Optimización del consumo de agua en explotaciones ganaderas

La calidad del agua, es la condición general que permite que el agua sea utilizada para usos concretos. Dependiendo del tipo de actividad, la calidad variará desde la menos exigente hasta la de consumo humano, en cuya instalación se utilizará la misma agua para alimentación de animales y servicios sanitarios que para el resto de usos.

La cantidad es importante a la hora de conocer la calidad ya que, para una cantidad de contaminantes dada, cuanto mayor sea la cantidad de agua receptora mayor será la dilución de los mismos y la pérdida de calidad será menor.

Los parámetros comúnmente utilizados para establecer la calidad del agua son los siguientes: turbidez, pH, sólidos en suspensión, DBO, fósforo, amonio, arsénico, nitratos, compuestos fenólicos, metales y cloro residual. Es importante conocer la calidad del agua residual para poder estudiar tratamientos que se puedan instalar y dar un segundo uso a esa agua.

• Monitoreo del consumo de agua

Se deben analizar los factores que influyen sobre el consumo de agua en las granjas de producción animal, como el clima que varía según la zona y la cantidad de agua ingerida por el animal, que se relaciona con el consumo de pienso (agua/pienso). El requerimiento en litros de agua al día de la granja se proyecta de acuerdo a la densidad de animales que se manejen para prever, abastecer y brindar un recurso hídrico en cantidad y de calidad que garantice la sanidad manteniendo bajo control las enfermedades que afecten la vida productiva de los animales.

Para asegurar el suministro de un agua apta en cantidad y calidad, se deben mantener las condiciones básicas como el pH, cloro residual (Cl-), temperatura (T°) y solidos totales (TS) que permiten el consumo de agua.

Es importante reconocer que la mayor parte del agua utilizada en las granjas se destina al consumo de los animales, a la limpieza y a la refrigeración. Encontrar este equilibrio entre la conservación del agua y la bioseguridad es imperativo: la higienización y reutilización del agua de estos procesos puede ayudar a reducir el riesgo de uso excesivo en la granja y a reducir la huella medioambiental de la misma [1].

• MTD para el uso eficiente del agua

Se deben valorar algunas opciones de uso racional del agua y prestar atención a los procedimientos de los procesos operativos para identificar posibles fallos, como las pérdidas físicas de agua y las condiciones operativas inadecuadas, a fin de reducir el consumo de agua y la generación de residuos. Después, se evaluará la viabilidad de las prácticas de reutilización del agua [3-4].

El objetivo principal es reducir el consumo de agua con el menor esfuerzo y coste de inversiones. Se estudian las tecnologías de uso racional y eficiente y las tecnologías de reutilización del agua, como se indica a continuación:Se consideran MTD las siguientes acciones en la gestión del agua:

• Agua de limpieza

Si se emplean ampliamente los métodos de limpieza en seco con el posterior uso de limpiadores de chorro, el consumo de agua y la generación de aguas residuales pueden reducirse considerablemente. El uso de limpiadores de alta presión, así como la utilización de agua caliente o limpiadores de vapor en lugar de agua fría, reduce el consumo de agua. En particular, la aplicación de agua caliente puede reducir el uso de agua en un 50%.

• Medición de consumos

La práctica de instalar un dispositivo de medición es eficaz cuando se puede obtener un desglose por etapa de producción. Las diferentes características aplicables en las etapas de producción, a saber, el sistema de suelo, los dispositivos de alimentación y bebida, los sistemas de ventilación y las características del edificio, pueden afectar al consumo de agua.

Técnicas para prevenir la contaminación de las aguas:

Técnicas de reducción del consumo de agua:

Es posible y necesario buscar la manera viable de cómo poder utilizar el agua que se maneja para el área de lavado dentro del proceso de producción. Aquí entra en función la tecnología que será el medio por el cual se logre la aplicación de un mejor beneficio del agua.

Merecen especial mención las actuaciones de reciclado-recirculación y reutilización interna de las aguas y cabe diferenciar claramente ambos conceptos.

Se entiende por reciclado-recirculación, el uso sucesivo y repetido de un caudal de agua en el mismo proceso o uso específico un determinado número de veces, consumiendo en cada clico un pequeño porcentaje de renovación de caudal. Un ejemplo es la refrigeración industrial en ciclo cerrado-semicerrado, que requiere una cierta alimentación de agua fresca para compensar las pérdidas por evaporación y por las necesarias purgas periódicas del circuito de refrigeración. Otro ejemplo es la aplicación en el proceso de lavado de envases (botellas, viales, etc), aprovechando las aguas de los últimos enjuagues (prácticamente limpios) para el primer lavado. El reciclado-recirculación se contempla si no es necesario un tratamiento del agua o si este es muy simple, y sobre todo como amortización del coste adicional que ha representado el acondicionamiento previo del agua de entrada.

Por otro lado, la reutilización interna corresponde al aprovechamiento de aguas ya usadas en la propia fábrica, depuradas mediante tratamiento específico de la fábrica o en la EDAR general del municipio correspondiente, para su empleo en otros usos de menor exigencia en calidad, dado que para usos de mayor exigencia el tratamiento sería más costoso que la utilización de agua de “primera mano”.

La captación de agua de lluvia es un medio fácil de obtener agua. En muchos lugares del mundo con alta o media precipitación, y en donde no se dispone de agua en cantidad y calidad necesaria para consumo industrial y humano en este caso para todo, se recurre a las pluviales como fuente de abastecimiento. Diferentes análisis han demostrado que la captación mensual de agua de lluvia del tejado de una instalación podría suponer entre el 5 y el 25% de las necesidades mensuales de agua en instalaciones de este tipo.

La recogida de agua de lluvia puede ser utilizada en todos los sectores agrícolas, esto incluye el ganado, cerdos y aves de corral, los cultivos herbáceos, cultivos protegidos, procesamiento y almacenamiento de alimentos.

• Recogida de agua de lluvia

Las aguas pluviales podrían sustituir aproximadamente el 5-25% del consumo total de agua de las instalaciones. Ya que la mayoría de instalaciones tienen que bombear agua subterránea, esta opción podría ser viable para reducir los costes de funcionamiento y de solicitud del uso de esa agua a la Confederación Hidrográfica que corresponda. El hecho de que la recogida de agua de lluvia conserve el agua depende de la intensidad de las precipitaciones. Durante una tormenta relativamente intensa, cabe suponer que parte del agua de lluvia que caiga sobre el tejado de la instalación acabará en la escorrentía de aguas superficiales y se trasladará fuera de la zona. Una lluvia relativamente suave y constante podría dar lugar a que el agua se infiltrara en el suministro de agua subterránea y terminara en el suministro de agua de la instalación.

A pesar de depender de la cantidad de precipitación habitual de cada lugar y del área de captación disponible de la empresa, ofrece múltiples ventajas:

1. Alta calidad físico-química del agua
2. Aplicable como agua de proceso, usos auxiliares y usos sanitarios.
3. Su uso implica aprovechar un recurso habitualmente no empleado, gratuito y totalmente independiente de las compañías suministradoras de agua, evitando además el consumo innecesario de agua potable.
4. Precisa de una infraestructura bastante sencilla para su captación, almacenamiento y distribución, aunque implica un coste inicial de construcción relativamente alto.
5. No es necesaria su depuración.

La captación de agua de lluvia es la recogida de agua de lluvia que cae sobre los edificios y que, de otro modo, se habría ido por los desagües, se habría perdido por evaporación, o empapado en el suelo. Los sistemas de captación pueden añadirse a estructuras existentes. Un sistema puede consistir en desviar el drenaje a un tanque o depósito para recoger el agua y, si es necesario, podría incluir un tratamiento para mejorar la calidad del agua para usos específicos. También pueden ser necesarias bombas y tuberías de distribución para suministrar el agua a los lugares donde se necesita en la granja.

Hay un sistema de captación que se adapta a todas las necesidades y presupuestos. Puede crearse simplemente desviando los canalones del tejado hacia un tanque de almacenamiento o un depósito de agua, o puede ser más complejo, con almacenamiento por bombeo, filtros y tratamiento UV [5].

• Cantidad de lluvia disponible

La cantidad de lluvia disponible para la recogida es un factor clave para el éxito de cualquier sistema. La cantidad de agua de lluvia disponible para la recogida depende de:

- La pluviometría;

- La superficie del tejado;

- El coeficiente de escorrentía;

- La eficacia del filtro.

La precipitación recogida puede calcularse de la siguiente manera: Pluviometría potencialmente recuperable (litros) = superficie del tejado (m2) x coeficiente de escorrentía x factor de eficacia del filtro x precipitación anual (mm)

• Calidad necesaria

El agua de lluvia recogida contendrá restos de contaminantes ambientales, materia fecal de animales y aves y vegetación, como hojas y musgo. Si el agua recogida se utiliza para el riego de cultivos, existen normas recomendadas por la Organización Mundial de la Salud (OMS), si se utiliza para consumo animal, hay que comprobar que no se incumplen los requisitos de higiene para las aguas con calidad de este tipo. La filtración y el tratamiento deben considerarse para toda el agua potable de las aves.

La siguiente tabla recoge los posibles tratamientos según el uso que se vaya a dar al agua y la calidad requerida.

• MTD en la gestión de aguas pluviales

La gestión de aguas pluviales es un punto imprescindible en la gestión medioambiental de aquellas explotaciones situadas en las proximidades de cursos de agua y donde, por tanto, el riesgo de contaminación es elevado. La aplicación de medidas y técnicas apropiadas reducirá considerablemente el riesgo de contaminación de las aguas, aunque su aplicación dependerá de cada caso concreto. A continuación, se exponen las técnicas consideradas MTD en la gestión de aguas pluviales:

Las aguas residuales generadas durante estas actividades suelen tener una alta demanda bioquímica y química de oxígeno (DBO y DQO) debido a la presencia de materiales orgánicos en el agua procedente de la cría de los animales- los subproductos y las aguas residuales pueden contener hasta 100 especies diferentes de microorganismos, lo que demuestra la importancia de una gestión adecuada del agua en las instalaciones de procesado ganadero. Para ello, las instalaciones de cría de animales deben tratar el agua utilizada de acuerdo con los permisos nacionales, permisos de descarga en aplicaciones terrestres emitidos por el estado o las normas municipales de alcantarillado antes de verter el agua al medio ambiente o al sistema de alcantarillado municipal.

• MTD en la gestión de agua residual

En explotaciones ganaderas el agua residual debe recogerse y almacenarse separadamente de los residuos sólidos, que deben permanecer lo más seco posible para minimizar las emisiones de gases de efecto invernadero. Normalmente, las aguas residuales son almacenadas en depósitos estancos e impermeables, para posteriormente ser tratadas en una estación depuradora (EDAR). Raramente las explotaciones disponen de EDAR propias, debido a su elevado coste de implantación. Lo más usual es que las explotaciones contraten los servicios de depuradoras externas, que se responsabilizan de la recogida de las aguas residuales y su posterior tratamiento. En ningún caso las aguas residuales serán vertidas a cauce sin haber realizado previamente su tratamiento. Su alto contenido en nutrientes (principalmente nitrógeno, fósforo y potasio) y su elevada DBO causarían la eutrofización de las aguas y el deterioro del ecosistema. También contiene una elevada carga microbiana que es necesario reducir antes de su vertido [6].

La instalación de un proceso de tratamiento del efluente líquido, permitirá la reutilización del agua depurada en la limpieza de instalaciones o en el riego de jardines y zonas verdes de la propia empresa, y por lo tanto el ahorro de su consumo.

Si se realiza la instalación de una planta de tratamiento de las aguas residuales, como primer paso se debe implementar un proceso de filtración, que es un proceso físico cuyo objetivo es retirar los sólidos de la corriente. Si se tiene éxito, una cantidad de partículas de menor tamaño pueden retirarse luego por medio de procesos de seguimiento, tal como los procesos químicamente mejorados, biológicos o de flotación en el aire.

• Técnicas de tratamiento de agua residual

Una opción de tratamiento para remover más del 89% de los parámetros demanda química de oxígeno (DQO), demanda bioquímica de oxígeno (DBO), nitrógeno total Kjeldahl (NTK), sólidos suspendidos totales (SST) y sólidos suspendidos volátiles (SSV), presentes en las aguas residuales de las industrias ganaderas, está representada por la combinación de tratamientos: tamiz rotatorio, sistema de lodos activados (reactor biológico y sedimentador secundario) y cámara de cloración.

Una de las más eficientes puede ser el sistema de lodos activados, donde se elimina casi la totalidad de las concentraciones de dichos parámetros. Se ha reportado que los sistemas de lodos activados son eficientes durante el tratamiento de aguas residuales con alto contenido de materia orgánica. Por consiguiente, la eficiencia en la remoción de los parámetros de las grajas se debe a la alta biodegradabilidad, la recolección de sólidos y la buena selección de las unidades que integran esta planta de tratamiento.

El tratamiento de lodos activamos es el tratamiento biológico más común.

Se puede complementar con la tecnología de digestión anaerobia, aprovechando los lodos obtenidos para obtener biogás. Este tratamiento de lodos se describe más adelante.

En caso de que querer instalar una planta de tratamiento de efluentes, es de especial interés considerar la recuperación del agua del lavado del filtro y de la descarga de lodos del tanque de sedimentación (decantador) en la planta de tratamiento de agua.

Este efluente no se debe verter al sistema de drenaje ya que puede reutilizarse. Para la recuperación de agua del lavado del filtro, podría devolverse a la entrada de la planta de tratamiento de agua debido a su baja concentración de sólidos suspendidos SST; el agua de los lodos descargados del tanque de sedimentación podría extraerse mediante su espesamiento y deshidratación y, finalmente, devolverse a la entrada de la planta de tratamiento de agua. Con estas actuaciones, habría menos agua descargada y el volumen total de tratamiento podría aumentar sin extracción adicional de fuentes de agua [7].

Referencias

[1] Rubio J; Suministro de agua de calidad en las granjas Broiler, Escuela Avícola; 2005

[2] Documentos de MTD elaborados por la Unión Europea (BREF) y por el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación (MAPA, 2006).

[3] Guía para la intervención de los trabajadores - Instituto Sindical de Trabajo, Ambiente y Salud (ISTAS)

[4] Matsumura, E. M., & Mierzwa, J. C. (2008). Water conservation and reuse in poultry processing plant—A case study. Resources, Conservation and Recycling, 52(6), 835-842.

[5] Rainwater Harvesting: an on-farm guide – Environment Agency

[6] Poultry Sustainability Guide – Environmental Defense Fund (EDF)

[7] Matsumura, E. M., & Mierzwa, J. C. (2008). Water conservation and reuse in poultry processing plant—A case study. Resources, Conservation and Recycling, 52(6), 835-842.