CONSEJERÍA DE AGRICULTURA,GANADERÍA Y PESCA SERVICIO TÉCNICO DE EXTENSIÓN AGRARIA

APLICACIÓN DE SISTEMASDE TRATAMIENTO

DE RESIDUOS GANADEROSEN GRAN CANARIA

Samuel A. Rosario Suárez DICIEMBRE 2004

GRANJA AGRÍCOLA EXPERIMENTALCtra. General del Norte, Km. 7.235415 Cardones - ArucasTEL.: 928 21 96 24 Fax.: 928 60 12 19E-mail: rnavarro@grancanaria.com

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ÍNDICE

INTRODUCCIÓN................................................................................................2

1. DIAGNÓSTICO DE LA SITUACIÓN ACTUAL..................................3 1.1 MARCO LEGISLATIVO.....................................................................................4 1.2 TECNOLOGÍA DEL TRATAMIENTO Y DEPURACIÓN..............................11

1.3 REUTILIZACIÓN AGRÍCOLA.........................................................................17

1.4 EL SECTOR PORCINO EN GRAN CANARIA................................................20 2.- PLAN DE INVESTIGACIÓN....................................................................23 2.1 ANTECEDENTES..............................................................................................23 2.2 DESCRIPCIÓN...................................................................................................24 2.3 ESTADO ACTUAL............................................................................................26 2.4 PLAN DE TRABAJO.........................................................................................30

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INTRODUCCIÓN

El objetivo de este documento es exponer el trabajo desarrollado hasta el momento en cuanto a la investigación de aplicación de sistemas de tratamiento de purines en explotaciones porcinas intensivas.

Este trabajo de investigación se crea con el objetivo de encontrar una solución viable, tanto desde el punto de vista técnico como económico, a uno de los principales problemas medioambientales de la actividad ganadera en general, y del subsector porcino en particular. Este problema no es otro que la eliminación de los estiércoles ganaderos en las granjas intensivas, hecho al que el Cabildo de Gran Canaria viene prestando una atención prioritaria. Dicho documento, se divide en dos grandes bloques:

1.- DIAGNÓSTICO DE LA SITUACIÓN ACTUAL: comenzando por una revisión de la legislación que nos afecta, un repaso a las tecnologías existentes para tal fin, y un pequeño análisis del subsector porcino en Gran Canaria. Así mismo se ha prestado atención especial a la reutilización agrícola de subproductos ganaderos.

2.- PLAN DE INVESTIGACIÓN: en el que se expone brevemente el plan de

investigación, así como las actividades realizadas hasta el momento.

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1.- DIAGNÓSTICO DE LA SITUACIÓN ACTUAL.

Los purines y los estiércoles de las explotaciones ganaderas se han integrado

tradicionalmente en la actividad agraria en forma de abonos y fertilizantes. Sin embargo, la especialización e intensificación ganadera y la disminución progresiva de la superficie agrícola cultivada que ha tenido lugar en las últimas décadas, dificulta que muchas explotaciones ganaderas, y en particular las explotaciones porcinas, puedan tratar y utilizar estos subproductos de forma adecuada y respetuosa con el medio ambiente, convirtiéndose en la mayoría de los casos en residuos que hay que gestionar adecuadamente.

Esta situación ha comenzado a crear problemas medioambientales en ciertas zonas

geográficas, como es el caso de la isla de Gran Canaria, que con una superficie de 1560 km2 y sumado a la condición de insularidad, se ha convertido, junto con el resto de las islas, en un territorio con graves problemas de eliminación y gestión de residuos en general y de purines de porcino intensivo en particular, como se hablará más adelante. Esto se debe fundamentalmente a la utilización de agua a presión en la limpieza de los establos, sustituyendo la tradicional cama por el enrejillado, lo cual mejora las condiciones higiénicas, pero tiene la desventaja de producir un estiércol licuado que presenta problemas de manejo. En otras especies productivas, se sigue llevando a cabo una gestión integrada en explotaciones agrícolas propias o colindantes, ya que, generalmente se sigue utilizando cama de paja, serrín o de monte.

Así, en muchas zonas existe un grave problema de contaminación por el vertido

incontrolado de purines, produciendo contaminación de las aguas y de los acuíferos por nitratos, inutilización de terrenos y malos olores.

Balsa de purines no impermeabilizada

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1.1 MARCO LEGISLATIVO La revisión de la legislación se hace necesaria para conocer la regulación de las explotaciones porcinas así como las normas de vertido, las medioambientales y las de aplicación al suelo de abonos orgánicos, ya que es una de las referencias principales en las que basaremos el trabajo de investigación. La legislación medioambiental que afecta a la producción ganadera se puede agrupar en tres grandes grupos, y se refieren a las normativas sobre impacto ambiental de las explotaciones, sobre vertidos, y sobre residuos y su aplicación en la agricultura. La aplicación de esta normativa medioambiental se refiere únicamente a las explotaciones ganaderas intensivas, ya que en general en efecto contaminante de la ganadería extensiva es muy escaso. 1.1.1 NORMATIVAS SOBRE IMPACTO AMBIENTAL: A nivel del Estado español, la única legislación actualmente en vigor que regula la autorización de las explotaciones intensivas ganaderas es el Reglamento de Actividades Molestas, Insalubres, Nocivas y Peligrosas (Decreto 2414/1961 y sus modificaciones), que cataloga las explotaciones ganaderas como actividad molesta debido a los malos olores y como actividad insalubre y nociva por el posible riesgo de transmisión de enfermedades infecto-contagiosas. Posiblemente, en un futuro próximo, este Reglamento anteriormente citado será sustituido por una serie de normas que actualmente se están elaborando a nivel del Estado español, y que son consecuencia de la transposición de directivas europeas de carácter medioambiental en las que se contemplan las explotaciones intensivas ganaderas como actividades a ser reguladas. Una de estas directivas, es la Directiva 1997/11/UE que modifica la Directiva 1985/337/CEE relativa a la evaluación de las repercusiones de determinados proyectos públicos y privados sobre el medio ambiente, transpuestas a nivel español por la Ley 6/2001 de 8 de mayo y el Real Decreto Legislativo 1302/1986 respectivamente. Así, la Ley 6/2001 de 8 de mayo exige la declaración de impacto ambiental en explotaciones intensivas con más de:

40.000 plazas para gallinas y otras aves 55.000 plazas de pollos 2.000 plazas de cerdos de engorde 750 plazas de cerdas de cría 2000 plazas de ovino-caprino 300 plazas de vacuno de leche 600 plazas de vacuno de cebo 20.000 plazas de conejos

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Para el caso de explotaciones intensivas con menor número de cabezas que las especificadas anteriormente, la normativa será menos exigente respecto a los estudios sobre impacto ambiental, y su elaboración será competencia de cada país miembro de la UE, no recogiendo la legislación española nada al respecto.

A nivel de la Comunidad Autónoma de Canarias, se ha transpuesto el Real Decreto Legislativo 1302/1986 mediante la Ley 11/1990 de Prevención de Impacto Ecológico, estableciéndose obligatoriedad de declaración de impacto ambiental a explotaciones ganaderas que superen las siguientes plazas:

100 en vacuno 250 en porcino 350 en caprino-ovino 10.000 en especies volátiles.

Otra de las directivas que ha sido traspuesta a la legislación española es la

Directiva 1996/61/UE mediante la Ley 16/2002 relativa a la prevención y el control integrado de la contaminación (IPPC), que regula los índices de emisión a la atmósfera, al agua y al suelo, incluidas las medidas relativas a los residuos con el fin de alcanzar unos niveles elevados de protección del medio ambiente usando la mejor tecnología disponible económicamente asumible. Para hacer efectiva la prevención y el control integrado de la contaminación, la Directiva 96/61/CE supedita la puesta en marcha de las instalaciones incluidas en su ámbito de aplicación a la obtención de un permiso escrito, que deberá concederse de forma coordinada cuando en el procedimiento intervengan varias autoridades competentes. En este permiso se fijarán las condiciones ambientales que se exigirán para la explotación de las instalaciones y, entre otros aspectos, se especificarán los valores límite de emisión de sustancias contaminantes, que se basarán en las mejores técnicas disponibles y tomando en consideración las características técnicas de la instalación, su implantación geográfica y las condiciones locales del medio ambiente. A estos efectos, y para facilitar la aplicación de las anteriores medidas, la Directiva establece también un sistema de intercambio de información entre la Comisión Europea y los Estados miembros (MIMAM) sobre las principales emisiones contaminantes y las fuentes responsables de las mismas y sobre las mejores técnicas disponibles.

Para el caso de las explotaciones ganaderas intensivas es de aplicación cuando se

superan:

40000 plazas para aves de corral 2000 plazas para cerdos de cría de más de 30 Kg 750 plazas para cerdas

Las explotaciones anteriores están obligadas a notificar a la Consejería de Medio

Ambiente de su correspondiente Comunidad Autónoma los índices de emisiones, para posteriormente ser remitidos al MIMAM, que debe elaborar el Inventario Estatal de Emisiones Contaminantes (EPER), en cumplimiento de la Decisión 2000/479/CE relativa a la realización del inventario europeo de emisiones contaminantes (EPER).

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Los compuestos que deben notificar los ganaderos, cuyas explotaciones quedan supeditadas a la mencionada Directiva IPPC, son las siguientes: Contaminantes a la atmósfera Contaminantes al agua CH4 (metano) N (Nitrógeno total) NH3 (amoniaco) P (Fósforo total) N2O (óxido nitroso) Cu PM10 (partículas con diámetro 10 µ Zn TOC (Carbono orgánico total)

Con objeto de facilitar a los ganaderos el cumplimiento de las normas

anteriormente citadas, se ha elaborado en la Dirección General de Ganadería, con la participación de diferentes expertos en la materia, el documento "Análisis y Documentación de los Factores Clave de las Emisiones de Gases en la Ganadería" que sirve como guía para atender las consultas de los ganaderos sobre el tema. En este documento se han incorporado unos cuadros resumen para el cálculo de las emisiones de gases, que facilitarán el cumplimiento de la declaración de emisiones por parte de los ganaderos de porcino y aves.

Es importante resaltar que cuando la gestión de los estiércoles y purines se realice

mediante su valoración agrícola o entrega a gestor autorizado, no deberán notificarse los datos sobre contaminantes al agua. Únicamente tienen obligación de reflejar este dato de emisiones al agua en los casos en donde las explotaciones ganaderas dispongan de depuradoras con vertido a cauce.

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1.1.2 LEGISLACIÓN SOBRE VERTIDOS Cuando los residuos procedentes de las explotaciones ganaderas se eliminen vía vertido a cauces públicos, deberán someterse previamente a un proceso de depuración para alcanzar los parámetros de vertido que se recogen el Reglamento de Dominio Público Hidráulico, Real Decreto Legislativo 1/2001 de 20 de julio que aprueba el texto refundido de la ley de aguas, y mediante el que se delega en los Organismos Hidrológicos de Cuenca el establecimiento de Ordenanzas reguladoras sobre protección del Dominio Público Hidráulico. Así, en la isla de Gran Canaria, el Consejo Insular de Aguas establece que se encontrará sujeto a la Autorización de dicho Organismo todo vertido de productos que:

• sea susceptible de contaminar las aguas, ya sean superficiales o subterráneas. • Pueda dificultar la depuración o reutilización de dichas aguas. • Sea capaz de significar alteración de las condiciones desagüe, estéticas

medioambientales de los cauces o sus zonas afectas, especialmente de su servidumbre.

• Tenga aptitud para degradar, en cualquier forma, el dominio público hidráulico.

Los órganos de la Administración que tengan competencias para el otorgamiento de autorizaciones, permisos o licencias en materia de establecimiento, modificación, ampliación o traslado de instalaciones de cualquier carácter agrícolas, ganaderas, industriales, etc., que originen o puedan originar vertidos, sujetarán aquellas a la previa obtención de la autorización del vertido.

Vertido incontrolado en Gran Canaria

Así mismo, establece que aquellos vertidos que puedan dar lugar a la infiltración o almacenamiento de sustancias susceptibles de contaminar los acuíferos o aguas subterráneas únicamente podrán ser autorizados cuando mediante el estudio

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hidrogeológico presentado se aporten garantías técnicas debidamente razonadas acreditativas de la inocuidad del vertido.

En cuanto a las limitaciones al vertido de agua residual a la red de alcantarillado

público se establecen los siguientes máximos:

CONCENTRACIÓN ELEMENTOS LIMITACIÓN DBO5 1000 mg/l pH 5.5-9.5 DQO 1600 mg/l Tª 45ºC Conductividad 2500 µs/cm Sólidos en suspensión 1200 mg/l Aceites y/o grasas 500 mg/l Aceites minerales 50 mg/l Aluminio 2 mg/l Arsénico 1 mg/l Bario 20 mg/l Boro 10 mg/l Cadmio 1.5 mg/l Cromo total 7.5 mg/l Hierro 10 mg/l Manganeso 10 mg/l Níquel 10 mg/l Mercurio 1.5 mg/l Plata 1 mg/l Plomo 0.5 mg/l Selenio 0.1 mg/l Estaño 10 mg/l Zinc 15 mg/l Cianuro 1 mg/l Cloruros 300 mg/l Sulfuros 2 mg/l Sulfatos 350 mg/l Fluoruros 1 mg/l Fósforo total 5 mg/l Amoníaco 50 mg/l Nitrógeno nítrico 20 mg/l Fenoles 1 mg/l Aldehídos 1 mg/l Detergentes 6 mg/l Pesticidas 0.05 mg/l

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No obstante, el Consejo Insular de Aguas habrá de autorizar, con independencia de la autorización concedida por el Ayuntamiento titular o de particular propietario para su conexión, los vertidos temporales o permanentes a redes de saneamiento cuando éstos superen los límites establecidos en la tabla anterior. 1.1.3 LEGISLACIÓN SOBRE RESIDUOS Y APLICACIÓN EN AGRICULTURA En el ámbito europeo los residuos son regulados por la Directiva 91/156/UE relativa a los residuos, que ha sido traspuesta a la legislación española por la Ley 10/1998 de Residuos, de 21 de abril (Ley 1/1999 de Residuos de Canarias), en la cual se contempla que los estiércoles ganaderos cuando se utilizan en el marco de las explotaciones agrícolas como abono no serán considerados como residuos (por lo que no se considerará que se está efectuando una operación de vertido) a los efectos de la referida Ley, y su regulación se efectuará mediante la aplicación del Real Decreto 261/1996 de 16 de febrero sobre protección de las aguas contra la contaminación de nitratos de fuentes agrarias; desarrollado en Canarias mediante la Orden de 27 de octubre de 2000 por el que se aprueba el Programa de actuación al que se refiere el artículo 6 del Real Decreto 261/1996 con objeto de prevenir y reducir la contaminación causada por nitratos de origen agrario. Ello devuelve a los estiércoles el carácter de fertilizantes órgano-minerales que siempre han tenido y su regulación cuando se reutilice en agricultura será la misma que la de otro tipo de fertilizantes. Conviene recalcar aquí, que no sólo los subproductos derivados de la ganadería pueden ser considerados fuentes potenciales de contaminación cuando son utilizados incorrectamente como fertilizantes, sino que los abonos minerales sintéticos usados en dosis inadecuadas, así como otros residuos urbanos o industriales, también pueden ser, causantes de esta contaminación y por ello son objeto de regulación esta normativa. La referida legislación desarrolla el concepto de Zona Vulnerable como aquellas partes del territorio cuyas aguas subterráneas, superan una concentración de nitratos de 50 mg/l y las aguas superficiales que se encuentren en estado de eutrofización o superen una concentración de nitratos de 50 mg/l y la contaminación se deba fundamentalmente a origen agrario. El Decreto 49/2000, de 10 de abril, designa como zonas vulnerables en Gran Canaria las zonas de los términos municipales de Gáldar, Guía, Moya, Telde y San Nicolás de Tolentino situadas por debajo de la cota de 300 metros sobre el nivel del mar. Así mismo, establece que deberá desarrollarse un Código de Buenas Prácticas Agrícolas, cuya aplicación será de carácter voluntario en las zonas declaradas como no vulnerables y su misión será prevenir la contaminación por nitratos de origen agrario. No obstante, en las zonas declaradas por las comunidades autónomas como vulnerables, la aplicación del Código de Buenas Prácticas Agrícolas se convierte en

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obligatorio y se denomina en este caso Programa de Acción que será específico para cada zona vulnerable y recogerá una serie de buenas prácticas agrícolas que tendrán por objeto equilibrar las aportaciones de nitrógeno de las distintas fuentes con la demanda de los cultivos. En el Programa de Acción en vigor en Canarias se establecen recomendaciones para efectuar el riego; se describen los tipos de fertilizantes minerales y su comportamiento en el suelo; dosis recomendadas y épocas adecuadas para su aplicación para los principales cultivos existentes en las zonas vulnerables (platanera, tomate, papa, frutales); y determinación de la dosis de abonado nitrogenado, en la que se establece que la cantidad de estiércol aplicado anualmente no puede sobrepasar la cantidad de 170 Kg de N2/ha, si bien durante el primer Programa de Acción cuatrienal podrá permitirse una cantidad de estiércol que contenga 210 Kg de N2/ha y año. Consecuencia de la legislación citada es la necesidad de establecer una adecuada gestión de los residuos ganaderos desde un punto de vista ambiental, evitando la contaminación difusa que el exceso de vertido de estos residuos puede producir en el suelo agrario. Así se crea el Plan Integral de Residuos de Canarias (2000-2006), sobre el cual se basa este proyecto. Estercolero de sólidos de purines para uso en agricultura

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1.2. TECNOLOGÍA DEL TRATAMIENTO Y DEPURACIÓN DE RESIDUOS En los últimos años, en España se ha despertado un interés creciente por el desarrollo de programas y planes para la depuración de efluentes ganaderos, basados en la utilización de tecnologías diseñadas para el tratamiento de efluentes de origen urbano o los derivados de la industria agroalimentaria como los de los mataderos, queserías, vinificadoras e industrias conserveras. No obstante, dadas las peculiares características de los residuos ganaderos en general y los purines de porcino en particular, no se han desarrollado hasta el momento tecnologías de depuración que se adapten al sector porcino tanto desde el punto de vista funcional como técnico-económico. Esto es debido a que el purín de porcino presenta una elevada carga contaminante, tanto orgánica como mineral, lo que dificulta la consecución de los parámetros contaminantes de vertido cuando se aplican tecnologías tradicionales de depuración. Ello obliga a complementar diferentes tipos de procesos que elevan los costes de inversión de las instalaciones de depuración así como los gastos de funcionamiento, resultando un coste económico total que no puede ser asumido pos los ganaderos. La alternativa que a veces se propone es la de efectuar un tratamiento parcial de depuración para reducir los costes de inversión del proceso de depuración y la utilización agrícola de las fracciones parcialmente depuradas. Ello dependerá de que dicho tratamiento justifique los costes de inversión y funcionamiento de esas plantas, pues no se eliminan los costes de aplicación agrícola, y por otra parte una de las fracciones resultantes de la referida depuración parcial se deprecian desde el punto de vista agronómico al reducirse su contenido en materia orgánica y nutrientes. Los diferentes sistemas de tratamiento y depuración de estiércol licuado que están en fase de estudio o evaluación se pueden agrupar en dos grandes categorías: plantas centralizadas y plantas para granjas individuales. 1.2.1 PLANTAS CENTRALIZADAS Se incluyen en este apartado aquellas plantas de tratamiento y depuración que se basan en tecnologías complejas. Teniendo en cuenta la economía a escala y las altas inversiones de este tipo de plantas, solamente se rentabilizarán tratando un gran volumen de efluentes, por lo que su viabilidad económica únicamente será posible mediante la construcción de instalaciones centralizadas. Dado que ello implica un transporte del purín, la localización de este tipo de instalaciones sólo será posible en zonas de alta concentración ganaderas con granjas relativamente próximas, pues ello reduce los costes de transporte.

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Atendiendo a la tecnología empleada, las principales instalaciones de este tipo se enumeran a continuación: Plantas de biogás Los estudios efectuados a nivel de planta piloto para la aplicación del proceso de fermentación anaeróbica para la depuración de los purines y obtención de biogás han demostrado que únicamente se consigue una depuración entre el 55% y el 65% de la carga contaminante expresada en DQO, siendo preciso la utilización de procesos complementarios de depuración para eliminar la contaminación de los efluentes generados en las granjas intensivas. Además estos sistemas presentan un alto grado de tecnificación, complejos mecanismos de seguridad y elevado costes de mantenimiento, representando por tanto un serio hándicap técnico-económico para ser introducido en un sector que, por otra parte, tiene una cualificación muy diferente. Plantas de compostaje Este sistema se puede considerar como de “no vertido”, y se basa en la mezcla del estiércol licuado, como es el caso del purín de porcino que tiene más del 90% de humedad, con otros residuos agrícolas, forestales y/o ganaderos, obteniéndose una mezcla con un porcentaje de humedad en torno al 50% y una buena relación C/N, que es fácilmente compostable. Para que el producto final que se obtiene de estas instalaciones pueda ser introducido como un abono orgánico para agricultura o jardinería, es preciso que se minimicen los costes de inversión, funcionamiento y coste de adquisición de los residuos sólidos que se utilizan para la fabricación de la mezcla a compostar, pues ello incidirá directamente en el precio del compost obtenido, haciéndolo competitivo con otros compuestos orgánicos usados en agricultura. Plantas de cogeneración Esta tecnología también se puede considerar de “no vertido”, y se basa en la desecación del purín mediante la utilización de la tecnología de cogeneración. Existen actualmente múltiples proyectos para efectuar instalaciones de este tipo en zonas de alta concentración porcina, y su futuro desarrollo está condicionado a que el Real Decreto de Cogeneración, contemple una prima a la venta de electricidad por depuración de purín, que permitan rentabilizar las plantas actualmente proyectadas.

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Ejemplo de planta centralizada

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1.2.2 PLANTAS PARA GRANJAS INDIVIDUALES El objetivo que se debe perseguir en estas plantas de tratamiento y depuración para granjas individuales es que sean de un fácil manejo y tengan un bajo coste de inversión y funcionamiento. En este tipo de instalaciones, al igual que para las plantas centralizadas, también debe tenerse como objetivo prioritario alcanzar las normas de vertido en el efluente tratado. Teniendo en cuenta la localización de las granjas y los cultivos limítrofes, puede ser aconsejable, en algunos casos, el someter a los estiércoles licuados a un proceso mecánico de bajo coste que permita una separación de fracciones que facilite su reutilización en agricultura. Este puede ser el caso de los tamices para separar el sólido del líquido del purín, pues ello facilita la utilización de la fracción líquida como agua de riego en los sistemas de aspersión. Los principales sistemas de tratamiento que se están evaluando actualmente se pueden clasificar en los siguientes grupos: Sistemas de separación mecánica En este grupo se han efectuado estudios a nivel de laboratorio o de planta piloto con tamices, centrífugas y sistemas de filtración, ultrafiltración y ósmosis. Las instalaciones de centrifugación, filtración y ultrafiltración que se han estudiado hasta el momento, tienen un alto coste de inversión y la eficacia depuradora de la más eficiente no supera el 80 % de reducción de la DQO. Esto, unido al alto coste de funcionamiento y mantenimiento, dificultan la transferencia de estas tecnologías al sector ganadero en general y al porcino en particular. Dentro de la amplia variedad de tamices existentes en el mercado, de los estudios efectuados se desprende que el funcionamiento de los mismos se ve facilitado cuando el sistema de alimentación no es mediante bombeo, para lo cual es necesario que puedan instalarse en canales de desagüe. Este es el caso de los tamices de plano inclinado con sistema de autolimpieza por aire a presión, el cual puede verse mejorado con la instalación de un rodillo-prensa colocado en la parte central de su plano inclinado para aumentar la sequedad de la fracción sólida del purín tamizado.

La transferencia de estos equipos al sector ganadero, solamente tendrá interés en los casos en que se pretenda utilizar el purín en sistemas de riego y sea preciso la separación de su fracción grosera, pues los índices de depuración que se alcanzan con estos equipos no superan el 25 % de su DQO.

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Sistema de separación mecánica (centrífuga) Sistemas físico-químicos Se ha efectuado el seguimiento y control analítico de los parámetros contaminantes en plantas pilotos de tratamiento físico-químico a base de la aplicación de cal y cloruro férrico, y los resultados muestran claramente que se reducen drásticamente la DQO sin llegar a los límites que marca la normativa sobre vertidos. Así mismo, se ha podido comprobar que la reducción del nitrógeno amoniacal no supera el 30 % en el efluente depurado, lo que no permite alcanzar tampoco las normas de vertido y, por otra parte, la alta concentración de amoniaco en el efluente, dificulta la reutilización del mismo como agua de lavado de la granja, por el riesgo que supone las emisiones de amoniaco en los establos, que se ve agravado por el alto pH del efluente. Sistemas biológicos Estudios previos realizados a nivel piloto de laboratorio, han demostrado que el proceso biológico, aeróbico-anóxico-anaeróbico, ha resultado muy efectivo para el tratamiento de purines, reduciéndose todos los parámetros contaminantes, incluido el nitrógeno mineral, por debajo de lo que marca la normativa de vertidos. No obstante, conviene reseñar que estos datos sólo tiene un carácter orientativo, ya que el proceso no se ha podido todavía experimentar a nivel de planta piloto durante un periodo de tiempo suficientemente prolongado, con lo cual no se tienen datos fiables sobre su eficacia y su coste económico real. Teniendo en cuenta la alta concentración de compuestos orgánicos del purín que dificulta si digestión mediante procesos biológicos, la orientación que se está dando a los trabajos de I+D sobre depuración de purines de porcino, es compatibilizar los sistemas de separación mecánica o físico-químicos que eliminen una alta proporción de sólidos del purín con sistemas biológicos.

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Laguna para tratamiento biológico de purines

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1.3 REUTILIZACIÓN AGRÍCOLA DE ESTIÉRCOLES A la vista de los resultados obtenidos hasta el momento sobre la eficacia y coste económico de diferentes tecnologías de depuración de purines, y en tanto no se finalicen los trabajos en curso sobre otros procesos de tratamiento de purines, se considera que actualmente la reutilización agrícola de los estiércoles licuados es la alternativa más recomendable tanto desde el punto de vista técnico como económico. Así mismo, hay que destacar que el empleo de estiércoles como abono órgano-mineral, no sólo beneficia al sector ganadero sino que también tiene para el sector agrícola una importancia capital, sobre todo en zonas como Canarias, con amplias áreas de climatología árida o semiárida y suelos con bajo índice de materia orgánica, los cuales además podrían recibir importantes cantidades de nutrientes para los cultivos. En este sentido se puede destacar que si en España se reutilizara como fertilizante el 50 % de los 72 millones de toneladas de estiércol producido por el ganado estabulado, ello supondría un ahorro del 24 %, el 24 % y el 50 % de los abonos minerales nitrogenados, fosfóricos y potásicos respectivamente, lo que además se traduce también en un ahorro energético y de materias primas. Reutilización agrícola de purines

Los resultados de los estudios de investigación llevados a cabo sobre este tema a nivel de invernadero, finca experimental y fincas colaboradoras, se resumen en los siguientes puntos:

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• El purín de porcino tiene un efecto fertilizante muy similar al del abono

mineral, confirmándose que los nutrientes están en forma asimilable o rápidamente asimilables en una proporción entre el 60 % y el 75 %. Estos valores son superiores al de otros estiércoles ganaderos o residuos orgánicos urbanos.

• Los primeros resultados, que deberán confirmarse con una experimentación

más prolongada, parecen demostrar que el nitrógeno aportado en forma de purín tiene un efecto más retardado y a la vez más prolongado en el tiempo, con lo que se incrementa su eficacia en los últimos estados vegetativos del cultivo, que al coincidir con el momento de la producción, mejora sus rendimientos. Estos resultados se corresponden con el comportamiento de los fertilizantes de liberación lenta de nutrientes, y que ya fueron obtenidos para otros compuestos orgánicos.

• Los resultados preliminares sobre dinámica del nitrógeno en el perfil del

suelo, desarrollados a nivel de finca experimental y fincas colaboradoras del término municipal de Turégano (Segovia), han demostrado que el contenido de nitratos en el perfil del suelo, hasta una profundidad de 2, 5 metros, es similar en los casos en que se utiliza fertilizante mineral que cuando se emplea purín como abono órgano-mineral en cultivo de cereal de invierno de secano, y que el ligero incremento de nitrógeno mineral en el perfil del suelo en terrenos donde se abona con purín, es debido a la mejora de su fertilidad como consecuencia del incremento del contenido de materia orgánica.

• Únicamente cuando se utiliza el sistema suelo-planta como vertedero de

estiércoles, aparecen incrementos significativos en la concentración de nitratos en el perfil del suelo.

• El ensayo de fertilización con purín en cultivo de maíz, realizado a nivel de

finca colaboradora en Olivenza (Badajoz), muestra que al introducir en la fórmula de abonado el purín de porcino, se produce un incremento de la producción de grano respecto de la fertilización mineral, y que este incremento es mayor a medida que se sustituye una proporción más elevada de nutrientes minerales por purín.

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• Aunque no existe legislación europea ni nacional sobre limitaciones de la aplicación del purín en la agricultura en función de su contenido en metales pesados, se han iniciado una serie de estudios en zonas porcícolas para determinar el nivel de metales pesados, cobre y zinc, en el horizonte superficial de suelos que reciben desde hace muchos años purín o fertilizante mineral. Los resultados obtenidos han demostrado que se ha producido un ligero incremento de la concentración de cobre y zinc, para el caso de los suelos abonados con purín. No obstante, después de los años transcurridos, la concentración de estos elementos está muy lejos de los límites que marca el Decreto 1310/91, sobre utilización de lodos de depuradoras urbanas en agricultura, que es la única legislación que nos puede servir como referencia técnica.

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1.4 EL SECTOR PORCINO EN GRAN CANARIA

Tras haber mantenido diversas reuniones con el sector y organismos implicados, y haber visitado la mayoría de las explotaciones porcinas de Gran Canaria, concluimos que, la ganadería porcina, en la isla de Gran Canaria, es un sector ganadero económicamente rentable, ya que representa el sistema más económico para transformar proteína vegetal en proteína animal; sin embargo, tras experimentar un gran crecimiento en la década de los 90, se ha estabilizado en los últimos años, debido fundamentalmente a:

La competencia de la carne de cerdo importada desde la Península Ibérica. El alto precio de los piensos que hay que importar. La restricciones legislativas en cuanto a los residuos ganaderos, que obligan

a los productores a invertir capital en infraestructuras para minimizar el impacto de éstos.

Territorio insular restringido, que unido a alto porcentaje de superficie protegida (40.4 % del territorio), dificulta tanto el establecimiento de nuevas explotaciones como la ampliación de las existentes para aumentar su rentabilidad.

En la actualidad están censadas en la isla de Gran Canaria 4500 cerdas, 175 machos

reproductores y 30000 cerdos de cebo; existiendo gran variabilidad en el tamaño medio de las explotaciones, con granjas familiares de una a cinco cabezas de ganado porcino, a granjas altamente tecnificadas de 350 madres. Situación actual de la gestión de purines.

Como hemos comentado, con el desarrollo económico y social, tanto la agricultura como la ganadería han tenido que optimizar sus medios de producción para hacer frente a la demanda, obteniendo una mayor cantidad de productos a precios más competitivos.

Así, la ganadería intensiva se comporta de forma similar a una industria, de forma

que se ha desligado de las explotaciones agrarias, enfrentándose a un grave problema en cuanto a la eliminación y gestión de los purines producidos en estas explotaciones.

Todo esto, unido a la desinformación acerca de la legislación vigente, la escasa

aplicación de estas normativas por parte de la Administración, la despreocupación medioambiental y el desconocimiento de medios para afrontar una eliminación y gestión de los purines de una manera eficaz por parte de los ganaderos, ha causado que la gran mayoría de las explotaciones porcinas de la isla se encuentren en alguna de las siguientes situaciones:

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Realización de una separación de residuos sólidos y líquidos mediante centrífuga u otros medios; los residuos sólidos se mezclan con estiércol de rumiantes y el líquido con agua. Generalmente se utilizan como abono en terrenos agrícolas integrados. El problema es que el abonado es poco equilibrado, sin datos de la carga orgánica aportada, con el consiguiente riesgo de contaminación del suelo, del acuífero y de las especies cultivadas.

Separación de sólido manual (Gran Canaria) Separación mecánica (Gran Canaria) Almacenamiento en balsas aerobias-anaerobias sin impermeabilizar, que se

vacían cuando se llenan, con o sin separación de sólidos. Algunas explotaciones usan el efluente en sus fincas agrícolas, otras vierten al alcantirallado o al cauce del barranco más cercano, y otras contratan cubas que supuestamente descargan en depuradoras. Aquí, nos encontramos con el mismo problema del punto anterior, acentuado en cuanto a que el vertido al alcantarillado, la mayoría de las veces, supone una carga de materia orgánica extra para la depuradora municipal/comarcal, llegando a inutilizarla.

Balsa sin impermeabilizar (Gran Canaria)

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Vertido al alcantarillado o al cauce del barranco sin ningún tipo de

tratamiento/almacenamiento previo, causando verdaderos desastres naturales en cuanto a inutilización de suelos, contaminación de acuíferos y aguas superficiales, alteración de los ecosistemas, malos olores e impacto visual.

Vertido al medio natural sin tratamiento

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2. PLAN DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO TECNOLÓGICO 2.1 ANTECEDENTES EN LA INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO DE

SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE PURINES Una vez llevados a cabo contactos con el sector y organismos implicados (Consejo Insular de Aguas, Mancomunidades, Ayuntamientos, Emalsa, Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, Consejería de Medio Ambiente del Gobierno Autónomo y del Cabildo, etc), y revisada la legislación, los sistemas de tratamiento actuales y estudios de investigación análogos, todo ello como marco de referencia de este trabajo de investigación, se ha comenzado con el plan de investigación en sí desde mediados de mayo de 2004. Dicho plan de investigación se ha puesto en marcha en concordancia con el futuro Plan Director de Residuos de Gran Canaria y con el Plan Integral de Residuos de Canarias (2000-2006), en los que se manifiestan las líneas a seguir para establecer una adecuada gestión de los residuos ganaderos desde la protección del medio ambiente. Reunión con el sector y Administraciones

Los estudios realizados hasta el momento sobre tecnologías de depuración de purines, han puesto de manifiesto, en todos los casos, una falta de eficacia depuradora para alcanzar los parámetros de vertido en el efluente tratado.

La consecución de estos parámetros de vertido en condiciones económicas asumibles, representa para el sector ganadero el objetivo fundamental, pues de lo contrario, difícilmente podrían justificarse los altos costes de inversión de las referidas instalaciones de depuración. No obstante, a continuación se esboza el plan de investigación completo, para en el siguiente punto abordar la situación actual y conclusiones preliminares del proyecto.

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2.2 DESCRIPCIÓN DEL PLAN DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO TECNOLÓGICO.

El conjunto de normas legales reseñadas anteriormente incidirán cada día más sobre la legalización de las explotaciones intensivas ganaderas; no obstante, actualmente, la principal problemática medioambiental de la actividad ganadera se refiere a la correcta eliminación de los estiércoles generados en las granjas intensivas, y es a este tema al que el Cabildo de Gran Canaria viene prestando una atención prioritaria, y que tiene las siguientes líneas de actuación: 1.-Selección y aplicación de tecnologías de depuración y reciclado de residuos ganaderos, mediante la realización de experiencias en explotaciones colaboradoras, para su posterior transferencia a todo el subsector cuando resulte técnicamente y económicamente asumibles. En este sentido, el Plan de Desarrollo Rural de Gran Canaria considera que las explotaciones colaboradoras son un eficaz instrumento con el que cuentan los técnicos de la Consejería de Agricultura, Ganadería y Pesca para la divulgación de innovaciones productivas y medioambientales, debido, por una parte, a la mayor cercanía a los agricultores y ganaderos, y por otra, permiten analizar la adaptación de los nuevos métodos y tecnologías a las diferentes condiciones agroterritoriales de la isla. Las explotaciones agrarias colaboradoras son un instrumento tradicional para la demostración de innovaciones tecnológicas en el sector agrario, y complementan otras actuaciones del Cabildo de Gran Canaria en materia de difusión tecnológica y asesoramiento de agricultores y ganaderos. 2.- Seguimiento técnico de los sistemas instalados y evaluación detallada del destino final, para su posterior transferencia a todo el subsector cuando resulte técnicamente y económicamente asumibles. Se llevará a cabo mediante la instalación de los sistemas de tratamiento instalados en explotaciones experimentales colaboradoras. Por una parte el seguimiento técnico se basará en el análisis de la eficacia y viabilidad de los sistemas instalados mediante la determinación del rendimiento en reducción de los parámetros contaminantes (DBO5, DQO, conductividad y pH principalmente); análisis de la influencia del sistema en la rutina de trabajo de la explotación; determinación de la producción diaria y mensual de purines; y la influencia de las variaciones de caudal y carga en las características del efluente. Por otra parte, para determinar el destino final se caracterizarán cualitativamente los subproductos obtenidos mediante la determinación del contenido medio en nutrientes, y mediante la realización de ensayos de fertilización con purines en cultivos característicos de Gran Canaria. 3.- Análisis de posibles mejoras/ ampliaciones, según los resultados de la línea anterior, se contemplará la ampliación de los sistemas instalados (lagunas facultativas y aerobias, plantas emergentes, aireadores, floculación, etc.)

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4.- Plan de valorización agrícola de purines. Ensayo de fertilización. Se llevará acabo mediante un proyecto divulgativo de fertilización orgánica en los principales cultivos de Gran Canaria que se completará como experiencia demostrativa con los ensayos de fertilización mencionados. 5.- Plan de control de la aplicación de purines y estiércol en la agricultura. Se desarrollará tomando como base el Código de Buenas Prácticas Agrarias de la C.C.A.A. de Canarias en vigor.

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2.3 ESTADO ACTUAL DEL PLAN DE INVESTIGACIÓN. Actualmente y desde mediados de mayo de 2004 se está trabajando en la primera línea de investigación: selección y aplicación de tecnologías de depuración y reciclado de residuos ganaderos. Como premisa para iniciar el proyecto, consideramos que el destino final de los efluentes será la reutilización agrícola (comenzando con la reducción en origen) y el vertido al alcantarillado, premisa que se cuestionará al iniciar la segunda línea de investigación.

Teniendo en cuenta los estudios en curso por parte del Ministerio de Agricultura, Ganadería, Pesca y Alimentación sobre instalaciones de depuración para granjas individuales, se considera que podrán tener posibilidades de transferirse al sector ganadero los procesos biológicos con aporte de fermentos o microorganismos específicos o con pre-tratamiento de separación mecánica.

No obstante, se han estudiado los sistemas de tratamiento anteriormente reseñados,

llegando a las siguientes conclusiones:

A.- En cuanto a las plantas centralizadas, dado que ello implica un transporte del purín la localización de estas instalaciones sólo es posible en zonas de alta concentración ganadera con granjas relativamente próximas, pues ello reduce los costes de transporte. En el caso de la isla de Gran Canaria, la construcción de este tipo de instalaciones es totalmente inviable debido a:

La disgregación de las explotaciones Territorio insular fragmentado por amplias cuencas y barrancos, Volumen de efluentes pequeño que no rentabilizaría la inversión. Alto coste de inversión inicial y mantenimiento.

A este nivel, será preciso efectuar un seguimiento de instalaciones de compostaje y

de cogeneración en la Península Ibérica para evaluarlas desde el punto de vista de su rentabilidad económica.

B.- En cuanto a las plantas para granjas individuales; teniendo en cuenta la localización de las granjas y los cultivos limítrofes, puede ser aconsejable, en algunos casos, el someter a los estiércoles licuados a un proceso mecánico de bajo coste que permita una separación de fracciones que facilite su reutilización en agricultura

Dentro de este grupo los sistemas de separación mecánica tendrán posibilidades de ser introducidos en las granjas intensivas de porcino aquellos tamices que permitan un fraccionamiento grosero del purín, siempre que venga justificado por una mejora en la reutilización agrícola de las fracciones resultantes.

Los sistemas físico – químicos se consideran muy complejos para su transferencia al sector ganadero.

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Se considera que actualmente únicamente podrían tener posibilidades de transferirse al sector ganadero los procesos biológicos con aporte de fermentos o microorganismos específicos. Para aumentar la eficacia y mejorar el funcionamiento de este proceso biológico anteriormente reseñado deberá complementarse con un pretratamiento físico-químico para reducir los sólidos del purín.

Por ello, y para confirmar dichos resultados bajo las condiciones climáticas de Canarias, éste uno de los sistemas que se evaluará mediante su instalación en una granja colaboradora, junto a

- Lagunaje biológico con pre – tratamiento físico (centrífuga)

- Lagunaje biológico con pre – tratamiento físico (tornillo sinfín) - Biodigestor por separadores (decantación) con/sin pre-tratamiento

físico (centrífuga)

Estos sistemas de tratamiento se han seleccionado en base a:

- alto rendimiento en la eliminación de la contaminación orgánica y bacteriológica.

- Bajo coste energético y de mantenimiento.

- Mínima necesidad de personal especializado.

- Gran estabilidad a variaciones de caudal y carga.

Ahora bien, teniendo en cuenta los excelentes resultados que se están obteniendo sobre el comportamiento del purín como abono órgano-mineral, se deberán continuar las investigaciones en curso y complementarias con estudios de experimentación y desarrollo de programas de gestión integral de purines a nivel de fincas colaboradoras.

Por otra parte, se ha publicado una convocatoria pública para seleccionar las explotaciones colaboradoras y cofinanciar los sistemas de tratamiento a implantar, por lo que a principios de junio se iniciarán los procedimientos para instalar los sistemas instalados en las explotaciones seleccionadas.

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Trabajo de campo: Una vez visitadas seis explotaciones representativas del subsector en cuestión, se tomaron varias muestras de purines que posteriormente fueron analizadas en el laboratorio de Emalsa (Carretera del Centro, 138) con el fin de obtener la carga contaminante actual de los purines, y tener una base científica para la decisión de los sistemas de tratamiento a implantar, para lo cual también se han elaborado fichas de visitas ( con datos de localización, censo, sistemas de limpieza, sistemas de tratamiento actuales, destino de los purines y posibles tratamientos a implantar, entre otros) de esta seis explotaciones y todas las visitadas para realizar el diagnóstico de la situación.

Toma de muestras Las muestras se tomaron en botellas de 2 l homologadas y se procuró que el purín

rebosara de los botes para que no quedase aire en su interior. Así mismo, se tomaron varios datos significativos de cada explotación, que se indican en la página siguiente:

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Explotación Ganadera

Sistema de eliminación de

residuos Nº cerdos

Volumen m3/año Comentarios adicionales

Análisis DBO5

(mgO2/l)

Análisis DQO

(mgO2/l)

I Semilagunaje

280 madres 10 verracos 2000 cerdos cebo

Residuos: 4816,33 m3/año

Agua limpieza: 20 m3/día

La muestra se tomó a la salida de los

slats. Usa bastante agua de limpieza.

6.151 13.955

Entrada depósito 12.271

Entrada depósito 27.386 II

Pequeño depósito cerrado que hace de digestor anaeróbico

19 madres 2 verracos 100 cerdos cebo

Residuos: 278.99 m3/año

Agua limpieza: 0.5 m3/día

Realiza un prefiltrado por tamiz. Muestras tomadas a la entrada y salida del depósito

Salida depósito

6.615

Salida depósito 16.662

III

Estanque en cueva (semi-anaeróbica)

Dato aún no disponible

Dato aún no disponible

Posee una cueva profunda hacia el

interior de la montaña. Debe usar

algún producto químico por la alta

DQO

12.781 40.900

IV

Semilagunaje (disponen de tres

embalses rudimentarios con un

enrejillado previo)

200 madres 2000 cerdos cebo

Residuos: 4356,24 m3/año

Agua limpieza: 20 m3/día

Los embalses rebosan

frecuentemente. Debe usar algún

producto químico por el alto DQO

8.880 44.175

V

Es el único que dispone una

centrífuga con prensado de líquidos

180 madres 1000 cerdos cebo

Residuos: 2668.83 m3/año

Agua limpieza: 4m3/día

Los sólidos salen secos y en polvillo que se mezcla con estiércol de vaca. Los líquidos se

mezclan con agua en proporción de

1/3

19.067 38.300

6.500 14.000

8.000 21.600

12.000 22.400

VI

Semilagunaje previo desbaste grueso con

rejilla

300 madres 3000 cerdos cebo

Residuos: 4779.84 m3/año

Agua limpieza: 15m3/día

Se tomaron 4 muestras de salida

en puntos diferentes sin

ningún tratamiento previo. Algunas

presentaban mayor cantidad de agua

2.600 8.400

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2.4 PLAN DE TRABAJO

MARZO Diagnóstico de la situación. Visitas a explotaciones. Reuniones con el sector

ABRIL Diagnóstico. Toma de muestras. Bases de convenios.

MAYO Redacción de anteproyectos. Calificación territorial.

JUNIO Selección de tecnologías. Convocatoria pública subvención. Toma de muestras

JULIO Resolución de subvención. Proyectos. Licencias de obras.

AGOSTO Redacción de los proyectos.

SEPTIEMBRE Ejecución de las obras. Seguimiento de las obras.

OCTUBRE Ejecución de las obras. Seguimiento de las obras. Protocolo de funcionamiento y mantenimiento.

NOVIEMBRE Puesta en marcha de los proyectos. Seguimiento según metodología. Evaluación del destino final

DICIEMBRE Seguimiento. Evaluación del destino final. Necesidades de ampliación.

ENERO Seguimiento. Plan de valorización agrícola.

FEBRERO Seguimiento. Plan de valorización.

AÑO 2005 Seguimiento. Elaboración y seguimiento del plan de reutilización agrícola de purines y estiércol.