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• Vol. II, No. 1 • Enero-Abril 2008 •
Plan de gestión para el desarrollo
sostenible de explotaciones lecheras de
la cuenca de Delicias
Management plan to sustainable development for
dairies industries at Delicias region.
B
ERTHA
A
LICIA
R
IVAS
-L
UCERO
1,2
, A
RMANDO
S
EGOVIA
-L
ERMA
1
, H
UGO
A. M
ORALES
-M
ORALES
1
,
JESÚS GUILLERMO HERMOSILLO-NIETO1 Y JOSÉ EDUARDO MAGAÑA-MAGAÑA
Recibido:
Marzo 14, 2008
Aceptado:
Abril 7, 2008
Resumen
El establecimiento de un plan de gestión para el aprovechamiento de
los desechos del ganado en las explotaciones lecheras es un
aspecto fundamental para establecer una política ambiental que
conduzca al desarrollo sostenible de esta actividad productiva. La
gestión inadecuada de los desechos del ganado ha conducido a
problemas ambientales produciendo degradación del suelo,
contaminación de aguas superficiales y subterráneas y de la
atmósfera, ocasionando riesgos en la salud de los animales y del
hombre. El objetivo fue desarrollar un plan de gestión integral de los
desechos del ganado, dándoles valor agregado para minimizar
impactos ambientales. El plan se basó en el diagnóstico de la actividad
ganadera en la región de Delicias, Chihuahua a través de un censo
ganadero, el uso de imágenes de satélite y de parámetros
indicadores como Conductividad Eléctrica (CE), Demanda Química
de Oxígeno (DQO) y nutrientes en los desechos para determinar
potencial de aprovechamiento o riesgo de contaminación. La cuenca
lechera cuenta con aproximadamente 58,000 cabezas de ganado
que producen diariamente alrededor de 2,900 m3 de excretas,
generándose aproximadamente 12,000 m3 día-1 de aguas residuales
lo cual muestra el potencial de aprovechamiento. La CE y la DQO de
las aguas residuales muestran valores desde 0.79 hasta 12.42 mS/
cm y de 709 a 1450 mg L-1 respectivamente indicando riesgos de
contaminación en el medio ambiente. Se observa que éstas aportarán
nutrientes en promedio de 26.4 y 37.8 mg/l para nitrógeno y fósforo,
respectivamente. El plan de gestión incluyó prácticas de uso y
manejo de los residuos y uso de tecnologías a través del
establecimiento de una cultura ambiental que permitan su
aprovechamiento y conduzcan al desarrollo sostenible de la región.
Palabras clave: Tecnologías de tratamiento, reutilización de
desechos del ganado
Abstract
The establishment of environmental policies to promote
sustainable development on dairies at Delicias region
involves a waste management plan to accomplish the
profitability of this economic activity. The Inappropriate
management of dairies wastes produces soil
degradation, groundwater and water contamination, air
pollution which is a risk factor to animals and human
health. The study objective was to develop a plan to
manage properly the waste of dairies at Delicias region,
it in order to take advantage of end products and to
reduce the environmental impact of raw wastes. The
base of the plan was a diagnostic and a census carry
out on all feedlots using environmental quality indicators
such as nutrients, Electric Conductivity (EC) and Chemical
Oxygen Demand (COD) as well as satellite images from
Delicias region. The EC, COD and nutrients such as
nitrogen (N) and phosphorus (P) were tested to identify
the potential usage and its contamination level. The region
includes an estimated of 58,000 milking cows with 2,900
m3 of manure producing 12 000 m3 day-1 of untreated
wastewater, which represents an opportunity to take
advantage of marketable end products. The EC and COD
of wastewater ranged from 0.79 to 12.42 mS/cm and
from 709 a 1450 mg L-1 respectively expressing a risk
factor to the public health. Values of N and P were 26.9
y 33.12 mg L-1 respectively. The plan of waste
management included practices and technologies to take
advantage of the end products at the same time the
establishment of an environmental culture to facilitate
the sustainable develop at Delicias region.
Key words: Waste management technologies, manure
recycling
__________________________________
1Profesores de la Facultad de Ciencias Agrícolas y Forestales, Universidad Autónoma de Chihuahua. Km. 2.5 Carretera Delicias-
Rosales. C.P. 3000. Ciudad Delicias, Chihuahua. México. Tel: (639) 4-72-27-26.
2 Dirección electrónica del autor de correspondencia: brivas@uach.mx.
Medio ambiente y desarrollo sustentable Artículo arbitrado
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BERTHA A. RIVAS-LUCERO, ARMANDO SEGOVIA-LERMA, HUGO A. MORALES-MORALES, JESÚS G. HERMOSILLO-NIETO Y JOSÉ E. MAGAÑA-
M
AGAÑA
:
Plan de gestión para el desarrollo sostenible de explotaciones lecheras de la cuenca de Delicias
E
Introducción
n años recientes en la región de Delicias, Chihuahua ha ocurrido un crecimiento de la
industria lechera que ha contribuido al desarrollo económico de la región. Esta
expansión ha conducido a una gran generación de residuos tanto sólidos como
líquidos del ganado que puede afectar la calidad del aire, suelo y las aguas superficiales y
subterráneas.
Los desechos del ganado son fuente de nutrientes (N, P y K) para la producción de
cultivos. Sin embargo, pueden contener una gran concentración de sales y afectar las
propiedades del suelo, el crecimiento de los cultivos o ser una fuente puntual de contaminación
de las aguas superficiales y subterráneas si
no son manejados adecuadamente. Los
nutrientes de las aguas residuales aplicadas
a terrenos agrícolas se convierten en
contaminantes si son transportados fuera de
su lugar de aplicación. Las aguas residuales
provenientes de la ganadería tienden a ser
más concentradas que las domésticas y
exhiben un amplio rango de contaminantes
y características físico-químicas que pueden
influir en los sistemas de tratamiento, por lo
cual es importante contemplar las
características de los desechos si se busca
su reutilización y en base a esto establecer
su manejo y posterior tratamiento (Sukias y
Tanner, 2005).
Actualmente en la mayor parte de la
región, no se ha aplicado un plan que permita
el buen manejo y tratamiento de los residuos
que tienda a minimizar los problemas
ambientales y proporcione alternativas de
utilización de estos. A este respecto, es
importante mencionar que en algunos
establos se están usando lagunas de
oxidación o se está composteando el
estiércol para darle tratamiento a los
desechos y luego aplicarlos a los cultivos. Sin
embargo, estas lagunas no tienen el diseño
adecuado y traen problemas de malos
olores. Por otro lado, el tratamiento del
estiércol no está siendo el adecuado y se
está desperdiciando el valor energético que
tiene y que en otros países lo están
aprovechando para la obtención de biogás
(Anders, 2007).
La aplicación de prácticas
ambientalmente amigables y la persecución
de nuevas tecnologías como un negocio y
como un sustento dependen en última
instancia de que las prácticas de la industria
lechera sean sostenibles. Dicha industria no
será sostenible si los recursos naturales son
degradados. Esto significa que es
importante que los productores tomen
acciones para evitar los impactos
ambientales, para proteger el suelo y agua
que forma la base de la producción y se dé
a conocer que esta actividad es
ambientalmente responsable (Castillo, 2004;
DEC, 2006).
Dentro de los planteamientos para lograr
un buen plan de gestión, existen alternativas
entre las que se encuentran el uso de
tecnologías de tratamiento con diseños
sencillos o sofisticados aplicables a
diferentes condiciones y posibilidades
económicas. El objetivo de estos sistemas
de tratamiento de residuos es reducir la
contaminación y a la vez aprovechar los
nutrientes de los residuos tanto sólidos como
líquidos (USDA, 1996).
Lo anterior muestra que los desechos del
ganado pueden tener un gran potencial de
reutilización si se aprovecha su valor
energético, su valor como fertilizante o su
valor como mejorador de los suelos. Sin
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embargo, también se muestra el gran
potencial que pueden tener para alterar el
medio ambiente cuyos efectos puede que
no sean observados todavía. Esto significa
que la acción es necesaria ahora para
prevenir impactos en el futuro por lo cual, el
objetivo de este trabajo fue desarrollar un
plan de gestión para lograr el
aprovechamiento integral de los residuos
del ganado lechero que permita darles un
valor agregado además de minimizar los
impactos ambientales que conducirá a una
mejor calidad ambiental en la región y lograr
su desarrollo sostenible.
Materiales y métodos
Diagnostico de las explotaciones
ganaderas de la región. Para realizar el
diagnóstico se realizó un censo ganadero
a través de encuestas a los productores
para conocer el número de establos
lecheros, cabezas de ganado, estado
productivo y otros parámetros para definir
el tipo de explotación lechera.
Se determinó la ubicación geográfica
de los establos con ayuda de un GPS,
misma que fue insertada en imágenes tipo
raster producida a partir de un modelo
digital del terreno. Así mismo, se usaron
imágenes de satélite para visualizar riesgos
de contaminación. Los datos TM, se
adquirieron del satélite Landsat-TM,
correspondiente a la escena 3141
capturada en marzo del 2003 y con una
resolución espacial de 25 m. Fue
procesada y analizada en Idrise
Kilimanjaro.
Para realizar el diagnóstico de los
desechos del ganado se utilizaron
indicadores, mismos que fueron evaluadas
en los establos de explotación intensiva y
que a continuación se describen.
Conductividad eléctrica (CE). Se determinó
en aguas residuales y agua de pozo de 28
establos. La profundidad de los pozos
muestreados fue variable dependiendo de
la zona, desde 10 hasta 70 m. Así mismo, se
determinó la CE en pasta saturada en
muestras de suelo de dos terrenos que son
regados con aguas residuales en la región,
La CE se determinó con un puente de
conductividad marca Hach Modelo DREL/
2010. Para determinar el riesgo de daño por
sales a las plantas o al suelo al utilizar las
aguas residuales en riego agrícola a través
de la CE se utilizó el estándar (LMP) de 2000
mS/cm establecido por la Norma Oficial
Mexicana (NOM-032-ECOL-1993).
Demanda Química de Oxígeno (DQO). Se
determinó por el método de reflujo (APHA,
1998) en 19 muestras de aguas residuales
para evaluar la carga orgánica .
Nutrientes. Se determinó nitrógeno
amoniacal por el método de Nessler y fósforo
total con el espectrofotómetro Hach Modelo
DREL/2010, siguiendo los métodos y
calibración propuestos por Hach Company
(Hach, 1997).
Desechos generados. Para su estimación
fue considerado lo siguiente: Según Nennich
et al., (2005), una vaca en producción
produce alrededor de 75.2 kg día-1 de
estiércol en base húmeda, una vaca seca
38.6 kg día-1, una vaquilla 24.5 kg día-1 y un
becerro 12.4 kg día-1. Tarchitsky (2003)
menciona que una vaca en producción
genera 76 l de estiércol (45 kg de material
fecal y 25 l de orina) considerando que las
cantidades de estiércol varían de acuerdo al
peso del animal y las condiciones de crianza.
El calculo de las aguas residuales
proveniente de la sala de ordeña se hizo en
base a la cantidad de agua por vaca por día,
entre 350 a 750 l dependiendo del sistema
utilizado y eficiencia de manejo (Gallieri,
2002).
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Plan de gestión. El plan de gestión se basó
en el diagnóstico del manejo y disposición
de los residuos en las explotaciones
ganaderas, promoción del establecimiento
de una cultura de aprovechamiento de los
residuos a través de prácticas de manejo y
del uso de tecnologías para la gestión integral
de los residuos en la búsqueda del desarrollo
sostenible de la industria lechera en la región.
Análisis estadístico.- Los datos se
analizaron por el PROC UNIVARIATE de
SAS (1999-2001) en donde se realizó un
análisis univariado de los indicadores
utilizados.
Área de estudio. La investigación se realizó
durante el período 2006-2008. El área
comprendió la cuenca lechera de la región
de Delicias, Chihuahua. Dicha zona incluye
los municipios de Delicias, Rosales, Meoqui
y Saucillo. La cuenca lechera se ubica dentro
de la jurisdicción del Distrito de Riego 005.
Su localización geográfica se delimita por los
meridianos 105º 30’ de longitud oeste y los
28º 11’ de latitud norte, con una altura media
sobre el nivel del mar de 1,165 m.
Resultados y discusión
Diagnostico de las explotaciones
ganaderas de la región. De acuerdo con el
censo ganadero, en la Cuenca de Delicias
existen alrededor de 330 productores, los
cuales poseen aproximadamente 56,800
cabezas de ganado lechero. La mayoría de
los productores, esto es 267, se ubican en
pequeños establos quienes como grupo
poseen 4,800 cabezas de ganado; por otro
lado, gran parte del ganado se encuentra
concentrado en unos cuantos establos de
explotación intensiva, es decir, 36 ganaderos
poseen más de 52,000 cabezas de ganado.
La Figura 1 muestra la gran diferencia que
existe en la población de ganado por etapa
productiva en ambos tipos de explotaciones.
Se observó que los establos de
producción intensiva generalmente usan
tecnología avanzada para su explotación; los
pequeños establos, por el contrario, se
caracterizan por poseer corrales rústicos y
estos generalmente carecen de una sala de
ordeña.
Figura 1. Población de ganado lechero de la Cuenca de Delicias
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
Vacas en producción
Vacas secas
Reemplazo
Categorías de ganado
Establos Grandes
Establos Chicos
# de Animales
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En lo que respecta a la alimentación, el
alimento básico del ganado en la región es
alfalfa ya sea en pacas o fresca.
Aproximadamente el 27 % de los
productores utilizan solo alfalfa, el resto
mezclan alfalfa con concentrado, avena, silo
de maíz o pastoreo.
La ubicación geográfica de los establos
de los municipios que componen la cuenca
lechera de la región se muestra en la Figura
2 (puntos negros). En esta figura se puede
observar que la mayoría de los establos se
concentra en dos áreas bien definidas,
representadas por las riberas de los ríos
San Pedro y Conchos. La distribución
espacial de los establos, pone de manifiesto
el daño potencial al ambiente provocado
por las grandes concentraciones de purines
y estiércol; particularmente sobre las
corrientes de agua de los ríos señalados y
el suelo. Sin embargo, quizá en el proceso
de gestión de esos materiales, resulte un
planteamiento que asegure su control
integral ya que pueden llegar a formar parte
de las corrientes de los ríos Conchos y San
Pedro, así como a los canales o drenes
cercanos.
Figura 2. Distribución de los establos lecheros en
los municipios de la región.
En las imágenes de satélite se observó
en especial que el área de influencia cercana
al municipio de Delicias y parte de Saucillo,
está propensa a la contaminación por esta
actividad dentro de las aguas superficiales
(canales, arroyos, lagunas y otras); todo esto
conjugado por la fisiografía del terreno, las
corrientes de drenaje natural y la
concentración de establos en una faja única.
En cambio, la región que limita al río y que
se enclava dentro del pequeño complejo de
lomerío alto en forma directa no hay
contaminación; sin embargo, indirectamente
las corrientes aguas abajo pueden movilizar
materiales orgánicos e inorgánicos que
contribuyan a que también estas aguas
terminen por estar contaminadas. Se estima
en promedio una distancia de 1,000 metros
entre los establos y las corrientes de agua.
Aunque en las imágenes de satélite se
calculó que existe una distancia menor (137,
164, 193, 320, 520, 777, 961 m) de establos
de explotación intensiva a drenes y canales
de riego que se conectan con los cuerpos
de agua.
El diagnóstico de los desechos del
ganado a través de indicadores mostró los
resultados que a continuación se describen
(El Cuadro 2 del anexo muestra los intervalos
de confianza de estos indicadores).
Conductividad eléctrica. La CE tuvo grandes
variaciones en las aguas residuales de la sala
de ordeña, cuyos valores fluctuaron de 0.79
a 12.42 mS/cm; en tanto que, en el agua de
pozo, la variación fue menor, como se
observa en la Figura 4. La conductividad
eléctrica que mide el contenido de sales, es
de suma importancia considerarla sobre
todo cuando las aguas van a ser usadas en
terrenos agrícolas ya que estas pueden tener
un efecto adverso tanto sobre el suelo como
en los cultivos. Los altos valores mostrados
en más de la mitad de los establos
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muestreados indican que existe riesgo de
salinización de los suelos o daño a los cultivos
si el agua se usa en riego ya que rebasan el
límite máximo permisible de 2.0 mS/cm
publicado por la norma oficial mexicana
(NOM-032-ECOL-1993).
Según Tarchitsky (2003), las variaciones
en la calidad de las aguas residuales se
pueden deber a varios factores. Cuando el
líquido que se obtiene de la separadora es
de alta salinidad, los factores que influyen en
la concentración de las sales disueltas es el
método de extracción del estiércol. Si se
realiza con golpe de agua la concentración
dependerá de la cantidad de agua utilizada.
Si se utiliza agua de pozo el valor final
dependerá de la concentración de agua de
pozo. Si esta es mayor que las aguas
residuales la concentración aumentará, si
es menor se producirá una dilución y la
concentración disminuirá. Otro de los
factores que puede influir en estas
variaciones es el tipo de alimentación. El
tipo de alimentación del ganado es una
fuente de información relacionada con la
calidad de los desechos y puede determinar
su potencial de aprovechamiento o las
prácticas para su reutilización (USDA,
1996).
Figura 3. Valores de CE en pozo y aguas residuales de establos de la region.
Respecto a la situación de los suelos
regados con aguas residuales de establos,
se observó que son pocos los establos que
las utilizan para regar cultivos ya que la mayor
parte de las aguas residuales se libera hacia
canales, drenes agrícolas o cuerpos de agua
superficiales y otra parte se infiltra. Por otro
lado, respecto al riesgo de salinización por
el uso inadecuado de las aguas residuales,
los resultados de análisis de laboratorio en
lo que respecta a CE en muestras de suelo
que está siendo regado con estas aguas
muestran valores de 2.93, 6.85, 3.86, 3.57,
3.59 y 5.46 mS/cm. Estos valores indican
que los suelos que se encuentran de 2.1–4
mS/cm son moderadamente salinos y de
4.1 – 8 mS/cm son suelos salinos de
acuerdo a la Norma Oficial Mexicana
(NOM-021-SEMARNAT-2000), lo cual es
de tomarse en cuenta ya que en estos
suelos se están mostrando los efectos
previamente mencionados.
14
12
10
8
6
4
2
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
Establos
CE Pozo
CE Aguas Residuales
CE mS/cm
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Nutrientes. En la Figura 4 se observa que
las aguas residuales aportarán nutrientes.
Los valores detectados oscilaron entre 10.6
a 39 mg L-1 de fósforo y 9.75 a 68 mg L-1
para nitrógeno, lo cual puede ser benéfico
para las plantas al ser aplicadas en riego
agrícola. Esto significa que si aplicáramos
una lámina anual de 1000 mm (10000 m3) y
si tomáramos los valores promedio de estos
nutrientes estaríamos aplicando 264 y 378
kg de fósforo.
Figura 4. Contenido de nutrientes en aguas residuales de establos de la región.
DQO. La Figura 5 muestra la DQO de las
aguas residuales colectadas en los establos
donde se observa que la mayoría tiene una
carga alta si la comparamos con aguas
residuales domésticas. Sin embargo, si las
comparamos con el valor promedio que
reporta USDA (1996) de 1841 mg L-1 para
las aguas residuales provenientes de la sala
de ordeña se observan abajo del promedio,
lo cual se puede deber a que se esté
utilizando una mayor cantidad de agua en el
lavado de la sala provocando un efecto de
dilución. Sukias y Tanner (2005) mencionan
que este aspecto debe tomarse en cuenta
en el diseño y eficiencia de sistemas de
tratamiento y en la evaluación del potencial
de contaminación del efluente de las aguas
residuales del ganado.
Figura 5. DQO de las aguas residuales de los establos de la Cuenca de Delicias.
140
120
100
80
60
40
20
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
Establos
Fosfatos (PO4)
Nitrógeno N-NH3
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
DQ O
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Esta blos
mg/l
DQO mg/l
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Desechos generados. La cantidad de
estiércol producido por la población de
ganado en la Cuenca Lechera de Delicias,
se muestra en el Cuadro 1, cuyos valores se
estimaron a partir de la información publicada
por Tarchitsky (2003) y Nennich et al., (2005).
Cuadro 1. Producción diaria de estiércol en la
Cuenca Lechera de Delicias.
Por otro lado, el tratamiento que
actualmente se está dando a los desechos
no es el adecuado, por lo cual el plan de
gestión se enfocó en tres aspectos con la
finalidad de lograr la gestión integral de
estos que conduzca al desarrollo sostenible
de la región:
·
Establecimiento de una cultura
ambiental.
·
Uso y manejo adecuado de los
desechos.
Categoría No. de cabezas
de ganado
Producción de
desechos (L)
· El
uso
de
tecnologías
para
el
tratamiento de desechos.
Vacas en producción
Vacas secas
Reemplazo
Total
28,034
4,782
23,905
56,721
2,130,584
184,585
585,672
2,900,841
Establecimiento de una cultura
ambiental. La educación ambiental es
crucial para conseguir que los productores
adopten las técnicas y tecnologías que ya
Considerando lo mencionado por Gallieri
(2002), el cálculo aproximado de aguas
residuales que se generan en promedio en la
región en la sala de ordeña tomando en
cuenta las vacas en producción es alrededor
de 12 000 m3 día-1 lo cual muestra un gran
potencial para su reuso en riego agrícola
como fuente de nutrientes.
Lo anterior es aplicable a la región ya que
los establos cuentan con alrededor de 5,000
hectáreas que son factibles de ser utilizados
para el reciclado de las aguas residuales y
del estiércol proveniente de los corrales, lo
cual se considera benéfico para gestión de
los residuos tanto sólidos como líquidos.
Plan de gestión. El plan de gestión se
basó en el diagnóstico de las explotaciones
ganaderas en la región en la cual se observa
que se generan una gran cantidad de
desechos que no se están aprovechando y
que pueden conducir a problemas
ambientales. Así mismo, a través de los
indicadores se detectó que existen riesgos
para las plantas, el suelo y el agua si los
desechos no se utilizan de manera adecuada.
existen para lograr una buena gestión de
los residuos y mejorar las prácticas
inadecuadas llevadas en el pasado. El
desarrollo de una cultura ambiental
permitirá el aprovechamiento integral de los
desechos y a la vez beneficios ambientales,
por lo cual es preciso que en la región se
tomen una serie de acciones como son:
Establecer una legislación ambiental en
el sector ganadero que regule las emisiones
de las instalaciones ganaderas y darla a
conocer a los productores. Así mismo,
verificar que las leyes estatales
proporcionen autoridad para implementar
programas de manejo.
Implementar estrategias que conduzcan
a la protección de los recursos naturales.
Las alternativas deben de tomar en cuenta
la planeación del sistema de manejo de
desechos, considerando requerimientos de
manejo, el uso de tecnologías así como los
efectos social, cultural y económico del
sistema de manejo de desechos sobre el
medio ambiente humano.
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Para proteger el agua es necesario que
no se permita la descarga de contaminantes
en los cuerpos de agua, ya que uno de los
problemas es la eutrofización de las
corrientes superficiales por la aportaciones
de nutrientes contenidos en los desechos
por lo cual es importante planear como
capturarlos y aplicarlos de manera
adecuada.
Debe de considerarse que los sistemas
ganaderos tienen un impacto adverso en el
aire, de tal manera que se debe tomar en
cuenta como minimizar la degradación de
la calidad del aire por los malos olores del
ganado confinado. Las alternativas incluyen
el uso de cortinas rompevientos o el uso de
tecnologías de tratamiento de los desechos.
Cuando se aplican desechos en los
terrenos agrícolas se debe considerar que
estos no excedan las necesidades de las
plantas o contengan otros compuestos en
cantidades que podrían ser tóxicos para el
crecimiento de la planta.
El uso de las plantas es un aspecto
fundamental en la planeación del sistema de
manejo de desechos porque se usan para
reciclar los nutrientes disponibles en los
estos, además se pueden usar como diques
naturales para prevenir escorrentías hacia
cuerpos receptores de agua y evitar la
eutrofización.
En el aspecto social, se debe de
considerar los terrenos aledaños a las
explotaciones ganaderas, sobre todo los
vientos y la sensibilidad de las personas que
viven o trabajan cerca del sitio por las
escorrentías, olores, insectos perjudiciales
y condiciones indeseables que pueden tener
efectos sobre la salud de los habitantes.
En el aspecto económico, los costos y
beneficios asociados con los desechos
deben ser considerados. Los desechos son
valiosos como mejoradores de suelo, se
puede reducir el costo por aplicación de
fertilizante o producir energía.
Es importante que las autoridades
establezcan mecanismos de apoyo al sector
agropecuario para el desarrollo de
tecnología o la compra de maquinaria y
equipo para el control de la contaminación.
Uso y manejo adecuado de los
desechos. El establecimiento de un
programa de uso y manejo adecuado de
desechos se puede lograr a través de un
programa de información y sensibilización
dirigido hacia los productores encaminado
tanto hacia la correcta eliminación de
residuos ganaderos así como la enseñanza
de las técnicas para determinar las
concentraciones adecuadas para el empleo
de estos residuos. La adopción de buenas
técnicas agrícolas es un aspecto fundamental
en este proceso así como la información
sobre la legislación que deben cumplir los
productores para evitar impactos negativos
en el medio ambiente circundante.
Lo anterior se puede realizar a través de
la participación de un equipo de trabajo
conformado por extensionistas, ingenieros
agrónomos, científicos de suelos, ingenieros
civiles e ingenieros sanitarios ya sea en
forma personalizada o a través de la
realización de talleres con los productores.
Las acciones pueden ser la
implementación de prácticas de
conservación tal como almacenamiento de
desechos, utilización de desechos,
estructuras de control, tratamientos
vegetativos y otros componentes que
integran el sistema de manejo. Sin embargo
es importante que existan fuentes de
financiamiento y otros tipos de asistencia
para llevar a cabo los programas de manejo
La aplicación de programas para lograr
la implementación de las mejores prácticas
y medidas de manejo para reducir la carga
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de contaminantes resulta esencial para las
zonas más vulnerables, y en ese proceso es
fundamental la participación de los
productores, ya que la solución más
adecuada técnica y económicamente es la
reutilización de los residuos. Por lo tanto, es
imprescindible realizar un esfuerzo de
información y sensibilización, tanto sobre la
necesidad de la correcta eliminación de los
residuos ganaderos, como de las técnicas y
concentraciones adecuadas para el empleo
de estos residuos como enmienda orgánica.
En el manejo de los desechos sólidos y
líquidos, es importante tomar en cuenta el
tipo de explotación ya que se puede requerir
un manejo intensivo o menos sofisticado.
En el caso del uso de aguas residuales
con alto contenido de sales para riego
agrícola como es el caso que presentan la
mayoría de los establos, se propone efectuar
diluciones con agua de buena calidad para
evitar daños al suelo y a los cultivos, además
del tratamiento en lagunas de oxidación. La
obtención del factor de dilución en base a la
CE de las aguas residuales y de la de pozo
o agua rodada se puede realizar a través de
la siguiente ecuación: (Tarchitsky, 2003)
CE mezcla = (Nliq X CEliq + Nal X CEal)/
(Nliq + Nal)
CE mezcla = Conductividad eléctrica de la muestra
(mS/cm)
Nliq = Proporción de aguas residuales en la mezcla
CEliq = Conductividad eléctrica de las aguas
residuales.
Nal = Proporción de agua limpia en la mezcla.
CEa =Conductividad eléctrica de agua limpia
Uso de tecnologías para el tratamiento
de los desechos. En el caso de los residuos
sólidos se recomienda su aprovechamiento
inicial a través del uso de tecnologías para
su estabilización y manejo posterior
adecuado en terrenos agrícolas. El uso de
tecnologías para el aprovechamiento de los
residuos se considera como una de las
principales alternativas para lograr una
buena gestión de los residuos; entre ellas
se encuentran las siguientes:
·
Composteo del estiércol para la
obtención de mejoradores de suelo.
·
Uso de lagunas de oxidación para el
tratamiento de residuos líquidos.
·
Uso de humedales construidos para
mejorar la calidad del efluente.
·
Uso de digestores anaeróbicos para
la obtención de biogás y biofertilizantes.
Composteo. El composteo del estiércol
es importante llevarlo a cabo ya que
convierte a los desechos en un producto
estable. La composta mejora la estructura y
fertilidad del suelo, pero generalmente
contiene baja cantidad de nitrógeno para ser
considerada como una fuente de nitrógeno
para los cultivos. Los nutrientes en la
composta terminada se liberan lentamente
a través del tiempo, por lo cual se minimiza
en riesgo de lixiviación de nitratos. Aumenta
la capacidad de retención de agua en el
suelo. Así mismo, reduce el volumen de
materia orgánica a ser aplicada, mejora las
propiedades de manejo, reduce olor,
minimiza el crecimiento poblacional de
insectos vectores y enfermedades, y puede
destruir semillas de malezas y patógenos.
Uso de lagunas de oxidación. Las
lagunas de oxidación actualmente se han
desarrollado para el tratamiento de aguas
residuales en establos lecheros. Nueva
Zelanda es uno de los países que hoy en
día tiene sistemas lagunares avanzados. Las
lagunas utilizan el proceso biológico para
convertir el contenido orgánico del efluente
a formas más estables y menos ofensivas.
Si las lagunas operan eficientemente
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pueden remover hasta el 95 % de DBO
(DEC, 1996).
Las opciones que actualmente se están
proponiendo para el tratamiento de las
aguas residuales del ganado lechero son las
siguientes (Sukias y Tanner, 2005).
Comúnmente se usan lagunas
anaerobias para el tratamiento inicial de
desechos del ganado el cual tiene alta carga
y pueden ser muy efectivas. Las tasas de
carga máxima recomendadas en lagunas
anaeróbicas para los desechos en
condiciones similares a las del estado de
Chihuahua son: Carga de Sólidos Volátiles
(SV) (g m3 d-1) = 96 y Carga de DBO (g m3 d-
1) = 15
La digestión lenta en áreas frías resulta
en acumulación de sólidos, requiriéndose
lagunas más grandes o eliminación
frecuente de lodos. La separación de
sólidos por mallado antes del tratamiento en
lagunas anaerobias es recomendable, ya
que cuando entran a la laguna se acumulan
rápidamente reduciendo el tiempo de
retención y la eficacia del sistema. El
pretratamiento puede remover mas del 50
% de sólidos.
La segunda laguna generalmente es tipo
facultativa y descompone la carga
remanente de la laguna anaerobia. Las
tasas de carga máximas recomendadas
para las lagunas facultativas para desechos
del ganado con temperatura media anual de
23°C, con clima árido continental son de 67
kg ha día-1 de DBO aplicable para la región
de Delicias.
Las lagunas aireadas de mezclado
parcial es otra opción muy común para el
tratamiento de desechos del ganado. La
aireación se logra adicionando un aereador
a una laguna de oxidación existente con un
TRH de 20-40 días. La aireación puede
usarse para reducir significativamente DBO
y amonio o para reducir olores. La
subsecuente desnitrificación usando
humedales construidos o filtros reduce
concentraciones de nitrógeno a bajos
niveles.
Las lagunas de maduración someras (1-
1.5m) de corto tiempo de residencia (3-4
días) pueden ser usadas después de las
lagunas facultativas para aumentar la
desinfección y reducir adicionalmente SS,
DBO y nutrientes. Sin embargo, su uso
parece ser relativamente raro para desechos
del ganado.
Las lagunas de alta tasa (HRP’S, o
lagunas de algas de alta tasa) propuestas
por Craggs et al. (2006) han sido usadas
para tratar efectivamente desechos de
establos lecheros, lográndose una alta
calidad en el efluente. Comprenden una
laguna somera (0.2 a 0.8 m, con TRH de 2-8
días) mezclada con un rueda de paleta, que
promueve el desarrollo intensivo de algas.
La alta exposición a la luz puede promover
una rápida inactivación de microorganismos
fecales.
Los sistemas lagunares han sido
preferidos por los granjeros por el bajo costo
del sistema, además el diseño es
relativamente simple y requiere poco
mantenimiento. Adicionalmente uno de los
mecanismos para mejorar la calidad del
efluente ha sido adicionar un sistema de
humedales construidos.
Uso de humedales artificiales. Los
humedales artificiales o construidos son
sistemas de tratamiento que consisten en
lagunas o canales de poca profundidad
plantados con plantas acuáticas. Los
procesos de tratamiento incluyen la
interacción de mecanismos biológicos,
físicos y químicos. Los humedales
construidos son los más apropiados como
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sistema de tratamiento complementario para
las aguas residuales de los establos lecheros
después del pretratamiento en las lagunas
de estabilización (Tanner y Kloosterman,
1997). Sin embargo, actualmente, los
humedales están siendo usados para el
tratamiento de aguas residuales
provenientes de los establos como único
sistema y se están teniendo buenos
resultados.
Los humedales construidos han sido
evaluados en Norteamérica para el
tratamiento de los desechos del ganado
como sistema de tratamiento posterior a los
sistemas lagunares y en Nueva Zelanda se
usan como un medio para mejorar la calidad
del efluente de un sistema de dos lagunas.
Los humedales de flujo superficial (FWS) se
recomiendan para el tratamiento de las aguas
residuales de la ganadería porque son más
baratos que los sistemas de flujo
subsuperficial (SFS) y son menos
susceptibles de atascamiento por la
acumulación de sólidos refractarios de los
desechos del ganado (Polprasert et al., 2005;
DEC, 2006)
En Nueva Zelanda han sido
desarrolladas guías para lograr tres
diferentes niveles de tratamiento después de
los sistemas lagunares. En el nivel 1, la
adición de un pequeño humedal de flujo
superficial remueve de un 30 al 70 % de DBO
y SS, y 70 a 85 % de coliformes fecales, pero
contribuye poco a la remoción de nutrientes.
En el nivel 2 se adiciona un humedal FWS
mas grande seguido por un humedal SFS de
lecho de grava el cual proporcionará una
remoción adicional de DBO y SS del 60 al
75 %, 35 a 50 % de remoción de nitrógeno
amoniacal y total, y 85 a 95 % de coliformes
fecales, comparado con los dos sistemas
lagunares solos. En el nivel 3 se logran niveles
mas altos de tratamiento, usando una
combinación de humedales FWS y SFS
después de lagunas facultativas
mecánicamente aireadas que proveen
prenitrificación (Polprasert et al., 2005).
Cabe hacer mención que en otros países
como Israel se tienen experiencias con el
uso de humedales en establos lecheros con
muy buenos resultados. Sin embargo en
México no se han reportado.
Uso de digestores anaerobios para la
obtención de biogas. El aprovechamiento
del valor energético de los desechos del
ganado es uno de los beneficios que
actualmente está teniendo auge en muchas
partes del mundo en el sector ganadero ya
que permite gestionar los residuos de una
ganadería intensiva que anteriormente no se
realizaba. La obtención de biogás se puede
realizar a través de la construcción de
digestores anaeróbicos a pequeña y gran
escala.
A nivel mundial un gran número de
establos lecheros de explotación intensiva
están usando los digestores anaeróbicos
para reducir problemas ambientales y
producir biogás con el estiércol del ganado
ya que el este puede ser una fuente
significativa de metano, un potente gas
invernadero, que puede ser usado como
combustible para la generación de calor y/
o electricidad, permitiendo un ahorro
económico a las instalaciones ganaderas
al volverse autosustentable en energía
eléctrica y/o calorífica (Bothi y Aldrich, 2005;
Anders, 2007).
El plan de gestión descrito viene a ser
una opción viable para los productores de
leche de la Cuenca lechera de la región de
Delicias para lograr el desarrollo de una
industria lechera ambientalmente sostenible
y a la vez aprovechar el potencial que tienen
los desechos del ganado. La Figura 6
muestra el mapa conceptual para el
desarrollo del plan de gestión propuesto.
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Figura 6. Mapa conceptual propuesto para el desarrollo del plan de gestión.
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Conclusiones
·
A través del diagnóstico se identificó el
gran potencial que tiene los desechos del
ganado lechero para los productores si se
les dá un valor agregado y se promueve su
reutilización. De lo contrario se pueden
convertir en un problema ambiental.
·
El establecimiento de una cultura
ambiental y sobre el uso y manejo adecuado
de los desechos es un factor importante para
la concientización de los productores sobre
el aprovechamiento de los desechos que
puede ser crucial para la adopción de
técnicas o tecnologías que conduzcan al
desarrollo sostenible de la región.
·
Para lograr la mejora en la gestión de
los residuos se plantea la utilización de
tecnologías para darle valor agregado a
estos como son la construcción de lagunas
de oxidación para la captación y reuso de
las aguas residuales, el uso de digestores
anaeróbicos para la obtención de biogás, el
composteo para estabilizar el estiércol y el
uso de humedales para el mejoramiento de
la calidad del efluente final.
·
Se detectó que las aguas residuales
provenientes de los establos tienen una gran
variación en calidad, sin embargo se
observa que pueden aportar nutrientes para
las plantas por lo cual se recomienda el
control de la calidad en forma periódica, ya
que esto permitirá un adecuado manejo a
través de mezclas con agua de pozo o a
través de cultivos acordes a la calidad de
estas.
·
Es importante que las instituciones de
gobierno participen para lograr implementar
el plan de gestión planteado que conduzca
al aprovechamiento de los desechos del
ganado que muestran un gran potencial para
la obtención de recursos económicos, lo cual
conduciría al desarrollo sostenible de la
industria lechera en la Cuenca de Delicias.
Agradecimientos
Agradecemos a la Fundación Produce
A.C., a la Universidad Autónoma de
Chihuahua a través de la Facultad de
Ciencias Agrícolas y Forestales y a la
Asociación de Lecheros de la Región de
Delicias por su apoyo para el desarrollo de
este trabajo de investigación.
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Este artículo es citado así:
RIVAS-Lucero Bertha A. , Armando Segovia-Lerma, Hugo A. Morales-Morales, Jesús G. Hermosillo-Nieto y José E. Magaña-Magaña.
2008. Plan de gestión para el desarrollo sostenible de explotaciones lecheras de la cuenca de Delicias, Chihuahua, México.
TECNOCIENCIA Chihuahua 1(2): 40-55.
Resúmenes curriculares de autor y coautores
BERTHA ALICIA RIVAS LUCERO. Realizo sus estudios de licenciatura en la Facultad de Ciencias Agrícolas y Forestales (FCAyF) de la
Universidad Autónoma de Chihuahua (UACH), obteniendo en 1983 el titulo de Ingeniero Agrónomo Fitotecnista. En el año 1993
le fue otorgado el grado de Maestro en Ciencias, con especialidad en producción Agrícola en áreas de temporal deficiente, por
la FCAyF de la UACH. Obtuvo en 2003 su Doctorado en Ciencias, especialidad en Ciencias de Materiales, grado conferido por
el centro de investigación en Materiales Avanzados (CIMAV) con sede en la ciudad de Chihuahua. Desde el año 1986 trabaja
como maestra de Tiempo Completo en la FCAyF de la UACH, institución donde realiza investigación enfocada en el Medio
Ambiente y Desarrollo Sustentable.
ARMANDO SEGOVIA LERMA. En el año 1984, obtuvo el título de Ingeniero Agrónomo Fitotecnista por la Facultad de Ciencias Agrícolas
y Forestales (FCAyF) de la Universidad Autónoma de Chihuahua (UACH). Le fue conferido el grado de Maestro en Ciencias,
especialidad Genética, por el Colegio de Posgraduados de Chapingo, México (hoy COLPOS, Montecillo, Estado de México).
Realizó estudios de doctorado en la Universidad Estatal de Nuevo México (NMSU) recibiendo en el año 2000 su grado de
Doctor of Philosophy con especialidad en Mejoramiento Genético. El Dr. Segovia fundó en 1989 el Programa de Mejoramiento
Genético de Hortalizas de la FCAyF-UACH, donde dirige la línea de investigación «Mejoramiento Genético y Producción de
Semillas de Hortalizas». Es obstentor de la variedad de cebolla de día corto «Mariana-UACH-92» y de variedades de: sandía,
chiles para consumo en seco y jalapeño (en trámite de registro ante SNICS-SAGARPA). Por su desempeño profesional, como
Maestro e Investigador a favor del Agro Chihuahuense, recibió un reconocimiento de la Confederación Mexicana Agronómica
y el Colegio de Ingenieros Agrónomos de Chihuahua. Durante el periodo 1991-1994, recibió el reconocimiento como Candidato
a Investigador por el Sistema Nacional de Investigadores (S.N.I.) y como Investigador Nivel I desde el año 2006. El Dr. Segovia
es Maestro de Tiempo Completo de la FCAyF donde ha impartido cursos de Genética y Estadística en licenciatura y posgrado.
HUGO ARMANDO MORALES MORALES. Cursó la licenciatura en la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Autónoma de
Chihuahua (UACH), otorgándosele en 1984 el título de Ingeniero Agrónomo, especialidad Fitotecnia. Realizó estudios de
posgrado en la Facultad de Ciencias Agrícolas y Forestales de la UACH, obteniendo en el año de 1997 el grado de Maestro en
Ciencias en la especialidad de Horticultura y Agronegocios. Posee el Doctorado en Ciencias Biológicas, con un mayor en
Microbiología Ambiental, grado conferido en 2003 por New Mexico State University NMSU), USA. Desde el año 1984 se
desempeña como Maestro de Tiempo Completo en la UACH y ha sido miembro del Cuerpo Académico Transferencia de
Tecnología desde 2006, año a partir del cual recibió el reconocimiento como Perfil PROMEP. Colaboró en un proyecto de
investigación bilateral con el Dr. Goeffrey B. Smith, profesor de New Mexico State University; además, es líder de la línea de
investigación: «Agricultura sustentable» y responsable técnico de varios proyectos de investigación con financiamiento
externo (Fundación Produce, FOMIX Chihuahua, UACH). A lo largo de su vida profesional ha participado como ponente en
congresos científicos nacionales e internacionales, y publicado como autor y coautor, varios artículos en revistas científicas
y de divulgación.
BERTHA A. RIVAS-LUCERO, ARMANDO SEGOVIA-LERMA, HUGO A. MORALES-MORALES, JESÚS G. HERMOSILLO-NIETO Y JOSÉ E. MAGAÑA-
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DOI: https://doi.org/10.54167/tecnociencia.v2i1.65
JESÚS GUILLERMO HERMOSILLO NIETO. Es Ingeniero Agrónomo Fitotecnista por la Facultad de Ciencias Agrícolas y Forestales (FCAyF),
Universidad Autónoma de Chihuahua (UACH), titulo que le fue otorgado en el año 1983. Realizo estudios de posgrado en el colegio
de Posgrado de Chapingo, México (CP), institución de donde obtuvo en 1999 el grado de Maestro en Ciencias con especialidad
en Maquinaria Agrícola. Actualmente ocupa el cargo de Director de la FCAyF de la UACH, puesto que ha desempeñado por más
de tres años su línea general de Investigación esta orientada al área de Maquinaria Agrícola.
JOSÉ EDUARDO MAGAÑA MAGAÑA. Curso su carrera profesional en la Universidad Autónoma de Chapingo, obteniendo en el año de 1978
el titulo de Ingeniero Agrónomo, especialidad en zonas áridas. En el año de 1987, obtuvo el grado de Maestro en Ciencias. Con
especialidad en Economía del Desarrollo Rural. Sus estudios de doctorado los realizo en la universidad Estatal de Nuevo México
(NMSU), con sede en las Cruces, NM; en el año 1997 se le otorgó el grado de Doctor en Ciencias, con un Mayor en Mercadotecnia;
además obtuvo dos Menores, uno en las especialidades de Economía Agrícola y el segundo en Agronegocios.Las líneas de
investigación están centradas en las áreas de Economía Agrícola y Mercados Agropecuarios. Desde el año 1988 a la fecha ha
sido Maestro de Tiempo completo de la FCAyF, donde actualmente coordina el programa de Maestría en Agronegocios.
