se expone totalmente al sol. (ver figura 27).
Figura 27: Tubo plástico transparente
–
Dos tubos cerámicos, o de PVC de 75 a 100 cm de largo, con un diámetro
interior de 15 cm.
95
–
Plástico (PVC) de 12,5 mm de diámetro (la longitud depende de la distancia a la
cocina).
–
Dos adaptadores de PVC (varón y hembra) de 12,5 mm. de diámetro.
–
Dos arandelas de caucho de 7 cm de diámetro y 1 mm espesor, con un diámetro
de 12,5 mm de agujero central.
–
Dos plásticos rígidos, arandelas de 10 cm de diámetro y un agujero central de
12,5 mm.
–
2 m de tubería de PVC de 12,5 mm. de diámetro.
–
Cuatro tiras de goma, de neumático, cortadas en con un ancho de de 5 cm.
–
Una botella de plástico transparente (capacidad 1.5 litros).
–
Un codo de PVC de 12.5 mm. de diámetro
–
Tres "T" de PVC de 12.5 mm. de diámetro
Construcción del biodigestor
Podemos ver el esquema del digestor que queremos construir en la figura 28.
Pila de
entrada
Pila de
salida
Figura 28: Esquema de biodigestor anaerobio de flujo continuo y estructura flexible
a.- Excavación de la fosa
–
El desnivel a lo largo del piso no debe ser mayor de 5 cm por metro de longitud.
–
Se debe cavar la fosa en forma de talud o chaflán con una pendiente del 10 %,
con el objetivo de evitar que se derrumbe (figura 29).
96
Figura 29: Construcción de la fosa
b.- Construcción de las piletas de entrada y salida
En los extremos superiores del biodigestor se colocan dos piletas, uno para la
alimentación y otro para la expulsión (figuras 31 y 32). Las piletas son hechas de
bloques, unidos con cemento y tienen un tamaño aproximado de 50 cm2.
–
La pileta de alimentación es por donde se introduce el estiércol y se agita la
mezcla de estiércol y agua (ver figura 30). Contiene en su interior un tubo de
PVC que lo vincula a la fosa. Hay que procurar que la profundidad del tubo no
sea excesiva para no entorpecer la entrada y batida del líquido.
97
Figura 30: Agitando la mezcla del digestor
–
La pileta expulsora lleva otro tubo en su interior por donde sale el líquido
digerido.
Figuras 31 y 32 (arriba): Colocación de las piletas de entrada y salida.
98
c. Preparación de la bolsa para el digestor
En el caso de este proyecto, el tubo de plástico es de 1,30 m de diámetro, y el ancho
de la trinchera es de 1,20 m en la cima, y 1 m en el fondo, con 1 m de profundidad; la
longitud es de 6 m, menos uno que es de 18 m.
El procedimiento de instalación es el siguiente:
–
Se extiende el plástico sobre un piso seco y firme, sin piedras ni objetos que
puedan romperlo.
–
Se corta el plástico en dos tramos iguales con la longitud deseada, y una se
introduce dentro de la otra. Para meter un plástico dentro del otro, una persona
sin zapatos pasa por dentro de un plástico introduciendo el otro plástico (ver
figura 33).
Figura 33: Colocando el plástico doble
–
Una vez hecho esto se emparejan sin que queden arrugas o pliegues entre ellos.
Los pliegues de los dos deben quedar juntos para que nos sirva de guía y el
biodigestor quede derecho, así como para instalar la salida del gas.
99
–
Para la salida del gas, se hace un agujero pequeño en las dos capas del plástico
entubado, aproximadamente en la mitad de su longitud. Se ajustan una arandela
de PVC rígida y una arandela de caucho en la pestaña del adaptador masculino
que se enhebra entonces a través del agujero del interior al exterior. Se ponen las
segundas arandela de PVC y caucho en el adaptador masculino del exterior del
tubo y se afianzan herméticamente con el adaptador hembra. La salida del
adaptador hembra está cerrada con un cuadrado pequeño de película de plástico y
una tira de caucho, (ver figura 34).
Figura 34: Conexiones en el tubo de salid de gas
–
La tubería de la entrada de PVC se inserta en un extremo del tubo de plástico. La
película de plástico se pliega alrededor de la tubería y se afianza con 5 cm. de la
tira de caucho. Las tiras se envuelven en una capa continua para cubrir los bordes
del plástico completamente y termina en el tubo de PVC. El tubo de la entrada
está entonces cerrado con un cuadrado de plástico y una tira de caucho (ver
figura 35).
100
Figura 35: Cierre hermético del biodigestor en el tubo de entrada.
–
Finalmente, se instalará la válvula de seguridad: está constituida por un frasco de
plástico transparente, sobre cuya boca destapada se coloca una T de PVC. En el
extremo de la T, dirigido hacia adentro del frasco se introduce, sin pegarla, una
reducción de PVC, que a su vez acopla pegada una sección de tubería en PVC,
cuyo extremo inferior debe penetrar entre tres y cinco centímetros dentro del
agua contenida en el frasco. El nivel del agua se mantiene hasta la mitad del
frasco, aún bajo la lluvia, mediante huecos alieneados en redondo y a la mitad de
la altura de las paredes del frasco.
Ante un llenado excesivo de la bolsa con biogás, éste sale a través de la T, vence
la tensión de la lámina de agua y se expulsa en forma de burbujas, que
posteriormente salen como gas por una ventana previamente abierta, en la parte
alta del frasco. Esta ventana es utilizada para el llenado de la valvula con agua,
cuando baja su nivel. Se impide así, la rotura de la bolsa por el biogás producido
en exceso o por un bajo consumo ocasional y se permite el almacenamiento
permanente de todo el biogás producido, hasta alcanzar la capacidad del depósito.
Los dos extremos superiores de la T son los de entrada y salida respectivamente
101
del biogás proveniente del biodigestor hacia la válvula de seguridad y de ésta
hacia el quemador.
A un lado de la fosa se clava un poste que sobresale aproximandamente 1,5 m del
nivel del suelo. Este poste se utiliza para amarrar fijamente, a su extremo superior
y con ayuda de una de las tiras de neumático, la válvula de seguridad. Hay que
tratar de que el frasco y la T se mantengan inmóviles para evitar que el biogás
pueda escaparse si la tubería queda por fuera de la lámina de agua, o por el
contrario ante una introducción excesiva de la tubería dentro del recipiente,
impida la salida del biogás en un momento de sobrellenado, y se produzca el
estallido de la bolsa (ver figura 36).
Figura 36: Válvula de seguridad del biodigestor.
102
En la figura 37 se puede ver un corte transversal y frontal del reactor:
Figura 37: Cortes frontal y transversal de un biodigestor.
5.6.- OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
Valores de pH en la fase líquida
El rango de pH óptico para lograr mayor eficiencia en la producción de biogás va de
6,7 a 7,5 (griffis et al, 1980). El pH se mantiene en ese rango sólo si el biodigestor
opera correctamente. Si se acidifica demasiado, la acción de las bacterias
metanogénicas se inhibe y aumenta la proporción de gas carbónico en el biogás
(Taiganides et al, 1963). Las causas por las que se puede acidificar la fase líquida
contenida dentro del biodigestor son:
–
Carga excesiva
–
Permanencia por largo tiempo sin recibir carga
–
Presencia de productos tóxicos en la carga
–
Cambio amplio y repentino de la temperatura interna
La alta acidez se puede corregir añadiendo agua con cal a la fase líquida
Relación carbono: nitrógeno en las excretas
El carbono contenido en el estiércol es el elemento que las bacterias convierten en
metano (CH4). El nitrógeno es utilizado para la multiplicación bacteriana y como
catalizador en el proceso de producción de biogas; niveles altos de N pueden llegar a
103
detener la generación de metano. El contenido de carbono en el estiércol bovino es
excesivo, al igual que el contenido de nitrógeno en el estiércol porcino (alimentados
con dietas de alto nivel proteico). De ahí la posibilidad y ventaja de alimentar el
biodigestor con las excretas mezcladas de varias especies animales, lo que permite
balancear su contenido de nutrientes e incrementar así la eficiencia del proceso de
producción de biogás.
Rangos de temperatura
La tasa de fermentación anaeróbica de los sólidos orgánicos y su conversión parcial
en biogas está directamente relacionada con la temperatura interna de operación.
Aunque el proceso se lleve a cabo en un amplio rango de temperaturas que van de 15
a 60º C, la mayor eficiencia de conversión se obtiene en los rangos de temperatura
mesofílicos (30 a 40º C) y termofílicos (55 a 60º C). La mayor de las bacterias
metanogénicas digieren la materia orgánica más eficientemente en el rango
mesofílico que puede ser alcanzado por la fase líquida, no solamente por efecto de la
temperatura ambiental si no también por la temperatura interna. Ésta se incrementa
debido a la generación de calor ocurrida durante la fermentación de la materia
orgánica (proceso exotérmico); por esta razón, a medida que disminuye la
temperatura ambiental por efecto de la altura sobre el nivel del mar, es conveniente
recolectar el agua del lavado de las instalaciones pecuarias para la alimentación del
biodigestor, bien durante las horas más cálidas del día o utilizando calentadores
solares.
Suministro de excretas al biodigestor
Para obtener producción diaria de biogás es necesario alimentar el biodigestor con la
misma frecuencia. Si el lavado de las instalaciones para el alojamiento de animales
se realiza diariamente, es conveniente que el desagüe de los pisos esté en conexión
directa con el biodigestor (ver figuras 38 y 39) y que posea un interruptor manual
para desviar y evitar la entrada en exceso de agua del lavado mezclada con las
excretas.
104
Figura 38 y 39: Corral conectado a biodigestor
Proporción entre excretas y agua
La excretas sólidas (estiércol) contienen un promedio de 15-20% de materia seca.
Deben ingresar al biodigestor como una suspensión en agua del 3 al 4% de materia
seca; esto significa en términos prácticos una mezcla de 4 partes de agua por una
parte de estiércol fresco. Se pueden utilizar hasta 10 partes de agua por 1 de estiércol,
según el número y especie de animales; por ejemplo, el estiércol de cerdo es más
metanogénico que el de otras especies animales.
Tiempo de retención y cantidad de excretas
El tiempo de digestión para la digestión anaeróbica de la materia orgánica diluida es
de 30-40 días; en clima caliente se baja a 10-30 días. La cantidad diaria de excretas
para alimentar el biodigestor se calcula dividiendo el volumen de su fase líquida
entre los días de retención.
Protecciones al biodigestor
El biodigestor debe ser techado con materiales rústicos y de producción local para:
–
Disminuir la condensación interna de humedad.
–
Impedir la entrada de los rayos ultravioleta del sol que queman el polietileno y
disminuyen su vida útil.
–
Evitar la caída de objetos que rompan el plástico.
105
–
La fosa debe ser protegida con una cerca alrededor para evitar la caída accidental
de personas o animales sobre la bolsa del biodigestor, lo que podría ocasionar su
ruptura (ver figura 40).
Figura 40: Cierre y techado de biodigestor
En zonas de ladera es recomendable:
a.- Cavar zanjas alrededor de la fosa para evitar que en la época de lluvias se
llene con el agua de la escorrentía.
b.- Sembrar una barrera viva de materiales con raíces suaves (pastos, caña de
azúcar) a lo largo de las zanjas para disminuir la fuerza de las aguas pluviales.
c.- Establecer una cobertura vegetal alrededor de la fosa para evitar que la
zona se llene de maleza.
d.- No sembrar árboles cerca de la fosa puesto que sus raíces pueden llegar a
perforar la bolsa.
No se debe permitir la entrada al biodegestor de basuras, arena, cemento, piedra,
trozos de madera, hojas o tallos de forraje o estiércol muy fibroso, puesto que puede
taparse y a largo plazo llenarse el fondo con sedimentos que disminuirían la vida útil
de la bolsa, por lo tanto es necesario colocar una trampa para sólidos o desarenador,
106
como parte del canal de conducción de las excretas y una malla sobre el extremo por
el que ingresan las excretas al biodigestor.
En ningún caso deberá ser introducir estiércol (seco ni fresco) en cantidades
excesivas, ni sin dilución previa en agua, pues se aumentaría la necesidad de la fase
líquida formando una capa sólida (nata) en la superficie y se impediría el flujo
normal del sistema.
En caso de presentarse la solidificación o acumulación excesiva de sólidos en el
fondo del biodigestor, éstos pueden ser expulsados mediante la introducción (por la
pileta de carga), de una manguera que conduzca abundante agua a presión durante
dos o tres horas, dejando salir el efluente.
Advertencia
Al utilizar insecticidas, detergentes o desinfectantes en el lavado de los alojamientos
para los animales, las aguas usadas no deben ingresar al biodigestor en un período
inferior a tres días después de la aplicación para evitar que su efecto destruya las
bacterias productoras de biogás (metanogénicas). Lo mismo ocurre cuando los
animales son tratados con antibióticos, la existencia de esos medicamentos en las
excretas puede inhibir el funcionamiento de las bacterias formadoras de metano.
Es posible que, como subproducto, se obtenga SH2, el cual es tóxico y corrosivo,
dependiendo del sustrato de partida y de la presencia o no de bacterias
sulfatorreductoras. La presencia de SH2 hace que se genere menos CH4,
disminuyendo la capacidad calorífica del biogás y encareciendo el proceso por la
necesidad de depurarlo. Dentro de la T que está colocada en la tubería de conducción
del biogás y sobre la válvula de seguridad, se debe colocar una esponjilla metálica o
alambrina. Ésta permite filtrar y descontaminar tanto el biogás que va hacia el
quemador, como el que se elimina por exceso de producción o por bajo consumo, a
través de la válvula de seguridad. La limadura de hierro de la esponjilla reacciona
con el ácido sulfhídrico, altamente tóxico, contenido en el biogás, convirtiéndolo en
sulfato de hierro, el cual es inofensivo. La esponjilla metálica debe ser cambiada seis
meses.
Existe riesgo de explosión en caso de no cumplirse las normas de seguridad.
107
6.- CONCLUSIONES
•
La utilización de biodigestores permite disminuir la tala de bosques al no ser
necesario el uso de leña para cocinar.
•
Los árboles con sus raíces fijan el suelo y mantienen los nutrientes.
•
Al evitar la deforestación se limitan las escorrentías, por lo que se conservan
los acuíferos.
•
En el caso de desastres naturales, como grandes lluvias, se protege el suelo de
derrumbes que pueden sepultar poblaciones enteras.
•
Se humaniza el trabajo de los labradores, que antes debían buscar la leña en
lugares cada vez más lejanos.
•
Se evitan problemas de salud por la inhalación de humo en las viviendas.
•
La digestión de los deshechos orgánicos evita la contaminación del medio y
elimina la mayor parte de los patógenos.
•
Se reducen en gran medida los malos olores.
•
Se mejora la capacidad fertilizante del abono. Todos los nutrientes son
conservados en el efluente. En el caso del nitrógeno, buena parte de él,
presente en el abono en forma de macromoléculas es convertido en formas
más simples como amonio (NH4 ), que pueden ser aprovechadas
directamente por las plantas. Cuando el abono es secado al aire libre, se
pierde el 50% del nitrógeno.
•
Los animales rumiantes como las vacas y las ovejas producen metano en su
sistema digestivo. Las bacterias que producen el gas son las mismas que
actúan en el biodigestor. Este gas es inflamable, tiene poder energético y por
lo tanto se debe aprovechar.
•
Por otra parte el metano es un gas con efecto invernadero (una molécula de
metano equivale a 25 de CO2) y durante su permanencia en la atmósfera
(aprox. 10 años) reacciona con otros gases para obtener otros que también
tienen efecto invernadero como el ozono (O3). Se cree que el efecto
108
invernadero producido por el metano equivale a entre un tercio y la mitad del
producido por el CO2. En Australia, las ovejas y el ganado producen
alrededor del 14% del total de las emisiones de efecto invernadero del país.
Es interesante capturar estas emisiones para luchar contra el cambio
climático.
7.- BIBLIOGRAFÍA
•
“Introducción a la Ciencia Ambiental. Desarrollo sostenible de la Tierra. Un
enfoque integrado.” G. Tyler Millar, Jr.
•
“Desarrollo y Medio Ambiente en América Latina y el Caribe. Una visión
evolutiva.”. M.O.P.U.
•
“Environmental planning for small communities. A guide for a local
Decision-Makers”. E.P.A.
•
“La guía de Nicaragua”. Juan Echanove y Joaquim Rabella.
•
“Tratamiento de los residuos agrícolas y ganaderos”. Kevin Grundey.
•
“Biotecnología para el aprovechamiento de los residuos orgánicos”. Desmond
A. Ali, Ph. D. et al.
•
“Residuos ganaderos”. Fundación La Caixa.
•
www.ineter.gob.ni (web del Instituto Nicaragüense de Estudios Territoriales,
consultada 01/07/2008)
•
http://www.marena.gob.ni (web del Ministerio del Ambiente y los Recursos
Naturales de Nicaragua, consultada el 02/07/2008).
•
www.elnuevodiario.com.ni (web de El Nuevo Diario, consultada el
02/07/2008)
•
“Plan de Ordenamiento y Gestión de la Parte Alta de la Subcuenca del Río
Viejo en los municipios de San Sebastián de Yalí, San Rafael del Norte y La
Concordia”. Asociación de Educación y Comunicación La Cuculmeca e
Ingeniería Sin Fronteras.
•
“Ganadería y Medio Ambiente. La interrelación ganadería y medio ambiente”
Guillermo Bendaña G. (I.D.R. -Instituto de Desarrollo Rural-, Unidad de
Gestión Ambiental. B.I.D. -Banco Interamericano de Desarrollo-)
109
•
http://www.un.org/esa/sustdev/documents/agenda21/spanish/riodeclaration.ht
m (web de las Naciones Unidas- División de Desarrollo Sostenible-,
consultada el 15/06/2008).
•
http://www.pnud.org.ni/desarrollo.php ( web del programa de las Naciones
Unidas para el Desarrollo- Nicargua-).
•
http://www.un.org/esa/forests/index.html (web de United Nations Forum on
Forests, consultada el 01/06/2008).
•
http://local.es.eea.europa.eu (web de la Agencia Europea del Medio
Ambiente, consultada 05/06/20008).
•
http://www.mma.es/ (web del Ministerio de Medio Ambiente, Medio Rural y
Medio Marino, consultada 10/06/2008)
•
“Sostenibilidad y desarrollo sostenible”. Gilberto Gallopín, División de
Desarrollo Sostenible y Asentamientos Humanos, CEPAL, Naciones Unidas.
•
“Medio ambiente. Tecnología y sociedad”. Ediciones Universidad de
Salamanca. (Gestión y tratamiento de efluentes ganaderos: porcino. Ponencia
de Dr. Manuel Bao Iglesias).
•
“Biotecnología para el aprovechamiento de los desperdicios orgánicos”….
•
“IV Encontros Veterinarios Galegos. I Encontros Veterinarios Galaico –
Portugueses”. Fundación Semana Verde de Galicia. (Utilidad Potencial de los
Residuos Ganaderos para Usos Agrícolas. Ponencia de D. José María García
Mina).
•
“Ingeniería Ambiental. Fundamentos, entornos, tecnologías y sistemas de
gestión”. Gerard Kiely.
•
“Ingeniería de aguas residuales. Tratamiento, vertido y reutilización”. Metcalf
y Eddy, Inc.
•
“Gestión de efluentes ganaderos”. Tesis doctoral. Marcos Domínguez
Gondelle.
•
“Química. La ciencia central”. Brown, LeMay, Bursten.
•
“Biodigestores. Una alteernativa a la autosuficiencia energética y de
biofertilizantes”. Fundación Hábitat, 2005.
Senderos De Pica Tour Operador