EVALUACION DE LA CALIDAD DE AGUAS RESIDUALES DE LA AGROINDUSTRIA PECUARIA DE ZAMORANO POR TE SIS PRESENTA DA A LA ESCUELA AGRICOLA PANAMERICANA COMO REQUISITO PREVIO A LA OBTENCION DEL TITULO DE INGENIERO AGRONOMO ELZAMORANO,HONDURAS ABRIL, 1995 Esta tesis fue preparada bajo Ia direcci6n del Asesor Principal del Comite de Profesores que asesor6 al candidate y ha sido aprobada por todos los miembros del mismo. Fue sometida a consideraci6n del Jefe y Coordinador PIA del Departamento de Recursos Naturales y Conservaci6n Bio16gica, Decano y Director de Ia Escuela Agricola Panamericana y fue presentada como requisite previo a Ia obtenci6n del Titulo de Ingeniero Agr6nomo. Abril, 1995. _ ____ / / .----- :& 0·L _.·J "~~--.A -'~- _____________ _ / ' /Keith L. Andrews, P . . Dif?ecr ._ ( ------ ~-~--~---------------------- M io Contreras, Ph. D. -::~;:;;;~~--------------- ] efe de Departamento. ~/_/}tJ~~ ----­ ----=:;~~~~-~~~:::~----------------------­ Sil~ia C. ~ian, M. Sc. Coordinadora PIA del Departamento Comite de Profesores: -----~~--~~-------------- Michael D. Lee, Ph. D. Asesor Principal. ·~i~~~:~;l=-1:7~-~~----------------- 4-Iison Thomas, M. Sc. ~sesor. , \ 1 '..I ,·:,/_A--.-..__:.\...._. . I \ ..___ - -----------------------~~--------~~--------------- Johann Kammt.r. uer, Ph. D./) Asesor.L . /) ~ (_/- t /~ ---------, -------------------------------------- _..b.ur.elio Revilla, M. S A Asesor. II EVALUACION DE LA CALIDAD DE AGUAS RESIDUALES DE LA AGROINDUSTRIA PECUARIA DE ZAMORANO Por: MARCO ANTONIO FUENTES PEDUCASSE El autor concede a Ia Escuela Agricola Panamericana los derechos para reproducir y distribuir copias de este trabajo para los usos que considere necesarios. Para otras personas y otros fines se reservan los derechos del autor. Abril, 1995. Ill DEDICA TO RIA A Ia gracia de Dios por darme Ia suerte de contar con Ia presencia constante de Ia persona mas importante en mi vida, mi madre. A Miguel Peducasse, te tendre siempre conmigo. A Whitney por su presencia. A todos aquellos que contribuyen con sus esfuerzos a formular e implementar estrategias de desarrollo sostenible para los recursos naturales. IV AGRADECIMIENTOS A Ia Sociedad Alemana de Cooperacion Tecnica, GTZ a traves del proyecto EAP­ Republica Federal de Alemania por haber financiado mis estudios en esta etapa de mis estudios profesionales. A los doctores Alonso Moreno, Jay Hughes y George Pilz por haber depositado en mi Ia confianza necesaria para continuar con mis aspiraciones profesionales en Zamorano. A toda mi familia, en especial a Mary y Dante por haber impulsado en mi los deseos de salir adelante siempre por sobre todas las dificultades. A Janeth Moncada Paz por su invalorable apoyo y ayuda en la realizacion de los exitos alcanzados en rni preparacion profesional, el resultado de tu colaboracion ayudo a conseguir este trabajo .. los meritos de este trabajo tambien te correspond en. AI personal docente del Departamento de Recursos Naturales y Conservacion Biologica (Timothy R. Longwell, Silvia C. Chalukian, Johann Kammerbauer, Michael D. Lee y Nelson Agudelo), por haberme apoyado para terminar mis estudios en Zamorano. A Timothy, Silvia y Janeth por haberme apoyado en todo sentido en momentos dificiles. A rnis asesores Michael Lee, Alison Thomas, Johann Kammerbauer y Aurelio Revilla por el innegable apoyo a! trabajo realizado y por haberme guiado en la realizacion de este trabajo. De forma especial a Alison Thomas y Michael Lee por todas sus ensefianzas en el transcurso de la realizacion de esta etapa de mi carrera profesional. A Tim Bartlett y Glenn Hyman por sus ensefianzas y apoyo en la realizacion de este trabajo. A los trabajadores de Zootecnia y todas aquellas personas que colaboraron con el levantamiento de Ia informacion de campo. A rnis compafieros Los Pioneros, con los que iniciamos con Ia preparacion zamorana en el campo del Manejo de los Recursos Naturales y Ia Conservacion Biologica. A las familias Hurtubise y Calderon por el apoyo que me brindaron en todo el tiempo de mi permanencia en Honduras. A mi ALMA MATER por haberme formado profesionalmente y como persona. v INDICE GENERAL Pag. TITULO . . . . . I APROBACION. . 11 DERECHOS DE AUTOR 111 DEDICATORIA . . . . IV AGRADECIMIENTOS . . v INDICE GENERAL . . VI INDICE DE CUADROS . x INDICE DE FIGURAS . XI INDICE DE ANEXOS x11 RESUMEN. . . . . . . x111 I. INTRODUCCION . 1 1. 1. Consideraciones Generales. . 1 1.2. Alcances del Estudio.. . . 1 II. REVISION DE LITERAT URA . 3 2. 1. Medio Ambiente y_ Contaminacion. . . 3 2.1.1. Aspectos Generales. . . . . . 3 2.1.2. Concepto de Contaminacion del Agua. . 6 2.1.3. Definicion de Sustancia Toxica.. . 6 2.1.4. Fuentes de Contaminacion. . . 7 2.1.4.1. Puntual.. . . . . . . . 7 2.1.4.2. No Puntual. . . . . . . . 9 2.1.5. Uso de Ia Tierra y_ Contaminantes Potencia1es. . 9 2.1.6. Cicio Hidrologico y_ Transporte de Contaminantes. . 11 2.1.7. Flujos y_ Naturaleza de las Aguas Residuales en Ia Industria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.2. Causas y_ Tipos de Contaminacion del Agua por Incidencia Agropecuaria. . . . . . . . . . . . 14 2.2.1. Tipos de Contaminantes. 14 2.2. 1.1. Solidos en Suspension. . 14 2.2.1.2. Componentes Quimicos. 14 2.2. 1.3. Organismos Vivos. 15 VI 2.2.2. Principales Contaminantes Agropecuarios. . 15 2.2.2.1. Fertilizantes. . . . . . . . . . . . 16 2.2.2. I. 1. Compuestos de Nitr6geno. 16 2.2.2.1.2. Compuestos de F6sforo.. 17 2.2.2. 1.3. Compuestos de Potasio. . 17 2.2.2.2. Pesticidas.. . . . . . 18 2.2.2.3. Residuos Animales. . 18 2.2.2.4. Riego.. . . . . . . 19 2.2.3. La Industria Agropecuaria. . . 20 2.3. Caracterizaci6n de Aguas Residuales. . 21 2.3 .I Efluentes Municipales. . . . 21 2.3.2. Efluentes Agroindustriales. . . 22 2.4. Control de Desechos Liquidos. . . . . . 24 2.4.1. Metodos de Control. . . . . . 25 2.4.1.1. Minimizaci6n de Desechos. . . 25 2.4.1.1.1. Limpieza y_ Mantenimiento. 25 2.4. 1.1.2. Cambia de Materias Primas. . 26 2.4.1.1.3. Modificaciones en el Proceso de Producci6n. . 26 2.4.1.1.4. Reutilizaci6n. . . . . . . 26 2.4.1.2. Tratamiento de Desechos.. . . . 27 2.4.1.2. 1. Tratamiento Primario. . . 27 2.4.1.2.2. Tratamiento Secundario. 30 2.4.2. Criterios para la Selecci6n del Metoda Apropiado. 34 2.4.3. Clasificaci6n de los Tipos de Tratamiento de Desechos Liquidos.. 34 2.5. Normas para Efluentes.. 36 2.6. Derecho de Descarga. . 37 III. MATERIALES Y METODOS 39 3. 1. Ubicaci6n Geognifica. . 3 9 3.2. Contexto General. . . . 39 3.3. Hidrografia. . . . . . . . 41 3. 3. 1. Quebradas Receptoras de Desechos. . 41 3.3.2. Contexto de La Chorrera en el Area de Estudio. . 41 3.4. Sistema de Alcantarilla de Zootecnia.. . . 43 3.5. Delimitaci6n y_ Periodo de Realizaci6n.. 45 3 .6. Disefi.o del Estudio.. . . . . . . 45 3. 7. Recolecci6n de Muestras. . . . . . . 46 3.7.1. Tipos de Muestreo.. . . . . 46 3.7.1.1. Muestreo Simple. . . 46 3.7.1.2. Muestreo Compuesto. . 47 3.7.2. Caudal.. . . . . . . . . . . . 48 3.7.3. Estimaciones de Consumo. . 49 VII 3.8. Caracterizaci6n de Ia Calidad de las Descargas. 50 3.8.1. Calidad Fisico Ouimica.. . . 50 3 .8.1.1. Temperatura y Potencial de Hidr6geno. . 51 3.8.1.2. Turbidez. . . . . . . 51 3.8.1.3. S61idos Suspendidos. 52 3.8.2. Calidad Bioquimica. . . . . . 53 3.8.2.1. Oxigeno Disuelto.. . 54 3.8.2.2. Demanda Bioquimica de Oxigeno. 54 3.8.2.3. Demanda Quimica de Oxigeno. 56 3.8.2.4. Aceites y Grasa.. 56 3.8.2.5. Nitratos. . 57 3. 9. Amilisis de los Resultados. . . . 57 3.9.1. Aml.lisis Estadistico. . 59 3.9.2. Aml.lisis Comparativo. . 60 IV. RESULTADOS Y DISCUSION. . . . 61 4.1. Procesos Generadores de Desechos Liquidos en el Sistema de Alcantarilla de Zootecnia. . . . . . . . . . . 61 4.1.1. Plantas Procesadoras.. . . . . . . . . . 61 4.1.1.1. Planta de Industrias Utcteas. . 61 4.1.1.2. Planta de Industrias Carnicas. . . 65 4.1.2. Unidades de Producci6n Animal. . . 69 4.1.2.1. Establo de Ordefio. . . . 70 4.1.2.2. Unidad Vieja de Cerdos. 73 4.1.2.3. Matadero de Aves. 76 4.1.2.4. Unidad de Cabras. . . . 79 4.2. Volumenes de Descarga.. . . . . . . . . . 81 4.2.1. Plantas Procesadoras y Unidades de Producci6n Animal.. . . . . . . . . . . . . . 81 4.2.2. Salida Comun del Sistema de Alcantarilla de Zootecnia.. . . . . . . . . . . . . . 88 4.3. Caracterizaci6n de las Variables Fisico-Quimicas de las Descargas. . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 4.3.1. Variables Fisico-Quimicas de los Efluentes de las Plantas Procesadoras y Unidades de Producci6n Animal. . . 91 4.3.1.1. Analisis Estadistico de las Variables Fisico- Quimicas. . 91 4.3.1.1.1. ill.l. . . . . . . 92 4.3.1.1.2. Turbidez. . 95 4.3.1.1.3. Temperatura. 98 4.3. 1.2. S61idos Suspendidos. . 99 4.3.2. Variables Fisico-Ouimicas de Ia Salida Comun del Sistema de Alcantarilla . . . . . . . . I 03 VIII 4.4. Caracterizaci6n de las Variables Bioquimicas de las Descargas. ................. . 105 4.4.1. Variables Bioquimicas de los Efluentes de las Plantas Procesadoras y Unidades de Producci6n. . I 05 4.4.1.1. Oxigeno Disuelto ..... : . . . . l 06 4.4.1.2. Demanda Quimica de Oxigeno. . . I 09 4.4.1.3. Demanda Bioquimica de Oxigeno. 112 4.4.1.4. Aceites y Grasas.. . . . . . . . . 117 4.4.1.5. Nitratos. . . . . . . . . . . . . . 119 4.4.2. Variables Bioquimicas de Ia Salida Comun del Sistema de Alcantarilla. . . . . . . 120 4.4.2.1. Concentraciones y Cargas Contaminantes.. . . . . . 120 4.4.2.2. Variabilidad de la DBO Durante una Jornada de Trabajo. 123 V. CONCLUSIONES . . . . 128 VI. RECOMENDACIONES. 132 VII. BIBLIOGRAFIA . 136 VIII. ANEXOS . . . . 141 IX INDICE DE CUADROS Pag. Cuadra 1. Relaci6n de los principales tipos de contaminantes, de acuerdo a diferentes actividades que ejercen influencia en Ia calidad del agua.. . .... 10 Cuadra 2. Valores esperables en Ia composici6n tipica de aguas residuales municipales ................................................................................................ 22 Cuadra 3. Rangos de concentraciones esperables en desechos de porquerizas ............... 24 Cuadra 4. Metodos de tratamiento de mayor aplicaci6n de acuerdo a los desechos que remueve ................................................................................. 28 Cuadra 5. Caracteristicas de algunos efluentes liquidos agroindustriales ....................... 3 5 Cuadra 6. Agrupamiento de los valores logaritmicos de turbidez segun el instrumento de medici6n ............................................................................. .52 Cuadra 7. Dias de generaci6n de desechos en cada unidad agrapecuaria analizada en el estudio ................................................................................. S9 Cuadra 8. Consumo de agua del conjunto de actividades realizadas en el area de Zootecnia. ...............................................................................................8 3 Cuadra 9. Descarga semanal de desechos liquidos en las unidades agropecuarias de Zamorano ............................................................................................... 84 Cuadra 10. Volumenes de descarga total durante 12 horas de de muestreo en cad a observaci6n ......................................................................................... 89 Cuadra 11. Caracterizaci6n de las variables fisico quimicas, en cada una de las unidades agropecuarias ................................................................................ 91 Cuadra 12. Analisis de varianza fisico-quimicos de las cargas, considerando como fuente de variaci6n las unidades agropecuarias .................................. 92 Cuadra 13. Ordenamiento de las unidades y plantas de praducci6n pecuaria con base en Ia prueba SNK de separaci6n de medias, (pH) ........................... 93 Cuadra 14. Ordenamiento de las unidades y plantas de praducci6n pecuaria con base en Ia prueba SNK de separaci6n de medias, (turbidez) .................. 96 Cuadra 15. Caracterizaci6n de las variables fisico-quimicas de Ia descarga del sistema de alcantarilla de Zootecnia ...................................................... 1.03 Cuadra 16. Caracterizaci6n de las variables bioquimicas en cada una de las unidades agropecuarias ......................................................................... 1.0.6 Cuadra 17. Analisis de varianza para Ia variable OD, considerando como fuente de variaci6n las unidades agropecuarias .......................................... 1.06 Cuadra 18. Variables bioquimicas de Ia descarga del sistema de alcantarilla de Zootecnia............................ . . . . . .. . .. .. . .. .. .. .. .. . . .. .. . .. . . . .. . . . .. . . .... 120 Cuadra 19. Comportamiento de Ia DBO durante una jornada tipica de producci6n en Ia descarga en Ia alcantarilla de Zootecnia...... .. .. 124 X INDICE DE FIGURAS Pag. Figura 1. Representaci6n conceptual de Ia actividad humana, sus relaciones y energia ......................................................................................................... .5 Figura 2. Respuesta de las descargas no puntuales de contaminantes de una cuenca, a Ia influencia de Ia hidrologia y uso de Ia tierra .......................... .12 Figura 3. Mapa general de Ia Escuela Agricola Panamericana ....................................... .40 Figura 4. Mapa de Ia red de alvantarillado de Zootecnia ............................................... .44 Figura 5. Volumenes de descarga semanal en cada planta y unidad agropecuaria analizada ..................................................................................8 5 Figura 6. Proporci6n de los volumenes de descarga semanal. ........................................ 86 Figura 7. Volumenes de descarga de desechos Iiquidos durante una jornada de producci6n agropecuaria ............................................................. 87 Figura 8. Tendencia de los volumenes de descarga del sistema de alcantarilla de Zootecnia ............................................................................... 90 Figura 9. Ordenamiento de los efluentes pecuarios de acuerdo a las caracteristicas de pH, basado en Ia prueba SNK de separaci6n de medias ...................................................................................................... 94 Figura 10. Ordenamiento de los efluentes pecuarios de acuerdo a las caracteristicas de turbidez, basado en Ia prueba SNK de separaci6n de medias ..................................................................................... 97 Figura 11. Concentraci6n de s6lidos suspendidos en las unidades agropecuarias analizadas .............................................................................. I.O I Figura 12. Carga semanal de s6lidos suspendidos en las unidades agropecuarias analizadas .............................................................................. 1.02 Figura 13. Ordenamiento de los efluentes pecuarios de acuerdo a Ia caracteristica de OD basado en Ia prueba SNK de separaci6n de medias .................................................................................................. .I 08 Figura 14. Concentraci6n de DQO en las unidades agropecuarias analizadas ................. 1 I 0 Figura 15. Carga semanal de DQO en las unidades agropecuarias analizadas ................. I I I Figura 16. Concentraci6n de DBO en las unidades agropecuarias analizadas ................. II3 Figura 17. Relaci6n entre Ia concentraci6n de DQO y DBO ......................................... 1I4 Figura 18. Carga semanal de DBO en las unidades agropecuarias analizadas ................. J I6 Figura 19. Concentraci6n de aceite y grasas en las plantas de producci6n pecuana ..................................................................................................... I I 7 Figura 20. Carga semanal de aceite y grasas en las plantas de producci6n pecuana.................................................. . ............................ . ... 119 Figura 21. Concentraciones de contaminantes del sistema de alcantarilla de Zootecnia ........................................................................ . . ........... J22 Figura 22. Variaciones de las concentraciones de DBO en Ia descarga de Ia alcantarilla de Zootecnia durante 12 horas de descarga. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... .125 Figura 23. Variaciones de las cargas de DBO en Ia descarga de Ia alcantarilla de Zootecnia durante 12 horas de descarga .................................... 1.26 XI INDICE DE ANEXOS Pag. Anexo I. Lineas de actuaci6n para Ia protecci6n de Ia de Ia calidad de las aguas frente a los residuos animales ........................................................1 4 .I Anexo 2. Caracteristicas de las aguas de desecho producidas por Ia actividad agroindustrial agropecuaria ...................................................... 142 Anexo 3. Caracteristicas tipicas de efluentes agropecuarios relacionando los volumenes de producci6n y consumo de agua ..................................... 1.4.3 Anexo 4. Panimetros que deben controlarse en los efluentes industriales....... . .. 144 Anexo 5. Normas recomendadas para Ia descarga de desechos liquidos .................. 1.4.5 Anexo 6. Esquema de los principales impactos en Ia quebrada "La Chorrera" ......................................................... .. ........ ... . .. ... . .. 1.48 Anexo 7. Recomendaciones para Ia toma de muestras............ ... ....... . .149 Anexo 8. Frecuencia y numero de observaciones de acuerdo a los tipos de muestreo realizados ................................................................................................. 15.1 Anexo 9. Procesos de producci6n de Ia Planta de Industrias Utcteas ....................... 152 Anexo 10. Procesos de producci6n de Ia Planta de Industrias Carnicas ....................... 1.63 Anexo 11. Procesos de producci6n del Establo de Ordefio ......................................... 168 Anexo 12. Procesos de producci6n de Ia Unidad Vieja de Cerdos.................. . .170 Anexo 13. Procesos de producci6n del Matadero de Aves ......................................... 1.72 Anexo 14. Procesos de producci6n de Ia Unidad de Cabras ....................................... 1.7.4 XII RESUMEN Toda actividad agricola y agroindustrial acarrea consigo un sin numero de efectos secundarios en Ia producci6n de desechos, liberaci6n de sustancia's t6xicas, acumulaci6n de desperdicios y otros; debido a esto los impactos en el manejo sostenible de los recursos varianin frecuentemente y senin dependientes del tipo de actividad y Iugar de aprovechamiento del recurso, esta actividad se constituye en Ia principal fuente no puntual de contaminaci6n de los recursos hidricos. El estudio caracteriza los desechos liquidos de seis unidades agropecuarias de Zamorano, con base en Ia cantidad, calidad y variaciones; a su vez describe las condiciones hidrol6gicas y ambientales del recipiente en Ia quebrada La Chorrera, Ia cual cumple Ia funci6n de principal cuerpo colector de desechos de Ia secci6n de Zootecnia. Los volumenes de descarga vertidos por las plantas agroindustriales representan Ia mayor parte de Ia descarga total de Ia actividad agropecuaria de Zamorano. La calidad fisico -quimica de los desechos liquidos determin6 que Ia cantidad de materia s61ida transportada por los efluentes tiene gran influencia sobre las concentraciones de s61idos suspendidos y las propiedades de turbidez, mientras que las caracteristicas acido-alcalinas y de temperatura de los efluetes no varian mucho. En cuanto al comportamiento bioquimico de los efluentes los niveles de demanda de oxigeno se encuentran superiores a las normas mexicanas y recomendaciones para el vertimento de desechos liquidos a cuerpos de agua superficiales. De acuerdo con las caracteristicas hidrol6gicas de Ia quebrada receptora y los impactos propiciados por Ia acumulaci6n de desechos, principalmente liquidos, el contexto actual de La Chorrera muestra que los recursos se estan alterando negativamente, debido a Ia alta presion que se ejerce en mencionado sistema hidrico; en consecuencia de ello y del contexto de las descargas, Ia quebrada en Ia actualidad no ofrece ninguna capacidad de diluci6n, ni funciona como un proceso de depuraci6n natural. La descarga del sistema de alcantarilla de Zootecnia, se constituye en el principal factor que se encuentra contaminando Ia quebrada, constituida por efluentes que estan contaminados y son vertidos sin tratamiento, existiendo Ia necesidad de implementar un sistema de tratamiento debido a los volumenes de descarga y cargas contaminantes como tambien a Ia capacidad asimilativa del cuerpo receptor, constituyendo un riesgo potencial de contaminaci6n que afecta negativamente aguas abajo de Ia descarga. Xlll I. INTRODUCCION 1.1. Consideraciones Generales. Toda actividad productiva agricola acarrea cons1go un sm numero de efectos secundarios en producci6n de desechos, liberaci6n de sustancias t6xicas, acumulaci6n de desperdicios y otros; debido a estos, los niveles de impacto en Ia sostenibilidad de los recursos, son variables y dependen, en su mayoria del tipo de actividad y Iugar donde es aprovechado el recur so. Inventarios recientes muestran que Ia contaminaci6n de fuentes no puntuales constituyen las principales fuentes de contaminaci6n del agua. La contaminaci6n dispersa de Ia escorrentia proveniente de Ia actividad agropecuaria, el madereo, las calles urbanas, Ia mineria y Ia industria de Ia construcci6n sobrepasa a Ia contaminaci6n de fuentes puntuales. Estos inventarios tambien han identificado a Ia agricultura como Ia mayor fuente de contaminaci6n no puntual, aminorar las fuentes agricolas no puntuales presenta un importante desafio de politica publica y privada. 1.2. Alcances del Estudio. Par carencia de datos con referencia a los impactos, hay necesidad de tener variables cuantificables entorno a las calidades de los recursos que rodean el area de Zamorano. El estudio de Ia caracterizaci6n de aguas residuales estima Ia contaminaci6n procedente de las principales fuentes de Ia agroindustria pecuaria de Zamorano, en terminos del tipo de contaminaci6n, cargas vertidas y concentraciones de contaminantes. El disefi.o del estudio de caracterizaci6n comprende el analisis cualitativo y a cuantitativo del contexto en que se vierten los desechos y cuantitativo de Ia calidad de los efluentes. Cualitativamente se describen los procesos que intervienen en Ia generaci6n de desechos liquidos y Ia informacion referente al sistema de drenaje asi como el mapeo del contexto en el cual se vierten las descargas al cauce cercano. Posteriormente se caracterizan los efluentes de acuerdo a Ia calidad de sus descargas, organizandose los indicadores de calidad en base a variables fisico-quimicas y bioquimicas. La quebrada La Chorrera, ubicada en las proximidades del area de explotacion, recibe \as descargas de aguas residuales y de desechos solidos de cuatro unidades de produccion animal y de dos plantas procesadoras de productos animales. A su. vez se encuentra ubicado en las riveras de Ia quebrada un vertedero a cielo abierto que cumple Ia funcion de basurero, el cual es el colector de todos los desechos solidos de Zamorano. Entre los alcances del estudio esta el definir el marco del problema de contaminacion, Ia identificacion de las categorias mas problematicas en terminos de desechos liquidos industriales e identificar las necesidades de tratamiento poniendo los niveles de contaminacion en contexto con las normas para Ia descarga de desechos en el medio ambiente. El analisis en las caracteristicas fisico-quimicas y biologicas del recurso agua cumple el objetivo global de ampliar Ia informacion existente, y con los datos recopilados poderse evaluar que tan apropiada es Ia corriente para usos actuales y futuros. A nivel macro el cauce de Ia quebrada forma parte de Ia red hidrica de Ia cuenca del Rio Choluteca a traves de su desembocadura en el Rio Y eguare y este en el Rio Choluteca, para finalmente desembocar en el Golfo de Fonseca. Estudios realizados porIa Universidad Nacional Autonoma de Honduras (UNAH) y el Centro de Estudios y Control de Contaminantes (CESCCO), identifican al Rio Choluteca como una de las principales fuentes de contarninacion del Golfo de Fonseca; en consecuencia, estudios detallados que proporcionen informacion sobre esta red hidrica, son relevantes para estimar niveles de aporte en Ia contaminacion. Es importante destacar que el alcance del estudio no fue determinar precisamente Ia calidad de las descargas de todas las fuentes que producen aguas residuales. Habra que considerar este estudio como un proyecto preliminar que identifica Ia magnitud del problema en el vertimiento del sistema de alcantarillado de Zootecnia y Ia necesidad de estudios futuros mas enfocados en las categorias de actividad agroindustrial. Finalmente las estimaciones de las calidades de las descargas son datos que representan los dias "peores" de vertimiento de desechos liquidos en el periodo del estudio. 2 II. REVISION DE LITERA TURA 2.1. Medio Ambiente y Contaminacion. El contexto en el cual el medio ambiente seve alterado por el problema contaminative, engloba una serie de aspectos y conceptos que forman parte del conjunto de relaciones que forman parte de Ia problematica ambiental. 2.1.1. Aspectos Generales. El aumento de Ia poblaci6n en las grandes urbes ha hecho necesaria Ia modernizaci6n de los metodos de producci6n manufacturera y agropecuaria para atender satisfactoriamente a Ia demanda de productos y servicios. La disponibilidad de agua de calidad y en cantidad adecuada ha sido un elemento importante en todas las actividades en el pasado, actualmente continua siendo un elemento esencial para el consumo humano, las actividades agropecuarias, Ia industria, Ia recreaci6n, Ia navegaci6n y Ia generaci6n de energia (Cubillos, 1988). La utilizaci6n de las aguas dulces en forma exponencial y el crecimiento poblacional, son componentes indispensables de cualquier analisis de los recursos de aguas continentales (OEA y UNAH, 1992). Las personas han utilizado y utilizan agua en diversas actividades; el consumo de agua aumenta para satisfacer nuevas demandas y atender el establecimiento de nuevas industrias asi como actividades agricolas y pecuarias (Cubillos, 1985). La agricultura no es solamente el mayor consumidor de los recursos hidricos sino que, debido a Ia falta de eficiencia en su distribuci6n y aplicaci6n, sus efluentes que retornan a los recursos de aguas superficiales o subterraneas contienen grandes cantidades de sales, nutrientes y productos agro-quimicos, lo que tambien contribuye a! deterioro de su calidad (Sagardoy, 1993). En las ultimas decadas, a nivellatinoamericano, se ha venido reconociendo de manera creciente que el aprovechamiento desmedido de agua tiene grandes repercusiones ambientales 3 y que a su vez todavia pueden tener consecuencias adversas imprevistas para Ia salud humana (FAO, 1981). El vertimiento de desechos al aire, agua o suelo produce.efectos degradantes en el ambiente, muchas veces desconocidos en su real magnitud (Cubillos, 1988). Uno de los indices reveladores del grado de desarrollo econ6mico alcanzado en America Latina y el Caribe en el ultimo cuarto de siglo, es el surgimiento de Ia contaminaci6n del agua como caracteristica importante del uso de los recursos hidricos de Ia region (American society for testing and materials, 1979). En Ia figura 1 se muestra un representaci6n conceptual de Ia actividad humana, sus relaciones y flujo de materiales y energia, Ia cual esquematiza el flujo de recursos y de desechos en el ambiente en general. A largo plazo las metas que persiguen el mantenimiento de los recursos finitos (agua), necesitan de estudios que cuantifiquen los niveles de impacto en que determinadas actividades incurren en el medio ambiente natural (Cruz et al., 1989). 4 .. ~:-~ ---------. Carbon, gas, petroleo, SISTEMA HUMANO (Ciudad, industria, cria intensiva de animales, etc). Hquidos DBO s6lidos SUELO Agricultura. Bosques. Pastos. SIMBOLOGIA ·------1 o Fuente externa Q Sistema autosostenido "\7 Tratamiento Unidad de A Almacenamiento ~ transfonnaci6n D produce ion L.:!!. recolecci6n Fuente: (Cubillos, 1988). Figura I. Representaci6n conceptual de Ia actividad humana, sus relaciones y flujo de materiales y energia. 5 2.1.2. Concepto de Contaminacion del Agua. La contaminaci6n implica cualquier alteraci6n o grupo de alteraciones que afecten Ia calidad del agua a traves de sus caracteristicas fisicas, quimicas y biol6gicas en su estado natural o despues de ser alterados porIa acci6n de las personas (Cubillos, 1988; F AO, 1981; Lee, 1994). Sagardoy (1993) define Ia contaminaci6n del agua como " .. cualquier organismo vivo, mineral o compuesto quimico cuya concentraci6n limite o impida los usos beneficos del agua". Dependiendo del tipo de contaminante y de sus caracteristicas, el principal medio difusor puede ser el agua superficial y subteminea. Por ello el modo mas practico de evaluar Ia contaminaci6n difusa, es realizar analisis especificos en aquellos recursos involucrados en cualquier proceso contaminante. Los compuestos resultantes pueden pasar a otros medios que se encuentran en conexi6n, como son las aguas superficiales, las aguas subterraneas, Ia atmosfera y por ultimo los seres vivos (Cruz et al., 1989). Los efectos directos en las actividades sobre el agua, en muchos casos, suelen ser de gran importancia y por sus caracteristicas podrian presentarse temporalmente e ir desapareciendo paulatinamente; pudiendo producir efectos indirectos importantes sobre los componentes bi6ticos del medio que dependen, en mayor o menor medida, de este recurso para su supervivencia (Gonzales, 1989). Las caracteristicas del agua en sus estados naturales pueden variar con el tiempo, con las estaciones del aiio, los dias, Ia temperatura, los puntos de recolecci6n de las muestras en una misma fuente; por lo que, en un momento dado, se puede detectar en que lugares se contamina el agua e investigar las causas (Moncada, 1990). 2.1.3. Definicion de Sustancia Toxica. Se puede definir una sustancia t6xica como cualguier agente capaz de producir un efecto nocivo en un sistema biol6gico, dano a sus funciones o Ia muerte (Repetto, I 98 I; Salas et al., 1988). 6 El registro de efectos t6xicos de sustancias quimicas del "U.S. National Institute for Occupational Safety and Health" (1976), define "una sustancia t6xica como Ia que demuestra el potencial de: - inducir cancer, tumor o efectos neoplasticos en el humano o animales de experimentaci6n; - inducir un cambio transmisible permanente en las caracteristicas de Ia descendencia de aquellos padres en experimentaci6n humanos o animales; - causar Ia producci6n de defectos fisicos en el embri6n en desarrollo de humanos o de animales de experimentaci6n, o cualquier otra via en cualquier cantidad, concentraci6n o dosis referida para cualquier periodo de tiempo". Existe especial interes en lo que se refiere a Ia preservaci6n de Ia calidad del agua superficial para diversas utilidades, y se han establecido normas que contemplan su utilidad, como agua para uso agricola, consumo humano, consumo animal y otros (Salas et al., 1988). 2.1.4. Fuentes de Contaminacion. Las fuentes de contaminaci6n se agrupan conforme con su origen y procedencia, clasificandose de acuerdo a su caracter puntual y no puntual. 2.1.4.1. Puntual. La F AO ( 1981 ), describe el tipo de contaminaci6n puntual como las originadas, en su mayor parte en Ia industria, donde sus efluentes son bien localizados en un area reducida. La contaminaci6n puntual es aquella que tiene un origen concentrado y proviene de un Iugar especifico (Lee, 1994). Existen actividades que se encuentran dentro este tipo de contaminaci6n, las actividades agropecuarias pueden ser consideradas como fuentes puntuales; entre elias se encuentran los excrementos del ganado, sobre todo los producidos bajo regimen de estabulaci6n; el almacenamiento de fertilizantes y pesticidas como tambien los restos de cosec has principalmente (F AO, 1981 ). 7 Otro tipo de contaminaci6n que fom1a parte importante de este grupo es Ia producida en Ia actividad industrial. En muchas ocasiones, las aguas industriales se eliminan mediante pozos de inyecci6n, estanques o balsas de infiltraci6n entre otras, donde muy a menudo tienen Iugar infiltraciones no previstas en estanques de evaporaci6n u oxidaci6n, o bien se produce una lixiviaci6n de materiales contaminantes en vertederos y depositos de residuos (F AO, 1981 ). Sin embargo, Ia mayoria de las descargas industriales principalmente en paises en desarrollo, descargan sin tratamiento sus efluentes directamente a un cuerpo de aguas 1 . Por otra parte los procesos de producci6n, almacenamiento y transporte, se asocian a una serie de accidentes, tales como fugas, roturas de tuberias u otros daf\os fisicos provocados a los sistemas de conducci6n y drenaje de forma accidental o premeditada que pueden producir contaminaci6n industrial. Los residuos domesticos en areas rurales y urbanas pueden plantear tambien problemas para aguas subterraneas y/o superficiales, en el caso de Honduras, Ia mayoria no se tratan. El uso de las aguas residuales domesticas, con o sin tratamiento para irrigaci6n, podrian ser, si no se ejercieran un control adecuado, causa de contaminaci6n de los mantos acuiferos. De igual forma los sistemas individuales de eliminaci6n, tales como pozos negros, e incluso fosas septicas y otros sistemas con fines similares pueden producir problemas. Los residues s61idos concentrados en vertederos situados no apropiadamente y controlados, producen filtraciones de elementos contaminantes hacia acuiferos, siendo un factor importante en alteraciones en Ia calidad de reservoreos o cuerpos de agua (FAO, 1981). Otro de los contaminantes puntuales podrian ser Ia producci6n, almacenamiento, transporte y empleo de materiales radioactivos, pudiendo representar una amenaza para los recursos hidricos subterrimeos (FAO, 1981; Eckenfelder et al., 1988) 1 Thomas, A. 1995 (E.S.A. Consultores), Hond., Tegucigalpa. (Comunicaci6n personal). 8 2.1.4.2. No Puntual. La contaminaci6n no puntual tiene un origen disperso y acumulado en un area grande, extendiendose sus efectos sobre amplias zonas (FAO, 1981; Lee, J994). Este tipo de contarninaci6n es Ia mas probable de encontrar y tiene Ia caracteristica de ser poco controlable y estar sujeta a numerosos factores que se relacionan en los efectos que produce. 2.1.5. Uso de Ia Tierra y Contaminantes Potenciales. El uso de Ia tierra puede ser definido en varias categorias, de acuerdo a las actividades humanas que puedan relacionarse con los problemas de contaminaci6n. Definiendo estos Ia ubicaci6n y forma de los contaminantes (Thomann, 1988). El cuadro 1 presenta una relaci6n que caracteriza los tipos de contaminantes mas importantes, de acuerdo a diferentes actividades que ejercen influencia en Ia calidad de las aguas en una cuenca. En lo que se refiere a las practicas agricolas, el empleo de plaguicidas puede resultar a largo plaza muy peligroso para las aguas superficiales y subterraneas, asi mismo Ia utilizaci6n de cantidades excesivas de abonos y fertilizantes pueden plantear serios problemas debido a una acumulaci6n de nutrientes y procesos de eutroficaci6n de sus aguas. Tambien los procesos de mineralizaci6n de aguas subterraneas en regiones semi-aridas y aridas par procesos de diluci6n de sales e irrigaci6n representan un problema considerable (F AO, 1981 ). 9 Cuadro 1. Relaci6n de los principales tipos de contaminantes, de acuerdo a diferentes actividades que ejercen influencia en Ia calidad del agua. CONTAMINANTES FUENTES Sedimentos Nutrientes Plaguicidas Salinidad Materia Micro- Trazas de organica orgamsmos metales Construcci6n X X X X X X X Agricultura X X X X X X 0 Silvicultura X X X X X Manejo de residues X X X X X Modificaci6n hidrol6gica X X X X Mineria X X X X Fuente: (Thomann, 1988). 2.1.6. Cicio Hidrologico y Transporte de Contaminantes. El ciclo hidrologico determina en gran parte Ia regulacion del tiempo, el volumen, Ia frecuencia y Ia calidad de las descargas no puntuales (Thomann, 1988). De acuerdo a Ye\jevich (1971) "Las superficies continentales, acuiferos subtern'meos, cuerpos de agua interiores plantas y suelo son ambientes con entradas complejas de agua, composiciones ambientales, respuestas y descargas. Esta trinidad entrada-respuesta-descarga, en combinacion con dependencias mutuas y retroalimentaciones es definida como ciclo hidrologico". En consecuencia, Ia naturaleza de las entradas y salidas del sistema tiene gran importancia ya que a traves de las mismas se podni estimar Ia magnitud de las descargas distribuidas, en Ia figura 2 se muestra Ia respuesta de las descargas no puntuales conforme a las relaciones caracteristicas que describe. Las aguas superficiales y subternl.neas contienen siempre en estado natural una serie de sales disueltas, estas se originan por el lavado por escorrentia de diversos materiales del suelo y subsuelo. De igual forma, el agua recoge materia orgimica natural de Ia vegetacion en diversos estados de biodegradacion y diluye gases atmosfericos. El resultado de estos contactos es que el agua acumula ciertas cantidades de impurezas naturales por disolucion o reaccion quimica seguida de dilucion (Hem, 1961 ). La calidad resultante es funci6n de las condiciones naturales, no de Ia accion del hombre, y generalmente es considerada como un nivel de partida (F AO, 1981 ). Existe tambien en depositos sedimentarios antiguos, aguas "fosiles" cargadas de sales, que quedaron atrapadas. Noes raro que estos depositos se encuentren inmediatamente debajo de acuiferos de agua dulce y en conexion hidniulica con ellos. En consecuencia podra convertirse en una fuente no puntual de contaminaci6n (F AO, 1981 ). 1 1 ENTRADAS NO CONTROLABLES Prccipitaci6n. (a) lluvia (b) nieve Radiaci6n solar. Concentraciones arrastradas porIa lluvia. ENTRADASCONTROLABLES Energia. Desmonte-Dcsbroce-Roturaci 6n. Pnicticas de cultivo (Siembra, fertilizaci6n, energia, plaguicidas, capital, trabajo ). Desechos. Politicas de manejo de Ia tierra. SISTEMA Estructuras. Suelo. Topografia. Vegetaci6n. DESCARGASPARCIALMENTE Red de drenajc. CONTROLABLES Escorrcntia superficial Sedimentos. Nitr6geno organico y/o amoniaco. F6sforo Plaguicidas. Pat6genos. Materia organica. Metales. Escorrcntia subteminea Nitratos. Sales. Fuente: (Cubillos, 1988; Gomez, 1993) Figura 2. Respuesta de las descargas no puntuales de copntaminantes de una cuenca, a Ia influencia de Ia hidrologia y uso de Ia tierra. 12 2.1.7. Flujos y Naturaleza de las Aguas Residuales en Ia Industria. La captaci6n de aguas residuales puede difierir de Ia distribuci6n de aguas en tres aspectos esenciales: 1) excepto en circunstancias especiales, los ,eonductos no flu yen bajo presion; 2) el flujo es casi siempre inestable y frecuentemente no uniforme; y 3) las aguas fluyentes transportan cargas sustanciales de materias flotantes, suspendidos y solubles (Fair et al., 1990). La industria utiliza grandes volumenes de aguas en sus procesos de manufactura y en las operaciones complementarias. De hecho Ia producci6n de alimentos, metales, productos quimicos y otros bienes basicos requiere de una cantidad de agua que excede mucho el volumen combinado de otras materias primas; en consecuencia, las necesidades de agua por parte de Ia industria son tan variadas como extensas; donde Ia mayor parte del flujo se vierte finalmente a las corrientes naturales de agua en forma de aguas de desecho, los cuales dependeran del contexto del cuerpo de agua y del tipo de industria (Fair et al., 1990). Practicamente todas las clases de material que entren en una planta se pueden convertir en una impureza de sus aguas residuales. Entre los contaminantes se encuentran las materias primas, asi como los productos auxiliares, intermedios, finales y residuales, los subproductos, lubricantes y limpiadores. Algunos de estos tienen un considerable valor econ6mico y su perdida no puede justificarse aunque las condiciones econ6micas prevalentes pueden hacerla inevitable; en consecuencia una buena administraci6n de las plantas reducira al minimo las perdidas (Fair et al., 1989). Las aguas de enfriamiento como parte de los desecho liquidos constituyen los volumenes mayores de las aguas residuales industriales, pero su efecto contaminante es generalmente ligero, encontrandose contaminadas principalmente por el calor. Aun cuando esto es frecuentemente objetable, las temperaturas del agua se pueden disminuir por diluci6n o por enfriamiento evaporativo. En total, las aguas de enjuague constituyen el segundo volumen en importancia de agua de desecho. Frecuentemente, se encuentran mezcladas con las aguas residuales industriales, los efluentes de los banos de los empleados y de lavado del equipo y los espacios de trabajo (Fair et al., 1989). J 3 2.2. Causas y Tipos de Contaminacion del Agua por Incidencia Agropecuaria. Por el tipo de relaciones que establecen las fuentes de contaminacion con el contexto hidrico, se puede atribuir que existe una relacion estrecha entre Ia produccion agricola y el posible efecto sabre los recursos hidricos. La agricultura, entre otras actividades, tiene un impacto sabre el ambiente, especialmente sabre las condiciones de aguas superficiales y subterrimeas. Por ende, Ia agricultura de regadio tiende a sefialarse como uno de los principales contribuyentes de esta contaminacion (F AO, 1993; Sagardoy, 1993; Thomann, 1988). 2.2.1. Tipos de Contaminantes. La actividad agropecuaria puede contribuir con tres tipos de contaminantes: solidos en suspension, componentes quimicos y organismos vivos. 2.2.1.1. Solidos en Suspension. Provienen en su amplio rango de procesos de erosion del suelo producto de algunas actividades agricolas, tales como arar, labrar, nivelar, desforestar, sobrepastorear y muchas otras. En realidad, seria mucho mas apropiado referirse a malas practicas agropecuarias, ya que algunas de las actividades antes mencionadas podrian, de alguna manera, contribuir a evitar procesos erosivos, si se ejecutaran de forma apropiada (Sagardoy, 1993; FAO, 1981 ). 2.2.1.2. Componentes Quimicos. Los elementos quimicos son aportados principalmente porIa fertilizacion, Ia aplicacion de plaguicidas y el agua de riego; algunos de estos podran fijarse en el suelo desconociendose sus efectos a largo plaza. Partes de estos elementos Began hasta las masas de aguas y, dependiendo de su concentracion pueden constituir en un problema serio para usa posterior de los recursos (Sagardoy, 1993). La agricultura intensiva ha requerido cantidades cada vez mayores de fertilizantes y plaguicidas, llegando a provocar alarmantes aumentos en su concentracion en los cuerpo 14 de aguas, lo que representa un peligro potencial para los usuarios, en el caso de no realizar tratamientos adecuados a las aguas (Sagardoy, 1993 ). 2.2.1.3. Organismos Vivos. La agricultura o sea, por si misma tiene pocas posibilidades de agregar organismos vivos, especialmente los de canicter pat6geno; excepto explotaciones pecuarias. Sin embargo, los residuos de muchas agroindustrias, algunos procesos de cosecha y las escretas animales pueden aportar cantidades considerables de materia orgimica, afectando Ia calidad del agua (Sagardoy, 1993). Es muy probable que el riego con aguas servidas no tratadas se comporte como un diseminador de organismos pat6genos, convirtiendose en el principal foco de contaminaci6n biol6gica de aguas abajo; convirtiendose en uno de los mayores problemas que se presenta en el ambito rural y urbana marginal, generando con ello condiciones que limitan un adecuado desarrollo de Ia poblaci6n, sabre todo en el aspecto de salubridad (Ventura, 1993). 2.2.2. Principales Contaminantes Agropecuarios. Los contaminantes potenciales son: los residuos animales, las sales en el agua de irrigaci6n y toda Ia gama de compuestos quimicos, aplicados a las cosechas. Entre estos se encuentra los pesticidas y los compuestos, tanto organicos como inorganicos de nitr6geno, f6sforo y potasio, todos ellos componentes de los fertilizantes comerciales. Por otra parte, las concentraciones ganaderas, Ia eliminaci6n de residuos de cosechas u otras actividades de almacenamiento, pueden ser origen de fuentes puntuales de contaminaci6n (Sagardoy, 1993 ). Tambien, se ha observado que el agua superficial puede verse afectada por descargas de residuos orgimicos, ya se a provenientes de actividades agropecuarias, antes mencionadas de Ia concentraci6n de poblaci6n en las zonas rurales. Estas descargas pueden considerarse como una perdida de recursos de nutrientes y podrian crear problemas sanitarios (F AO, 1993). 15 2.2.2.1. Fertilizantes. De acuerdo a estudios de Ia FAO (1993), Ia producci6n y uso de fertilizantes, en Latinoamerica, muestra el estado de subfertilizaci6n en Ia mayoria de los paises de Ia region. Observandose tambien el agotamiento de los suelos, ya sea en materia organica (humus) o en sus nutrientes minerales, debido a ciertas practicas culturales y a Ia fertilizaci6n desequilibrada. El rapido aumento en el uso de fertilizantes ha sido debido principalmente, a su bajo costo a nuevas variedades de alto rendimiento y a Ia necesidad de mas altos rendimientos econ6micos (F AO, 1981 ). 2.2.2.1.1. Compuestos de Nitrogeno. Son los nutrientes mas importantes desde el punto de vista de las aguas subterraneas, debido a Ia movilidad de los nitratos. Un porcentaje importante de nitr6geno, es aplicado al suelo en forma organica como estiercol o urea ((NHJ2CO). El resto lo es en forma inorganica como amoniaco (NH3), sulfato am6nico ((NH4) 2S04), nitrato am6nico (NH4N03), carbonato am6nico ((NH4) 2C03) o nitrato calcico (Ca(N03) 2). Las cantidades de aplicaci6n de estos fertilizantes estan basadas en Ia cantidad total de nitr6geno necesitado por unidad de area de una cosecha dada (FAO, 1981). Las plantas pueden usar el nitr6geno solamente en forma de nitratos, entonces el tipo de fertilizante escogido determina Ia proporci6n de nitr6geno utilizable por las plantas. Los otros compuestos usados tienden a cambiar su estructura a nitratos, teniendo que pasar por procesos de oxidaci6n o cambia i6nico, que liberan muy lentamente este compuesto en el suelo. Los nitratos constituyen casi todo el nitr6geno presente en las aguas de lixiviaci6n, en consecuencia es considerado como el principal elemento m6vil en el suelo y aguas subterraneas (FAO, 1981 ). Estudios experimentales de la F AO presentados en las conferencias sobre Medio Ambiente celebradas en Rio de Janeiro y Dublin en 1992, demuestran que los compuestos organicos de nitr6geno no son muy m6viles en el suelo, consecuentemente son solamente sus productos degradados los que pueden crear problemas de contaminaci6n (F AO, I 993). 16 Sin embargo, los abonos organicos pueden contaminar las aguas superficiales con bacterias y otros microorganismos nocivos para Ia salud humana y otros seres vivos. El riesgo de contaminaci6n, es mayor en zonas donde el material superficial ,es impermeable. Si no se realiza bien la mezcla del abono con el suelo, o Ia aplicaci6n se realiza en periodos de lluvia, se dan'm perdidas del abono por efectos de escorrentia agravimdose con caracteristicas topograficas que favorezcan lavados superficiales (Cruz et al., 1989). 2.2.2.1.2. Compuestos de Fosforo. Este tipo de compuestos puede presentarse en forma organica e inorganica y Ia mayoria de ellos permanecen estables en el suelo, presentando muy poca movilidad. El f6sforo es afiadido como fertilizante comercial o liberado por descomposici6n de materia organica (FAO, 1981). Normalmente Ia forma inorgimica aplicada es como P20 5, encontrandose principalmente como fosfatos de hierro y aluminio en suelos acidos y fosfatos de calcio en suelos alcalinos. El f6sforo en forma organica aparece principalmente como fosfato de inositol, yen cantidades secundarias acidos nucleicos y fosfolipidos (FAO, 1981; FAO, 1993). El movimiento de estos compuestos hacia las aguas subterraneas es muy restringido y dependera del pH existente, pero puede ocurrir casos problematicos en que el suelo haya sido sobrecargado y su capacidad de fijaci6n se encuentre completamente saturada. En aguas superficiales, podria presentarse efectos en Ia calidad de las aguas, debido a Ia erosion del suelo arrastrando compuestos de f6sforo (FAO, 1981). 2.2.2.1.3. Compuestos de Potasio. Se aplica normalmente al suelo como K2C03 y por lo general no es causa de contarninaci6n de aguas subterraneas dada su susceptibilidad de adsorci6n y cambio i6nico por el suelo (FAO, 1981 ). 17 2.2.2.2. Pesticidas. Se entiende por pesticida a un terrnino general que incluye a los fungicidas, herbicidas, insecticidas, fumigantes y rodenticidas; estos pueden alcanzar tanto _aguas superficiales como subternl.neas, a traves de diferentes vias de contaminaci6n. La posibilidad de alcanzar este media esta en relaci6n fundamentalmente con el poder de disoluci6n del producto en el agua y de su persistencia (Cruz et a!., 1989). Los compuestos quimicos organicos sinteticos son los mas importantes por su toxicidad y uso mas frecuente. Los tres principales insecticidas en relaci6n con Ia contaminaci6n de las aguas subternineas son: los organoclorados por su persistencia en el media ambiente, los organofosforados por su relativa movilidad y los carbamatos por su relativa solubilidad. Estos insecticidas son t6xicos tanto por los seres humanos como para los animates (F AO, 1981 ). La mayoria de los herbicidas son importantes ya que presentan cierta movilidad y son t6xicos para las plantas en concentraciones moderadas, mientras que para los humanos y animates esta toxicidad se presenta en concentraciones altas. Los pesticidas dependiendo de Ia forma y tipo de aplicaci6n que se realiza, podrtm llegar por lixiviaci6n a acuiferos o cuerpos de agua superficiales (F AO, 1981 ). 2.2.2.3. Residuos Animates. La actividad pecuaria, representada por Ia ganaderia y Ia porcinocultura, hacen su aporte significativo a! deterioro de las aguas en las areas donde se desarrollan mas intensamente. Las aguas de establos y porquerizas se desechan, usualmente, sin ningun tipo de tratamiento directamente a los rios y quebradas mas pr6ximos (Coto, 1993). Debido a Ia tendencia a! establecimiento de grandes concentraciones ganaderas, porcinas y aves de corral. Los residuos liquidos y Ia materia organica s6lida resultantes de estas operaciones es una fuente de nitr6geno y f6sforo, entre otros factores, que pueden contaminar las aguas superficiales y subterraneas. Estos residuos conducen a un aumento en Ia carga de nitrato en los acuiferos y en combinaci6n con sales minerales producen aumentos en los so lidos disueltos (F AO, 1981) 18 Las aguas de desecho en actividades de explotaci6n pecuaria se componen de heces, orina, agua de lavado, restos de alimentos y de pasto principalmente. La cantidad y calidad de estos desechos depende de Ia cantidad de excreciones fecales y 4rinarias como tambien de Ia cantidad de agua empleada en las labores de limpieza (Coto, 1993). Por medio de lixiviaci6n de los potreros, los residuos podnin llegar a los cuerpos de agua debido a factores climaticos, que podran influir en su descomposici6n y arrastre (F AO, 1981). En el anexo 1 se presentan las lineas de actuaci6n dadas porIa "California State Water Resources Control Board" para Ia protecci6n de aguas tanto superficiales como subternineas contra Ia contaminaci6n debida a las instalaciones en sistemas de explotaci6n estabulado de animates. 2.2.2.4. Riego. El riego indudablemente es el principal medio de producci6n, en muchos lugares donde las condiciones climaticas y edaficas imposibilitan el abastecimiento de agua, en consecuencia y por las caracteristicas hidrol6gicas Ia contaminaci6n generada en un Iugar podra tener efectos en Ia calidad de las fuentes de regadio (F AO, 1981; F AO, 1993 ). El agua de riego no consumida por Ia evapotranspiraci6n se incorpora a las aguas subterraneas mediante percolaci6n por debajo de las zonas de las raices de las plantas o como agua de escurrimiento que finalmente se incorpora a las aguas superficiales. Las aguas que se incorporan a los acuiferos sufren un aumento en Ia concentraci6n de sales, Ia agricultura de riego han acelerado este incremento y Ia salinidad de las aguas subterraneas podrian finalmente limitar el uso beneficioso de este recurso (F AO, 1981 ). Es muy probable que el riego se comporte como un diseminador de organismos pat6genos, agravandose mas si es que se empleara aguas servidas no tratadas (FAO, 1993). Es imposible disociar los problemas ambientales resultantes de los modelos agricolas, con los dafios resultantes en Ia calidad del agua: Ia acumu1aci6n de sedimentos en los rios es resultado de Ia erosion; Ia contaminaci6n por agrot6xicos es consecuencia del desequilibrio 19 biologico en el manejo agricola; y Ia eutroficacion del agua es resultante de fertilizaciones desequilibradas (Andreoli, 1993). 2.2.3. La Industria Agropecuaria. La interrelacion de las actividades agropecuarias e industriales, producida por Ia dependencia de los productos agricolas como materias primas, incorporo Ia logica industrial en el media rural obligando a los productores a seguir padrones industriales pre-establecidos tales como garantizar Ia produccion en epocas determinadas, padronizar el aspecto externo de los productos, uniformidad de tamafio, forma y epoca de maduracion (Paschoal, 1983). La variedad y cantidad de los desechos dependen principalmente de la actividad, numero de procesos, materias primas utilizadas, productos elaborados, materiales sobrantes en estado solido, liquido o gaseoso, deficiencia del servicio de recoleccion, grado de control de las diferentes operaciones del proceso, tamafio de Ia planta y el numero de trabajadores de la industria (Barrera, 1987; Ordonez et al., 1992). Muchas agroindustrias utilizan agua en sus procesos. Sus efluentes brutos, tienen altos contenidos de materia orgimica y de contaminantes quimicos. La principal diferencia con Ia contarninacion agricola consiste en que el "contaminante" es de facil identificacion ya que se puede tamar medidas correctivas (Sagardoy, 1993). Las industrias alimenticias erniten contarninantes organicos, que se rniden generalmente par la demanda bioquimica de oxigeno (DBO), la demanda quimica de oxigeno (DQO), o cualquier otro parametro colectivo. Los aceites, materias flotantes, solidos gruesos, materia fina en suspension, sabor y color se encuentran en numerosas aguas residuales industriales (Fair et al., 1989). Cada agroindustria, y de hecho cada planta en particular, producen residuos especificos propios en volumen relativo y composicion. Las aguas residuales de Ia produccion de alimentos y de otras industrias de tipo fuertemente organico no son muy diferentes a las aguas negras domesticas respecto a su composicion y comportamiento (Fair et al, 1989). 20 2.3. Caracterizacion de Aguas Residuales. Las caracteristicas que presentan las aguas residuales son diferentes de los desechos de las industrias y de los desechos de las actividades agricolas, difer~nciandose principalmente en terminos del contenido de materia organica, s6lidos, nitr6geno y f6sforo caracteristicas que podran determinar Ia calidad de los efluentes (Cubillos, 1988). La materia organica constituye una fuente de carbon para Ia sintesis celular, energia de las reacciones bioquimicas para los microorganismos responsables de Ia descomposici6n de Ia materia organica; mientras que el nitr6geno y el f6sforo son nutrientes necesarios para el metabolismo celular, siendo estos parametros importantes en cualquier situaci6n que amerite el manejo de este tipo de aguas (Cubillos, 1988). En consecuencia, las caracteristicas de los efluentes se encuentran relacionados con el origen de sus desechos. 2.3.1 Efluentes Municipales. Tiene su origen en centros urbanos y esta formado por aguas residuales provenientes de viviendas y el comercio, tambien podran formar parte los residuos generales provenientes de las actividades internas realizadas al margen de procesos de producci6n, como los servicios sanitarios de plantas de producci6n (Cubillos, 1988; Ordonez et al., 1992). En el cuadro 2 se muestran los rangos de composici6n tipica de aguas residuales municipales. Las variaciones que expresa estos rangos, indican que Ia composici6n de estas aguas podran cambiar de un Iugar a otro, siendo funci6n de las condiciones socioecon6micas de Ia poblaci6n, el clima y otros factores tipicos de cada localidad (Cubillos, 1988). Este tipo de aguas residuales se caracterizan por tener en su composici6n altas concentraciones de materia organica, s61idos, cloruros, sulfatos, nitr6geno y f6sforo (Cubillos, 1982; Cubillos, 1988). La materia organica presente se descompone u oxida por Ia acci6n de microorganismos en el agua, durante Ia oxidaci6n se consume oxigeno disuelto (OD); el resultado es una depresi6n de Ia concentraci6n de 00, encontrandose concentraciones muy bajas en aguas residuales de este tipo (Cubillos, 1988). 21 Cuadra 2. Valores esperables en Ia composici6n tipica de aguas residuales municipales. I RESUMEN VALORES ESPERABLES* I Temperatura, oc 24.6 Turbiedad, UNT 145 S6lidos totales, mg/1 408- 987 S6lidos suspendidos, mg/1 167- 262 S6lidos disueltos, mg/1 331 - 820 Valor del pH, unidades 7.2 - 7,5 Cloruros, mg/1 38.9- 72 Fosfatos, mg/1 5.8- 15.4 Nitr6geno total, mg/1 21-34.5 Nitr6geno org{mico, mg/1 8.4- 14.5 Nitr6geno amoniacal, mg/1 12-20 Nitrites, mg/1 0.02- 0.004 Nitrates, mg/1 0.03 - 0.056 DB05 mg/1 (Demanda bioquimica de oxigeno) 167- 301 DQO, mg/1 (Demanda quimica de oxigeno) 361 -430 Aceites y grasas, mg/1 32-96 * Valores obtenidos de tres ciudades de America Latina (Venezuela, Merida; Colombia, Palmira; Mexico). Fuente: (Rivas, 1967; Cubillos, 1970; Cubillos, 1978; Castagnino, s.f.). 2.3.2. Efluentes Agroindustriales. La contaminaci6n del agua es el problema mas importante que ocasionan los procesos de producci6n y procesamiento de alimentos. Las cantidades de contaminantes y los volumenes de agua que se consumen varian dependiendo Ia actividad a que se dedique Ia agroindustria. Sin embargo, una caracteristica comun a todas estas aguas de desecho es su gran biodegradabilidad (Barrera, 1987). 22 Se producen en explotaciones pecuarias y procesado de cosechas de cultivos. Aportan cantidades apreciables de materia organica biodegradable, materia en suspension, y a su vez algunas industrias de alimentos y el estiercol de los animates c~ntribuyen con cantidades apreciables de nitrogeno y fosforo (Cubillos, 1988). Algunas de las caracteristicas indeseables causadas por agroindustrias, en Ia calidad del agua son las siguientes: a) Materia orgaruca biodegradable necesita oxigeno para Ia oxidacion y procede de mataderos, centrales azucareras, alimentos enlatados, pastas alimenticias, fabricas de cerveza entre otros. b) Grasas, aceites, combustibles y materia flotante, dan apariencia desagradable al agua, intervienen Ia transferencia de oxigeno, se volatilizan o depositan sobre las paredes de los conductos. Se originan en mataderos, fabricas de grasas, productos lacteos, aceites vegetates entre otros. c) Nitrogeno y fosforo son nutrientes esenciales para el crecimiento de muchos organismos; sin embargo, a concentraciones excesivas se fertilizan las aguas y favorecen el crecirniento masivo de algas en lagos favoreciendo procesos de eutroficacion. Las fabricas de productos alimenticios ricos en proteinas, de fertilizantes y operaciones pecuarias son los principales contribuyentes. d) Materia en suspension se deposita en ellecho de rios, lagos y estuarios; altera el ecosistema y se origina en fabrica de grasas vegetates, cerveza, mataderos, aceites, destilados entre otros. e) Color y turbiedad afectan Ia apariencia estetica del agua y puede llegar a interferir pruebas de laboratorio. Provienen de plantas de alimentos, pulpa de papel, industria textil entre otros (Cubillos, 1988). En el cuadro 3 se muestran algunos rangos para concentraciones que muestran Ia composicion de desechos en una instalacion de cria de porcinos. 23 Los valores de las concentraciones varian con Ia edad de los animales en cria o engorde, Ia alimentaci6n y Ia cantidad de agua a utilizada para el lavado de pisos por animal o metro cuadrado de instalaci6n (Cubillos, 1988; Loehr, 1977). Cuadra 3. Rangos de concentraciones esperables en desechos de porquerizas I PARAMETRO RANGOS DE I CONCENTRACIONES DB05, mg/1 (Demanda bioquimica de oxigeno) 495- 12918 DQO, mg/1 (Demanda quimica de oxigeno) 1006- 16125 Nitr6geno organico, mg/1 60- 308 Nitr6geno amoniacal, mg/1 167- 1335 S6lidos sedimentables, mg/1 20.8- 150 S61idos totales, mg/1 3850- 12472 Valor de pH, unidades 6-7.9 Fuente: (DIA, 1979; Cubillos, 1988). En los anexos 2 y 3 se presentan las concentraciones tipicas esperables para las descargas de aguas residuales en algunas industrias relacionadas con el agro, de acuerdo a dos fuentes, haciendose una relaci6n entre el consumo de agua y las caracteristicas de los efluentes. 2.4. Control de Desechos Liguidos. Por el acelerado desarrollo de las industrias del agro, como de Ia manufactura en Latinoamerica, sin una planificaci6n previa adecuada, han ocasionado graves problemas de contaminaci6n del media ambiente y en especial en los recursos hidricos obligc'mdose a invertir 24 esfuerzos en Ia busqueda de soluciones y desplegimdose alternativas de control (Salas et al, 1988). El maneJO de los desechos liquidos debe realizarse en forma conjunta con otras metodologias, tales como Ia reduccion de Ia magnitud de Ia descarga de sustancias contaminantes, mediante controles dentro de los propios establecimientos de produccion incluyendose el reciclado y recuperacion como Ia optimizacion de procesos (Chemecology, 1987). Los desechos liquidos de las industrias productoras y procesadoras de alimentos, deben someterse a un tratamiento o procesamiento nipido, debido a Ia caracteristica de tener alta biodegradabilidad de sus desechos, pudiendo someterse a tratamiento biologico sus desechos, el cual es uno de los metodos mas economicos de implementarse en este tipo de efluentes (Barrera, 1987). 2.4.1. Metodos de Control. Los metodos de control de desechos liquidos son agrupados en procesos que involucren Ia minimizacion y el tratamiento de desechos. 2.4.1.1. Minimizacion de Desechos. Se considera una serie de aspectos que deben formar parte de este metoda de control de desechos los cuales deben considerar Ia limpieza y mantenimiento de las instalaciones y equipo, cambia en las materias primas, modificaciones en el proceso y Ia reutilizacion de ciertos desechos liquidos que cumplan con la calidad minima. 2.4.1.1.1. Limpieza y Mantenimiento. Comprende instrucciones precisas sobre los procedimientos de operacion, de limpieza y de mantenimiento; sistema de supervision que asegure el cumplimiento de las normas, vttlvulas, empaques de las bombas, drenajes y tuberias o redes subterrtmeas; escapes de tanques de almacenamiento; limpieza y lavado de reactores, tambos, tambores y pisos; inspeccion regular de maquinas y recipientes equipados con rebosaderos (Barrera, 1987). 25 Ia materia prima, para que de esta forma se evite crear efectos col~terales por Ia eliminacion de un elemento especifico (Barrera, 1987). 2.4.1.1.3. :..:M-=-o"'"'d:.;i:..:.fi:..:•c""a~c~io:..:.n:..:e~s _en el Proceso _de Produccion. De forma global es mejor y mas economico reducir o eliminar una corriente de desechos de Ia descarga total, que someterla a un tratamiento; consiste en detener Ia contaminacion antes de que se produzca. La reduccion de los desechos que se descargan a un curso de agua 0 planta de tratamiento, a menudo va acompafiada de modificaciones en el proceso, separaci6n de corrientes o recuperacion o reutilizacion de materiales. Este proceso de reduccion de desechos, puede iniciarse con un completo balance de materiales de todos los procesos que utilizan agua y producen desechos (Barrera, 1987). La informacion que debe incluir el balance del agua debera estar principalmente comprendido porIa cantidad de agua utilizada, contenido de agua del producto y volumen de Ia corriente de agua residual; pudiendo detallarse mas a traves de Ia determinacion del contenido de agua de las materias primas, perdidas por evaporacion y contenido de vapor de agua en las corrientes de gas (Barrera, I 987). 2.4.1.1.2. Cambio de Materias Primas. Algunas veces es necesario y factible evitar Ia produccion de un desecho cambiando Ia materia prima, para que de esta forma se evite crear efectos col~terales por Ia eliminacion de un elemento especifico (Barrera, 1987). 2.4.1.1.3. Modificaciones en el Proceso de Produccion. De forma global es mejor y mas economico reducir o eliminar una corriente de desechos de Ia descarga total, que someterla a un tratamiento; consiste en detener Ia contaminacion antes de que se produzca. La reduccion de los desechos que se descargan a un curso de agua o planta de tratamiento, a menudo va acompafiada de modificaciones en el proceso, separacion de corrientes o recuperacion o reutilizacion de materiales. Este proceso de reduccion de desechos, puede iniciarse con un completo balance de materiales de todos los procesos que utilizan agua y producen desechos (Barrera, 1987). La informacion que debe incluir el balance del agua debera estar principalmente comprendido porIa cantidad de agua utilizada, contenido de agua del producto y volumen de Ia corriente de agua residual; pudiendo detallarse mas a traves de Ia determinacion del contenido de agua de las materias primas, perdidas por evaporacion y contenido de vapor de agua en las corrientes de gas (Barrera, 1987). Los analisis de constituyentes de los desechos y Ia determinacion de los volumenes producidos, en las distintas corrientes, pueden ayudar a determinar y corregir Ia principal fuente de perdida de agua. De esta forma se podra eliminar o minimizar Ia generacion de desechos (Barrera, 1987). 2.4.1.1.4. Reutilizacion. La utilizacion de aguas de desecho por recirculacion deberia ser una practica muy usual en Ia mayor parte de las industrias. Este procedimiento, sin embargo, no significa Ia reduccion de Ia contaminacion sino una concentracion en un volumen mas pequefio. 26 La recirculaci6n del agua generalmente adiciona sustancias quimicas para control de corrosion, escamas y bacterias. Sin embargo, Ia recirculaci6n de soluciones debiles que contienen materias primas, productos intermedios y finales, pueden proporcionar al proceso productive una cierta economia (Barrera, 1987). Tambien existen una serie de mecanismos de control de contaminantes, los mismos que hacen referencia a los procesos de tratamiento que pueden ser sometidos los efluentes, de acuerdo al origen y composici6n del mismo (cuadro 4). 2.4.1.2. Tratamiento de Desechos. Existen dos tipos de tratarniento de desechos, entre los cuales se encuentra el primario y el secundario. 2.4.1.2.1. Tratamiento Primario. Dentro de este tipo de tratamiento se encuentran Ia separci6n de desechos s6lidos en bruto, homogeneizaci6n, remoci6n de grasas o aceites libres, sedimentaci6n, control del pH y floculaci6n. 2.4.1.2.1.1. Separacion de Desechos Solidos en Bruto. La pnictica de separar Ia materia s6lida pesada se realiza con el fin de proteger Ia planta depuradora, particularmente las bombas, de posibles dafios ocasionados por el arrastre de s6lidos. La separaci6n de s6lidos puede ser realizada por media de rejas, teniendose como alternativas para este prop6sito barras metalicas, malla metalica o ranuradas, entre otras; debiendo realizarse ademas, rastrilladas manuales o mecanicas que dependeran de las circunstacias locales (Thomas et al., 1994). 27 Cuadro 4. Metodos de tratamiento de mayor aplicaci6n de acuerdo a los desechos que remueve. Aceites Solidos S6lidos en Materia Materia Nutrientes Sales Metales Metodos de tratamiento y grasas sedimentable suspension organica organica no fosfatos, minerales pesados s biodegradable biodegradable nitratos disueltas Decantaci6n X X Tratamiento (sedimentaci6n) pnmano Flotaci6n X X X Coagulaci6n o X X X X precipitaci6n quimica Tratamiento secundario Tratamiento X X biol6gico convencional: filtraci6n biol6gica o lodos activados Flotaci6n X X Precipitaci6n X X(fosfatos) Tratamientos avanzados Oxidaci6n X quimica Filtros X X X Fuente: (Barrera, 1987). 2.4.1.2.1.2. Homogenizacion. La homogenizaci6n generalmente es efectuada en tanques anticorrosivos pudiendo contar con estractores de fango o dispositivo para remover Ia 111ateria flotante; se puede revolver para prevenir Ia sedimentaci6n y para ayudar a homogenizar Ia carga de contaminaci6n, o puede airearse para minimizar el grado de septicidad y el malestar de los olores que pueden resultar del almacenamiento de los desperdicios que son biodegradables (Thomas et al., 1994). Otra de las funciones que pueden prestar estos tanques, es para recolectar y absorver descargas subitas de aguas residuales fuertes, o inhibitorias, permitiendo que su descarga en las instalaciones de tratamiento se haga en forma controlada o puede ser utilizada como un medio para mezclas, con fines de neutralizaci6n por ejemplo (Thomas et al., 1994). 2.4.1.2.1.3. Remocion de Grasa/A ceite Libre. La grasalaceite libre puede removerse en una forma relativamente simple y eficaz por medio de Ia separaci6n por gravedad, en Ia que Ia grasalaceite flota hacia Ia superficie. La remoci6n puede realizarse manual o mecanicamente dependiendo del disefio y tipo de tanque, donde pueden utilizarse como un sistema de doble prop6sito; es decir, que el proceso incluya el equilibramiento de los flujos y cargas, asi como Ia remoci6n de Ia grasa y los s6lidos que son asentables (Thomas et al., 1994). 2.4.1.2.1.4. Sedimentacion. Es un proceso mediante el cual persigue Ia separaci6n de los s6lidos en suspension, pudiendose usar un flujo continuo de los tanques de llenado y secado. El disefio, que usualmente llega a combinar eficacia con economia, es el tanque circular, con rascado mecanico para remover el fango. Pudiendo resultar, en algunas ocasiones, el tanque rectangular o cuadrado mas econ6micos y proveer una eficacia aceptable. Dependiendo del tipo de s6lidos asentables y de su deshidratabilidad, las Iagunas tambien son una posible alternativa, siempre que se le de Ia debida consideraci6n a los efectos de Ia acumulaci6n de 29 fangos antes de su eventual remocion por dragado y el riesgo del problema del hedor (Thomas et al., 1994) 2.4.1.2.1.5. Control del pH. El control del pH normalmente se practica agregando un alcalino o un acido al flujo de aguas residuales, bien al comienzo de un canal mezclante, o en un tanque mezclador: algunas veces es suficiente el control por medio del ajuste manual de Ia dosis quimica, pero es mas usual el control automatico utilizando el electrodo de pH para controlar el mecanismo dosificador y asegurar que el control esta, en todo momenta, dentro de los limites requeridos ya prefijados. Los quimicos mas usados son cal, sada caustica, carbonato de sodio anhidrico ( ceniza de soda), acido sulfurico y acido clorhidrico (Thomas et al., 1994). 2.4.1.2.1.6. Floculacion. Es un proceso de clarificacion de aguas residuales por medio de dispersar las emulsiones y/o Ia remocion fisica de Ia materia solida en suspension. La remocion o reduccion de Ia grasalaceite emulsionada y dela materia suspendida, y consecuentemente una parte de Ia demanda de oxigeno, generalmente se efectua por este proceso (Thomas et al., 1994). Las operaciones de mezcla, floculacion y sedimentacion subsecuente en pequenas plantas de tratamiento, pueden efectuarse en tanques separados usando el proceso con cargas intermitentes. Sin embargo, con grandes volumenes de aguas residuales es mas aplicable el sistema de flujo continuo (Thomas et al., 1994). 2.4.1.2.2. Tratamiento Secundario. Este tipo de tratamiento incluye el tratamiento biologico, el tratamiento de lodos, combustion directa, quema catalitica y evaporacion. 30 2.4.1.2.2.1. Biologico. A menudo, el tratamiento biol6gico es el metodo mas econ6mico y pnictico de tratamiento disponible para las industrias que producen efluente.s con base organica. La existencia de componentes altamente t6xicos ( concentraciones significativas de metales pesados) ode material inhibidor (niveles altos de grasa/aceites), el tratamiento biol6gico no puede usarse, a menos que estos componentes se puedan eliminar o segregar de Ia corriente de aguas residuales; sin embargo, Ia gran mayoria de quimicos organicos puede biodegradarse usando una bacteria acondicionada. Los procesos para el tratamiento bio16gico usualmente son mas eficientes cuando se operan dentro de Ia escala de pH de 6.5-8.0 (Thomas et al., 1994). Existen un numero de formas para medir Ia "tratabilidad" de un desecho, pero Ia mayoria depende de Ia relaci6n entre Ia demanda bioquimica de oxigeno (DBO) y Ia medida o apreciaci6n de Ia ultima demanda de oxigeno. Una forma de enfocarlo es considerar Ia proporci6n de DQO:DBO; si esta raz6n excede unos 2: 1, es probable que Ia corriente de desechos sea significativamente menos facil de tratar que las aguas residuales domesticas (Thomas et al., 1994). Sin embargo, este enfoque no es exacto; por ejemplo, un nivel alto de s6lidos en suspecni6n relativamente inertes, pueden producir una proporci6n de aguas residuales brutas de DQO:DBO por encima de 3:1, pero que generalmente es de 2: 1 despues de Ia clarificaci6n primaria (Thomas et al., 1994). La tratabilidad de las aguas residuales puede estar influenciada por una concentraci6n de nutrientes esenciales. Para poder lograr el grado mas alto de biodegradabilidad, debe estar presente un nivel minimo de estos nutrientes. Los nutrientes mas importantes son nitr6geno y f6sforo; es poco probable que estos restrinjan en metabolismo bacterial siempre que esten presentes en concentraciones lo suficientemente grandes para obtener una raz6n de DBO:N:F de 1 00:5: I. Siendo que todas las concentraciones de estos nutrientes se encuentran disponibles, en las aguas residuales, no todas las fracciones organicas se encuentran en forma utilizable, solo el 50 % se encontrara en una forma utilizable en procesos biol6gicos aer6bicos de mediana y alta carga (Thomas et al., 1994). 31 El tratamiento biol6gico depende de Ia habilidad de Ia bacteria y de otra flora y fauna para utilizar los componentes organicos de un desecho biodegradable como alimento, convirtiendolos en productos inorganicos inofensivos. El proceso puede ser aer6bico,dependiendo de Ia presencia de oxigeno; anaer6bico, dependiendo de Ia ausencia de oxigeno; y/o facultativo, intermedio entre los otros (Thomas et al., 1994). La selecci6n optima para un sistema de estanques, mas adecuado para una circunstancia en particular, es dictada por el volumen, naturaleza y potencia de las aguas residuales y el estandar del efluente que se requiere. Las circunstancias pueden requerir una combinaci6n de dos 0 mas de los sistemas dentro de una instalaci6n de estanques multiples (Thomas et al., 1994). Dependiendo de Ia disponibilidad de terreno para Ia construcci6n de las obras y de los alcances de los resultados a conseguir, unas de las alternativas de procesos aer6bicos son: I. Proceso "de pelicula fina" de filtaci6n biol6gica que implica un medio natural inerte o plastico con aire natural ( entrenamiento de oxigeno) y con sedimentaci6n final de s6lidos organicos. II. Proceso de "crecimiento de suspeci6n" del fango activado que incluye una aereaci6n mecanica o de aire-insuflado, sedimentaci6n final y facilidades de bombeo para regresar el fango (Thomas et al., 1994). 2.4.1.2.2.2. Tratamiento de Lodos (fango). El tratamiento y el deshacerse del fango, probablemente, es el aspecto mas problematico y a menudo lo mas dificil del tratamiento de las aguas residuales industriales, existiendo variantes en cuanto a los tipos de fangos (primarios, secundarios, residuales y otros). Los fangos pnmanos que se asientan en los tanques de sedimentaci6n pnmana contendran una mezcla compleja de compuestos organicos e inorganicos. Los fangos secundarios, son los que surgen del tratamiento biol6gico de las aguas residuales, basicamente son organicos y no t6xicos. Aunque se llegue a practicar un tratamiento para el fango, y hasta que etapa se efectue el tratamiento, siempre habra un lodo o residua al final del que hay que 32 habra que deshacerse. Ademas podran producirse otros tipos de fangos especificos de algunos procesos productivos (Thomas et al., 1994). La mayoria de los fangos primarios pueden secarse al atre libre a un costo relativamente bajo en lechos para el secado de fangos o en Iagunas de poca profundidad antes de desecharlas hasta un relleno sanitario. Caso muy particular presenta el fango primario grasoso, altamente putrecible procedente del procesamiento de Ia carne, siendo Ia mejor altemativa el preprocesamiento de los fangos en una planta reproductora de subproductos de Ia fabrica, para producir alimentos de animales; de lo contrario se requerini el almacenamiento de lodos, espesamiento y el deshacerse de ellos en una forma apropiada (Thomas et al., 1994). 2.4.1.2.2.3. Combustion Directa. La quema directa de los desechos organicas de los procesos industriales es un metodo de disposici6n comun. La disminuci6n del agua y Ia concentraci6n del efluente de agua de desecho en mas de I 0 % de contenido organico permite emplear Ia quem a directa con un costo razonable. La combustion humeda con aire u oxigeno a 300 oc y presiones superiores a 1750 psi se ha empleado para lodos, no empleandose aun en el control de desechos industriales (Barrera, 1987). 2.4.1.2.2.4. Ouema Catalitica y Evaporacion. El quemador catalitico utilizado ampliamente para el control de las emisiones olorosas, tambien puede utilizarse para destruir materia organica si el agua de desecho es evaporada previamente (Barrera, 1987). 33 2.4.2. Criterios para Ia Seleccion del Metodo Apropiado. La selecci6n del metodo de control adecuado debera considerar un analisis de las siguientes caracteristicas: - La naturaleza del desecho. A traves del analisis de la composici6n quimica y variabilidad en la descarga, presencia de metales pesados; ya que estos dificultan la acci6n del tratamiento biol6gico (cuadro 5). - Grado de tratamiento o calidad del efluente. - Dificultades en la operaci6n de los procesos de tratamiento. 2.4.3. Clasificacion de los Tipos de Tratamiento de Desechos Liguidos. Segun Barrera (1987), la clasificaci6n de los tipos de tratamiento son realizados en base a el grado de reducci6n de Ia contaminaci6n y del mecanismo del proceso, agrupandose en: - Tratamiento previo o primario: Elirnina las materias s6lidas que se sedimentan o flotan y reduce moderadamente la materia organica biodegradable. - Tratamiento secundario: Elimina Ia materia organica biodegradable no retirada en el tratamiento primario por medio de microorganismos. - Tratamiento terciario: Elimina la materia organica no biodegradable, los s6lidos en suspension y las sales inorganicas. · 34 Cuadra 5. Caracteristicas de algunos efluentes liquidos agroindustriales. Industria productora Origen de los desechos Caracteristicas principales de los Tratamiento adecuado del efluente desechos Productos l "'o COLINDRES ED-IFICIOS -1 ~ 0 / ~ ~j METROS -=c==--- SAN NICOLAS ~\~~~· «!:2 0 300 600 ,, 1', - J ~ -~G ___ _ Figura 3. Mapa General de Ia Escuela Agricola Panamericana. 3.3. Hidrografia. El principal drenaje natural del valle lo constituye el Rio Y eguare, donde al noreste se integra a! Rio Choluteca; Ia corriente del Yeguare es considerada co111o una de las importantes que convergen a! Rio Choluteca, alcanzando caudales aproximados de 0.3 m3/s en Ia epoca seca y 1.5 m3/s en el periodo de lluvias4 . Los primeros afluentes del Rio Yeguare son el Rio Leotuna, Ia quebrada Santa Ines y el Rio La Orilla a! noroeste, existen una serie de quebradas que convergen a! Y eguare, siendo algunas de elias quebradas permanentes y otras efimeras. En Ia propiedad de Zamorano, son tres las quebradas que contribuyen al cauce del Rio Yeguare: Ia quebrada El Gallo, que atraviesa el pueblo de Jicarito; Ia quebrada de Aguas Negras, proveniente casi en su totalidad del campus y la quebrada La Chorrera que atraviesa el area de Zootecnia hacia el sur. 3.3.1. Quebradas Receptoras de Desechos. El Rio Y eguare, atraviesa a Zamorano transversalmente de sur a norte en su parte este; bordeando Ia zona de Las Vegas y Matazanos. La quebrada de aguas negras es proveniente en su mayoria del campus de Zamorano, mientras que las quebradas del Gallo y La Chorrera efluyen de forma directa desechos de diversas fuentes de Ia actividad agropecuaria de Zamorano, las mismas que son vertidas a sus cauces sin ningiln tratamiento, a su vez ambas quebradas ingresan a propiedad de Zamorano con una determinada calidad de sus aguas, debido a Ia incidencia de otros contaminantes aguas arriba. 3.3.2. Contexto de La Chorrera en el Area de Estudio. La quebrada La Chorrera nace en las proximidades del cerro Uyuca cerca al caserio de Agua Sarca, en su descenso hacia el valle atraviesa Ia carretera Panamericana e ingresa a Ia propiedad de Zamorano. Esta quebrada presenta desde su origen un flujo estacional 4 BARTLETT, T. 1994. El Zamorano, Hond., Escuela Agricola Panamericana. (Comunicaci6n personal). 41 caracterizado en seis meses de sequia de Noviembre a Mayo, y seis meses de lluvia de Mayo a Noviembre nonnalmente, presentando grandes irregularidades en cuanto a! establecimiento de su caudal5 A Ia altura del area conocida como Carbona!, Ia quebrada se encuentra con un basurero, el cual colecta Ia mayor parte de los desechos s6lidos de Zamorano; mas abajo, atraviesa por algunos corrales de ganado de carne y luego recibe las descargas directas de Ia unidad de cabras y a pocos metros del sistema de alcantarillado de Zootecnia, pudiendo encontrarse, a partir de este punto, un flujo relativamente escaso y constante. Aguas abajo y a orillas de Ia quebrada es posible encontrar un par de viviendas, las cuales se encuentran habitadas, para unirse posteriormente con una laguna artificial "Laguna Titicaca", en el area de San Nicolas, construida con fines de almacenamiento de agua para nego. Nonnalmente el cauce de Ia quebrada no es suficiente para fluir desde Ia descarga del sistema de alcantarillado hasta Ia laguna; donde Ia capacidad de almacenaje, infiltraci6n y evaporaci6n del caudal en el !echo de Ia quebrada, es suficiente para eliminar el flujo superficial. De acuerdo a Ia trayectoria de Ia quebrada y Ia ocurrencia de impactos en Ia calidad del medio natural, se encuentran algunos focos contaminantes que ejercen directa presion en el medio, describiendoos Ia siguiente secuencia de ocurrencia: Externos a Zamorano: - Caserios de Agua Sarca y La Joya. - Carretera Panamericana. Internos a Zamorano: - Basurero. - Descarga directa de desechos liquidos de Ia unidad de cabras s MARADIAGA, F. 1994. El Zamorano, Hond., Escuela Agricola Panamericana. (Comunicaci6n personal). 42 - Descarga del sistema de alcantarillado. - Desechos de Industrias lacteas e Industrias carnicas. - Unidades de produccion animal: - Matadero de pollos. - Establo de ordeno. - Unidad vieja de cerdos. - Unidad de sanidad animal. - Servicios y banos de edificios de Zootecnia. - Viviendas (letrinas y desechos). - Escorrentia superficial (suelo, fertilizantes, plaguicidas, etc). 3.4. Sistema de Alcantarilla de Zootecnia. El sistema de desagi.ie de residuos de Ia agroindustria pecuaria de Zamorano, de forma centralizada, colecta y conduce todas Ia aguas residuales de los procesos productivos de las principales unidades de producci6n agropecuaria, ubicadas en el area de Zootecnia (figura 4). Este sistema conduce los efluentes para posteriormente descargarlos a Ia quebrada mas proxima al area. El sistema de alcantarillado, responde a caracteristicas tipicas de construcci6n que cuenta con una salida dirigida al cuerpo de agua mas proximo; esto se debe a que se trata de aprovechar Ia capacidad depuradora de cuerpos de agua que cuentan con un flujo determinado y que brinden una posibilidad de dilucion. Esta capacidad de depuracion se convierte en una posibilidad de tratamiento natural de aguas de desecho, considerandose por lo general como un medio idoneo para el vertimento de desechso liquidos. En el caso del estudio, Ia quebrada receptora de desechos mas proxima al area bajo produccion, es Ia quebrada "La Chorrera ... Este sistema tiene una extenci6n aproximada de I 099 m y fue renovado en 1987 cambiandose el sistema por tuberias de PVC de 8 y 10 pulgadas, con el fin de otorgarle una una mayor capacidad de transporte de desechos liquidos. 43 Quebrada /"...../ Edificios mwrrr:tl Caminos ~ Tuberia /"...../ METROS 0 100 200 Figura 4. Mapa de Ia red de alcantarilla de Zootecnia 44 La situacion de Ia quebrada se ha caracterizado desde 1993, segun las observaciones de campo, por haberse producido cambios en los volumenes que arrastraba en su cauce, encontnl.ndose completamente seca incluso en ambas estaciones, del afio, modificando su capacidad de tratamiento y depuracion. En Ia actualidad este punto de descarga se ha convertido en una cloaca que colecta las aguas residuales del area de Zootecnia, incluyendo como principal constituyente los efluentes de los procesos productivos agropecuarios como tambien Ia mayor parte de desechos domesticos del area. El sistema se puede apreciar en el anexo 6, esquematizado a traves de sus principales aportantes en terminos de flujo de desechos liquidos que ejercen impactos en Ia quebrada La Chorrera. 3.5. Delimitaci6n y Periodo de Realizaci6n. El estudio evalua los impactos ejercidos de forma directa en Ia quebrada La Chorrera, ubicada en el area de Zootecnia; a partir del Carbona) hasta Ia laguna Titicaca. El estudio se realizo durante los meses de mayo del 1994 a enero del 1995, tiempo en el cual se distribuyeron los periodos de toma de datos de campo, a traves de Ia informacion levantada y Ia posterior secuencia de analisis del contexto estudiado. En consecuencia, los datos obtenidos representan la situacion encontrada durante el mencionado periodo de trabajo. 3.6. Disefio del Estudio. El estudio se inicio con Ia descripcion del sistema de Ia quebrada La Chorrera, en el area delimitada para el estudio. Son descritos e identificados los riesgos puntuales y no puntuales de contaminacion, mediante Ia identificacion de las situaciones existentes vinculados con el sistema de La Chorrera. Se realizo el mapeo y analisis geografico del contexto a traves de dos sistemas de informacion geografico (SIG), uno para recopilar informacion de los sitios especificos de campo (sistema de posicion globai-SPG) y el otro para manejar Ia informacion anterior determinimdose de esta forma las caracteristicas del contexto de Ia quebrada. 45 Cualitativamente en cada unidad seleccionada para el muestreo se describen los procesos que forman parte de las actividades, identificimdose las entradas de insumos y salidas de productos y subproductos, para esquematizarlos en diagramas de flujo de acuerdo a cada actividad productiva. Posteriormente se realiz6 Ia cuantificaci6n de los desechos liquidos en cada una de las unidadaes seleccionadas, subdividiendose de acuerdo con el tipo de variables que se midieron y Ia disponibilidad de equipo para las respectivas mediciones de calidad. 3. 7. Recoleccion de Muestras. Las muestras fueron recolectadas de acuerdo al horario de producci6n de cada unidad seleccionada para el muestreo, siendo estos los periodos de producci6n de desechos liquidos en el area de estudio. Cada recipiente utilizado para el muestreo de los efluentes, fue cuidadosamente lavado siguiendo procedimientos para el muestreo de desechos liquidos, los cuales pueden apreciarse como una parte del procedimiento de toma de muestras (anexo 7). De acuerdo a las variables a determinar se siguieron ciertos lineamientos en Ia toma de muestras. 3.7.1. Tipos de Muestreo. Para Ia recolecci6n de muestras y el respective analisis se realizaron dos tipos de muestreo, muestreo simple y compuesto. Se seleccion6 el tipo de muestreo dependiendo de Ia variable analizada, en el anexo 8 se presentan las frecuencias de muestreo en ambos tipos de muestros empleados. 3.7.1.1. Muestreo Simple. Este muestreos consisti6 en el levantamiento de las muestras en cada salida de los sistemas de drenaje de las unidades a analizar para su posterior analisis en el campo, fueron muestreos realizados de forma directa en cada efluente. Es decir, se tom6 una cantidad de agua, en un memento dado, del efluente a muestrear en un recipiente, para posteriormente 46 analizarla, cada muestra tuvo un intervalo de 30 minutos entre cada muestra, prolongandose Ia secuencia de muestreo durante un periodo de trabajo en cada Iugar muestreado Las muestras se tomaron en frascos de vidrio boca ancha (35 mm) con capacidad de 470 ml, cada botella fueron lavadas tres veces con las aguas residuales del sitio a muestrear, antes del levantamiento de Ia muestra a analizar; con el prop6sito de evitar el mezclado de sustancias que pudiesen alterar Ia calidad de los amllisis a realizar. Posteriormente y entre cada intervalo cada muestra se analizaron aquellas variables medidas directamente en el campo. 3. 7 .1.2. Muestreo Compuesto. El muestreo compuesto const6 de una serie de muestras simples para posteriormente obtener, de todas elias, una muestra compuesta proporcional al volumen de descarga de cada una, formando un volumen de 2000 ml proporcional a toda Ia jornada de muestreo para el amilisis respectivo de laboratorio. Ellevantarniento de cada muestra simple se realiz6 con una frecuencia de 15 minutos, utilizando recipientes plasticos con capacidad para almacenar 800 ml de muestra. En cada muestra simple tambien se midi6 el caudal instantaneo, para luego almacenarlas a baja temperatura y calcular de acuerdo al caudal, el porcentaje de muestra que cada una aportaria a Ia muestra compuesta. Fue determinada esta frecuencia de muestreo debido a Ia gran variabilidad debido a Ia frecuente variaci6n de las actividades productivas, y consecuentemente en Ia producci6n de desechos liquidos en cada unidad muestreada. La metodologia de calculo empleada para Ia obtenci6n de cada muestra compuesta una vez obtenidas las muestras simples durante una jornada completa de generaci6n de desechos liquidos, sigui6 los siguientes pasos: 1. De acuerdo a Ia capacidad del recipiente y a los tiempos obtenidos para su llenado se calcul6 el caudal instantaneo de descarga en lis para cada muestra simple 2. Se procedi6 a Ia sumatoria de los caudales instantimeos, para obtener el caudal total de descarga durante cada jornada de muestreo. 47 3. Se calcul6 el porcentaje de caudal diario para cad a caudal instantaneo en base al caudal total de descarga. 4. Se constat6 que Ia sumatoria de los porcentajes de caudal diario calculados fueran 100, representando este el porcentaje considerado en el ca.lculo del caudal total de descarga. 5. De acuerdo al volumen requerido por laboratorio de muestra final (en el caso del estudio 1000 ml por muestra), se calcula el volumen de cada muestra simple que formara parte del volumen de Ia muestra final. Este calculo fue realizado en base a cada porcentaje de caudal diario y a! volumen de Ia muestra final, calculandose volumenes instantaneos para cada muestra realizada. 6. Finalmente mediante probetas graduadas se midieron cada volumen calculado formandose Ia muestra compuesta. 3.7.2. Caudal. El caudal medido y calculado es una medida que cuantifica el volumen de aguas residuales, vertidos a un determinado cuerpo de agua en un tiempo dado, pudiendo ser expresada en 1/s o equivalentes. La determinacion de los caudales se realizaron mediante aforos directos en Ia caja colectora del sistema de drenaje de cada unidad muestreada. El aforo de cada uno de los puntas a muestrear fueron realizados en el campo con recipientes que de acuerdo con Ia situaci6n fisica en cada sitio variaron, utilizandose recipientes graduados de 500 y 1000 ml y de 19 I en algunos casas. Se requiri6 de un cron6metro para medir los tiempos de llenado del recipiente, para posteriormente calcular los caudales respectivos para cada efluente, expresados en litros por segundo. Se midi6 el tiempo (T) en segundos necesarios para que el recipiente utilizado se Ilene, repitiendose Ia medida cuatro veces para reducir el margen de error. Se traz6 que por lo menos tres tiempos obtenidos, en cada medici6n, se encuentren menos del 10 % de diferencia, entre el maximo y el minima obtenido. 48 En la determinacion del volumen de descarga de la planta de carnicos se present6 dificultades fisicas que impidieron Ia medici6n directa de los volumenes de descarga. Debido a lo anterior el volumen de descarga se calcul6 de acuerdo a par~metros caracteristicos de producci6n de aguas de desecho de actividades de Ia misma categoria agroindustrial pecuaria. El calcu16 del caudal fue en base al volumen de descarga esperado en Ia producci6n de una planta del mismo genero, este volumen esperado indica que se ocupan 10.54 m3 por tonelada de producci6n en peso en canal, obteniendose el volumen de descarga de Ia planta en base a esta caracteristica y al rendimiento en peso a canal obtenido en Ia actividad productiva. Datos referentes a los rendirnientos de producci6n indican que el 72.5 % del peso vivo de cada cerdo es el rendirniento en canal, y el 53 % en el caso de las reses; considerando que los cerdos ingresan a sacrificio con un peso promedio de 226.63 lbs y las reses con 487 lbs, segun datos estadisticos de Ia actividad de Ia planta (Torres, 1995)6 A nivel del sistema de alcantarillado de Zootecnia se determine Ia tendencia del volumen de descarga durante un periodo de 12 horas continuas, abarcando todos los efluentes producidos durante una jornada completa de actividades productivas, teniendo un intervalo entre cada medici6n de 15 minutos. 3.7.3. Estimaciones de Consumo. Existe una relaci6n directa entre Ia cantidad de agua consumida para efectos productivos y el volumen de producci6n de aguas de desecho, claro que a esto podni sumarse otros factores tales como el volumen de producci6n, numero de operarios, fugas y otros. Las estimaciones fueron realizadas en base a los consumos de agua especificos en el area de Zootecnia durante los dias de muestreo, para luego determinar el porcentaje de consumo de las actividades agropecuarias analizadas enb el estudio. 6 TORRES, F. 1995. El Zamorano, Hond., Escuela Agricola Panamericana. (Comunicaci6n personal). 49 3.8. Caracterizacion de Ia Calidad de las Descargas. La caracterizacion de las descargas se realizo de acuerdo con Ia calidad fisico-quimica y bioquimica que presentaba cada efluente; analizimdose ciertas _variables que fueron los indicadores de calidad para efectos de este estudios. Algunos amilisis fueron determinados en el campo ayudados y ciertas variables que requieren de amilisis de laboratorio fueron realizados en Tegucigalpa en el laboratorio de amilisis industriales "MQ", se uso este laboratorio debido a que no se cuenta, todavia, con un laboratorio capacitado para amilisis especificos de calidad de agua en Zamorano y por Ia flexibilidad en cuanto a! tiempo en Ia recepcion de muestras. En cada muestra se tuvo el cuidado de rotular debidamente cada recipiente, debido a Ia acumulacion de muestras durante una jomada de muestreo, una vez obtenida cad a muestra, esta fue ubicada en una hielera para conservar Ia muestra a bajas temperaturas y en un ambiente sin Ia incidencia de luz. Para aquellas variables determinadas en laboratorio se presparo dos muestras compuestas, por sitio, de 1000 ml cada una. Una para Ia determinacion de Ia DQO y Ia otra para analizarles las restantes variables. 3.8.1. Calidad Fisico Quimica. La calidad fisico-quimica de cada efluente fue determinado en base a Ia determinacion de las siguientes variables: -Temperatura CC). -Potencial de hidrogeno (pH). - Turbidez (NTU). - Solidos suspendidos (mg/1). Las variables de temperatura, pH y turbidez fueron determinadas mediante muestreos simples directamente en el campo y los solidos suspendidos a traves de muestreo compuesto y amilisis de laboratorio. 50 3.8.1.1. Temperatura y Potencial de Hidr6geno. El valor del pH en una soluci6n es el logaritmo negativo de Ia concentraci6n de los iones hidr6geno. Este valor es importante para averiguar si el ag~a tiene un pH entre 5-9, menos que 5, representani condiciones demasiado acidas que significa que una proporci6n de los microorganisos no podrian funcionar en las condiciones acidas7 . El pH se analiz6 directamente en el campo, mediante un potenci6metro digital de campo marca Kane-May, este equipo mide de forma directa tanto el pH como Ia temperatura por medio de un electrodo y un term6metro que mide Ia temperatura en grados centigrados. Se calibraron tanto pH como temperatura, con soluciones amortiguadoras de 4, 7, 9 y 10, el proceso de calibraci6n fue realizado ajustandose en prim era instancia Ia temperatura en que se encontraban las mismas soluciones amortiguadoras, para luego calibrar el pH respectivo. Para una adecuada medici6n del pH fue necesario realizar una lectura previa de Ia temperatura en cada muestra, para luego determinar su pH. Este procedimiento es necesario ya que los grados de alcalinidad y acidez se encuentran directamente relacionados con Ia temperatura de las muestras (APHA, AW W A y WEF, 1992). El mecanismo de mediciones de las muestras, consisti6 en una constante calibraci6n de Ia temperatura con el equipo, para que de esta forma las mediciones de pH se ajustaran a los mecanismos de manipulaci6n del equipo. 3.8.1.2. Turbidez. La turbidez es Ia expresi6n de una propiedad 6ptica de Ia materia fina suspendida, que hacen que los rayos luminosos se dispersen y se absorban, en Iugar de que se transmitan en linea recta a traves de ella ( APHA, AW W A y WPCF, 19 63). 7 THOMAS, A 1995. (E.S.A Consultores), Hond., Tegucigalpa. (Comunicaci6n personal). 51 La turbidez fue medida directamente en el campo mediante el tubo de turbidez marca DelAgua, instrumento proporcionado por el SANAA8 a traves de su departamento de hidrogeologia, el mismo que mediante una graduaci6n logaritmica estandarizada proporciona lecturas de Ia turbidez entre 2000 a 5 unidades nefelometricas de turbidez (NTU). Los datos fueron agrupados en clases de acuerdo a Ia escala logaritmica del instrumento de medici6n ( cuadro 6). Cuadro 6. Agrupamiento de los valores logaritmicos de turbidez segun el instrumento de medici6n. I CLASES RANGOS (NTU) CLASES RANGOS (NTU) I 1 5- 10 8 >100- 200 2 > 10- 20 9 >200- 300 3 >20- 30 10 >300- 500 4 >30- 40 11 >500- 1000 5 >40- 50 12 >1000- 2000 6 >50- 75 13 >2000 7 >75- 100 3.8.1.3. Solidos Suspendidos. Es una medida de Ia materia que se agrega a un curso de agua, es uno de los parametres empleados para Ia medici6n de Ia contaminaci6n abi6tica provocado por un efluente. Los s6lidos suspendidos se depositan en el lecho de rios, quebradas, lagos o cuerpo receptor del efluente liquido, alterando de esta forma el ecosistema del mismo o 11 SANAA= Servicio Aut6nomo Nacional de Acueductos y Alcantarillado. 52 pueden quedar suspendidos en Ia superficie de los mencionados cuerpos receptores (Ordonez et al., 1992). Los contaminantes presentes, en el agua pueden clasificarse ~n contaminantes disueltos y contaminantes no disueltos, total de solidos disueltos (TSD) y total de solidos suspendidos (TSS). Ambos panimetros son diferenciados en laboratorio mediante procesos de filtracion, donde el TSS se diferencia por poder pasar por filtros mayores a 0.45 m, mientras que el TSD pueden pasar por filtros menores o iguales a 0.45 m (APHA, A WW A y WEF, 1992; Chapman, 1992). Los contaminantes en suspension producen, entre otros, los siguientes efectos indeseables en los cuerpos receptores: turbiedad en las aguas e interferencia con el paso de Ia luz, formacion de depositos en el fondo de los cuerpos receptores, que a Ia larga disminuyen sus volumenes utiles y formacion de bancos septicos que ahogan Ia vida bental (Comision nacional del agua, 1991 ). De acuerdo a los metodos estandares para examenes de aguas de desecho, Ia determinacion es realizada en laboratorio, mediante filtracion, evaporaci6n y secado. La volatilizacion de Ia materia organica de los solidos de aguas negras esta sujeta a muchos errores. Verificandose en un homo a 600 o C, donde las perdidas por calcinacion se reportan como mg/1 de solidos suspendidos volatiles y la ceniza remanente se reporta como mg/1 de s61idos suspendidos fijos (APHA, A WW A y WEF, 1992). 3.8.2. Calidad Bioguimica. Las variables empleadas para la determinacion de la calidad bioquimica de los efluentes fueron las siguientes: - Oxigeno disuelto (mg/1). - Demanda bioquimica de oxigeno (mg/1). - Demanda quimica de oxigeno (mg/1). - Aceites y grasa (mg/1). - Nitratos (mg/1). 53 Las variables oxigeno disuelto y nitratos se determinaron directamente en el campo mediante muestreos simples y Ia determinacion de las demandas de oxigeno y aceites y grasas mediante amilisis de laboratorio. 3.8.2.1. Oxigeno Disuelto. El oxigeno en el agua es un elemento fundamental para Ia supervivencia de muchos organismos vivos, ya que interviene en los procesos de respiracion. El contenido del mismo varia con Ia temperatura, pH, salinidad, turbulencia, actividad fotosintetica (algas-plantas), materia organica y Ia presion atmosferica (Chapman, 1992). Las cantidades de oxigeno en el agua puede medirse a traves del contenido de oxigeno disuelto (OD) y de Ia demanda bioquimica de oxigeno (DBO), los mismos que se convierten en importantes factores medidos de Ia calidad de los cuerpos de agua. En aguas naturales normalmente las concentraciones encontradas oscilan entre 15 mg/1 a 0 oc y 8 mg/l a 25 oc. Concentraciones bajo de 5 mg/l afectan negativamente comunidades biologicas y bajo de 2 mg/lla mayor parte de peces no podran sobrevivir (Lee, 1994). El OD, fue medido directamente en el campo, con el medidor de oxigeno YSI modelo 57, el cual usa un electrodo de membrana; este instrumento debio ser calibrado previa medicion en el campo en base a Ia temperatura y a Ia escala de calibracion y saturacion de oxigeno (02) para el Zamorano. Tanto el instrumento como Ia tabla para Ia calibracion de datos para Ia lectura de oxigeno, fueron facilitados por el proyecto de acuacultura de Ciencias Basicas de Zamorano. Para efectos de mediciones el electrodo fue sumergido en un frasco con Ia muestra y se espero de l a 3 minutos a que se estabilice Ia lectura de oxigeno en Ia pantalla del medidor; las lecturas proporcionadas por el instrumento son medidas en miligramos por litro. 3.8.2.2. Demanda Bioguimica de Oxigeno. La demanda bioquimica de oxigeno (DBO) es una medida aproximada de Ia cantidad de materia organica bioquimicamente degradable. Es definido por Ia cantidad de oxigeno 54 requerida par los microorganismos aerobicos presentes en Ia muestra para oxidar Ia materia organica a una forma inorganica estable. Aguas no contaminadas tienen tipicamente valores de OBO de 2 mg/1 o menos, mientras que las aguas que reciben desechos orgarucos pueden tener valores arriba de I 0 mg/1 de DBO o mas, pudiendose encontrar concentraciones en aguas negras de 400 - 800 mg/1 y algunos efluentes industriales pod ran tener mas de 25000 mg/1 (Chapman, 1992; Lee, 1994) . El metoda empleado para el analisis de Ia DBO, fue el de Winkler conocido como DB05, el cual consiste en Ia medicion de Ia cantidad de oxigeno consumido despues de incubar Ia muestra, en la oscuridad, a una temperatura de 20 oc y par un lapso de tiempo de cinco dias (APHA, AWWAy WEF, 1992; Boyd, 1979). El consumo de oxigeno esta determinado de Ia diferencia entre los niveles de oxigeno disuelto en Ia muestra, antes o despues del periodo de incubacion. Si Ia concentracion de materia organica en Ia muestra es muy alta, las muestras deben ser diluidas con agua destilada antes de Ia incubacion de tal forma que el oxigeno noes totalmente consumido (Chapman, 1992). Una de las limitantes de este analisis es Ia presencia de elora en Ia muestra. El elora es un ion principal, que dependiendo del origen de el o los efluentes, sera importante su determinacion, previa analisis de Ia DBO, debido a que par sus caracteristicas desinfectantes, su presencia podra alterar los procesos de consumo de oxigeno, obligandose a realizar inoculaciones de microrganismos, los cuales simulen los niveles de consumo de oxigeno. En consecuencia, Ia presencia de elora libre en Ia muestra minimiza Ia actividad biologica, proporcionando valores falsos de demanda de oxigeno. Cada muestra destinada a Ia determinacion de Ia DBO fue colectada y transportada a laboratorio inmediatamente despues de haber culminado con Ia obtencion de Ia muestra compuesta. En los muestreos realizados a nivel de las descarga del sistema de alcantarillado, se determino tambien Ia fluctuacion de Ia descarga en terminos de su comportamiento en 12 horas continuas de produccion, mediante muestreos compuestos par hora y con una frecuencia de cada 15 minutos entre cada muestra para luego analizarlas en laboratorio. 55 3.8.2.3. Demanda Quimica de Oxigeno. Es una medida del equivalente del oxigeno de Ia materia org<'mica en una muestra de agua que es susceptible a oxidacion por un oxidante quimico fuert;e como el dicromato. La demanda quimica de oxigeno (DQO) es una medida ampliamente utilizada para saber Ia susceptibilidad a oxidacion de materiales organicos e inorganicos presentes en cuerpos de agua yen los efluentes que vienen de plantas industriales ode alcantarillado (Chapman, 1992). Las concentraciones de DQO observadas en aguas superficiales van desde 20 mg/1 de ox.igeno o menos en aguas no contaminadas; hasta mas de 200 mg/1 de oxigeno en aguas que estan recibiendo efluentes (Chapman, 1992). El metodo estandar para Ia medicion de Ia DQO es Ia oxidacion de las muestras con dicromato de potasio, en una solucion de acido sulfurico, seguido de una titulacion (APHA, A WWA y WEF, 1992; Chapman, 1992). Las muestras destinada a Ia determinacion de Ia DQO fueron colectadas y se le afiadieron acido sulfurico, con el fin de reducirles el pH y ayudar a su conservacion hasta su analisis, transportandolas a laboratorio inmediatamente despues de haber culminado con Ia obtencion de Ia muestra compuesta. 3.8.2.4. Aceites y Grasa. Es Ia determinacion de un grupo de substancias con caracteristicas fisicas similares, son un conjunto de substancias no volatiles, que se basan en una mutua solubilidad en el disolvente usado. En aguas naturales algunos aceites y grasas pueden encontrarse en emulsion o en algunos casos en solucion (fracciones ligeras de petroleo), donde Ia mayoria de los aceites pesados y grasas son insolubles en agua (Ordonez et al., 1992). El metodo empleado para su detenninacion es el de Soxhelt, el cual mediante procesos de hidrolizacion, filtracion y extraccion se determina el contenido de grasa de Ia muestra, expresado en mg/1 de grasa presente en una muestra (APHA, A WW A y WEF, 1992). 56 3.8.2.5. Nitratos. Compuesto de nitr6geno, su comportamiento es de nutriente para organismos que se desarrollan en condiciones acwiticas. La presencia de nitratos indjcani el nivel de oxidaci6n que presenta Ia muestra (APHA, AWWA y WPCF, 1963). Normalmente los valores de las concentraciones de los nitratos son menores de 1 mgll y mas de 5 mg/1 sera indicador de contaminaci6n (Lee, 1994). Los nitratos se midieron mediante el equipo de campo "Test Kit" de LaMotte, este equipo mide las concentraci6n de nitratos en ppm mediante analisis colorimetrico de las muestras. El eqmpo utilizado para Ia determinacion de nitratos contaba con los siguientes instrumentos: dos reactivos previamente preparados de acido mezclado y acido reductor de nitrato; una cucharita de 0.1 g, dos tubos examinadores de ensayo de 2.5 y 5 ml de vidrio, dos tapones plasticos, una botella para Ia muestra de agua y un comparador colorimetrico Octet de Nitrato de 0.25 a 10 ppm. El procedimiento para el analisis de cada muestra una vez obtenida Ia misma fue: se verti6 2.5 ml de muestra de agua a un tubo de ensayo; posteriormente en el mismo tubo, se diluy6 Ia muestra hasta alcanzar los 5 ml con el acido mezclado, despues se tap6 Ia mezcla y esper6 dos minutos; luego se destap6 y afiadi6 0.1 g del acido reductor de nitrato, para posteriormente tapar una vez mas y mezclar a un ritmo continuo y permanente durante 60 segundos, esperando finalmente 10 minutos para Ia reacci6n. Finalmente se insert6 el tubo de Ia mezcla en el comparador Octet para determinar, de acuerdo al color que presentaba, las ppm de nitrato que presentaba Ia muestra mediante una comparaci6n colorimetrica con los tubos del comparador. 3.9. Analisis de los Resultados. Se realizaron dos tipos de analisis con los resultados de Ia caracterizaci6n fisico­ quimica y bioquimica, los cuales dependieron principalmente del numero de repeticiones, habiendo sido, en algunos casos, el principal factor limitante para Ia realizaci6n de mas repeticiones Ia disponibilidad de fondos para nuevos analisis. 57 Los resultados de Ia mayoria de las variables fueron representadas semanalmente debido a Ia gran variabilidad de los procesos productivos, en especial para aquellas variables que se calcularon las cargas vertidas y para Ia determinacion de lqs volumenes de descarga para cada unidad agropecuaria analizada. La representaci6n semanal fue realizada en base al volumen de producci6n durante un dia de actividad productiva y los dias de generaci6n de desechos liquidos durante una semana en cada unidad analizada. En el cuadro 7 se aprecian los dias de generaci6n de desechos en cada unidad agropeciaria analizada. 58 Cuadra 7. Dias de generaci6n de desecho en cada unidad agropecuaria analizada en el estudio. DIAS DE UNIDAD AGROPECUARIA GENERACION DE DESECHOS LIQUIDOS Planta de Industrias Utcteas 7 Planta de Industrias Carnicas 2 Establo de Ordefio 7 Matadero de Aves cada seis semanas, tres dias Unidad de Cabras 7 Unidad Vieja de Cerdos 7 3.9.1. Analisis Estadistico. En el paquete estadistico SAS se analizaron los resultados obtenidos para aquellas variables que se midieron en mas de una oportunidad, es decir para aquellas con que se contaban con mayor numero de repeticiones. Se realizaron amilisis de varianza, para determinar Ia variabilidad entre cada unidad seleccionada para el muestreo y amilisis de separaci6n de medias para proceder a ordenar y clasificar cada sitio respecto a Ia variable analizadas. En Ia descarga del sistema de alcantarillado se analizaron las tendencias en cuanto a Ia DBO y volumenes de descarga mediante el calculo de las estadisticas descriptivas de los datos. Este amilisis tambien permiti6 Ia descripci6n de los picas maximos y minimos de los valores alcanzados en DBO y volumenes descargados, enfocando los resultados en alternativas de sistemas de tratamiento. 59 3.9.2. Amilisis Comparativo. Para aquellas variables determinadas mediante muestreos compuestos, los resultados fueron analizados comparativamente respecto a normas de descarg~ de desechos liquidos en cuerpos de agua superficiales, tomandose como referencia las normas mexicanas y recomendaciones de algunos estudios de aguas residuales en Honduras propuestos por una empresa consultora de Tegucigalpa (Economia Sociedad y Ambiente-consultores). Este amilisis fue realizado con estas normas debido a que en Ia actualidad en el pais, no hay normas vigentes que regulen de cierta forma las descargas de aguas residuales, por lo que fueron escogidas para efectos de comparaci6n normas propuestas para Ia descarga de aguas residuales, considerando el contexto del sistema estudiado, atraves de Ia inexistente disponibilidad de diluci6n de Ia quebrada receptora y las caracteristicas climaticas del Iugar, que favorecen Ia actividad biol6gica (Dias, 1993; Thomas et al., 1994). Respecto a las normas mexicanas utilizadas, estas son unas de las mas puntuales de acuerdo a los tipos de descarga y una de las mas desarrolladas a nivel latinoamericano, las mismas que son presentadas en un anexo 5, donde se presenta Ia normatividad relacionada con los analisis de este estudio. 60 IV. RESULTADOS Y DISCUSION 4.1. Procesos Generadores de Desechos Liguidos en el Sistema de Alcantarilla de Zootecnia. El conjunto de procesos que intervienen en Ia generaci6n de desechos liquidos en Ia actividad agropecuaria de Zamorano y que vierten sus efluentes a un sistema comun, estan compuestos principalmente por dos plantas procesadoras y cuatro unidades de producci6n animal. Los desechos liquidos fueron caracteristicos de acuerdo a los procesos productivos de los cuales provienen. La fuente que abastece agua a Zamorano proviene de cerro Uyuca, durante todo el aiio. El consume de agua total del area de Zootecnia fluctua de 250 a 300m3 por dia. Los tipos de desechos originados por las agropecuarios fueron gaseosos, s6lidos, liquidos o cualquier combinacion de estos. Los desechos gaseosos liberados no fueron mencionados. Los desechos liquidos son colectados a! sistema de alcantarillado de Zootecnia y liberados a Ia quebrada La Chorrera; mientras que los desechos s6lidos generalmente son depositados en el basurero, a cielo abierto, ubicado en proximidades de La Chorrera. 4.1.1. Plantas Procesadoras. Las plantas instaladas en Zamorano para el procesamiento y elaboraci6n de productos derivados de explotaciones pecuarias son dos. 4.1.1.1. Planta de Industrias Lacteas. - Descripcion General. PRODUCTOS: Leche con diferentes porcentajes de grasa, helado, yogur, crema, queso, mantequilla y dulce de leche. PROCESAMIENTO DIARIO: 2100 litros. 61 CAP ACID AD INST ALADA: 10000 litros de procesamiento/dia. HORAS DE PRODUCCION: 44 horas a Ia semana. HORARIO DE EMISION DE DESECHOS LIQUIDOS: 5:30a.m. -2:30p.m. DIAS DE TRABAJO: 6 dias por semana. NUMERO DE EMPLEADOS: 6 permanantes. 6 - 10 estudiantes. MATERIA PRIMA: Leche: 58 %Zamorano, 42 % productores de Ia zona. - Caracteristicas y Descripcion del Proceso. El conjunto de los procesos productivos de Ia planta se encuentra detallados mediante diagramas de flujos los cuales se encuentran en el anexo 9. a. Recibo de Leche. La recepcion de leche es efectuada todos los dias, realizandose posteriormente el descremado y almacenado. En Ia area de recepcion de leche se realiza el lavado y desinfectado de tambos que son usados para transportar Ia leche o derivados. b. Procesamiento. La leche almacenada es sometida a procesos de pasteurizacion y homogeneizacion, de acuerdo al tipo de producto, lo cual esta esquematizado en los diagramas de flujo de actividades del proceso productivo. El vapor utilizado en Ia planta como fuente principal de energia calorica, es generado por un caldera a diesel. Algunos equipos, furante el calentamiento del producto, emiten algo de vapor que se disipa en el aire de Ia planta, y es removido por medio de extractores que se encuentran ubicados en Ia parte alta de Ia pared de Ia planta. 62 c. Limpieza del Equipo e Jnstalaciones. Una vez que se ha dejado de utilizar Ia maquinaria se procede al lavado con detergente alcalino. Ellavado de Ia planta en general es hecho al finalizar Ia jornada diaria de trabajo, mientras que ellavado de los cuartos frios se hace dia de por medio. Tambien se emple un detergente acido, para prevenir Ia forrnaci6n de "piedra de leche" en Ia superficie interna del edificio. La desinfecci6n se hace con soluciones cloradas a diferentes concentraciones segun el objeto a desinfectar. La frecuencia de desinfecci6n del equipo es todos los dias al inicio de las actividades, rnientras que la desinfecci6n de los cuartos frios se realiza una vez por semana. Dentro del equipo utilizado para la limpieza de la planta se encuentran seis mangueras de alta presion distribuidas por toda la planta, las cuales tienen un caudal promedio de descarga de 0.65 1/s. Generandose efluentes que en muchos casos pueden ser sometidos a un proceso de minimizaci6n de desechos reutilizandose en otros procesos (p.e. limpieza de banos y pisos o riego ), algunos de los cuales son identificados a continuaci6n. El conjunto de procesos productivos de la planta, se encuentra especificado en el anexo 9, formado por una serie de procesos descritos en forma de flujo de actividades, los cuales identifican los diferentes tipos de efluentes y los factores que influyen en Ia calidad de estos. - Identificaci6n de los Desechos. 1. Desechos Liquidos. a) En los procesos de elaboraci6n de quesos, una pequefia cantidad de suero es desechado directamente al sistema de alcantarilla. b) El efluente de lavado de los tanques de almacenamiento y tambos de transporte de leche o derivados, incorpora a Ia descarga residuos leche. c) El agua de enfriamiento de los homogeneizadores, las maquinas para hacer helados, Ia envasadora de leche, las queseras, etc. forman parte del sistema de desagi.ie de Ia planta. 63 d) La secuencia tipica de actividades de higienizaci6n de las areas de producci6n es Ia desinfecci6n de todo el equipo con soluci6nes cloradas al inicio de Ia jornada, limpieza general con detergente alcalino y acido al finalizar Ia jornada; por lo tanto se espera variaciones en terminos de acidez o alcalinidad de Ia descarga. 2. Desechos Gaseosos. a) Existe emisiones de vapor en el ambiente del area de trabajo, generados por los actividades de calentamiento durante el procesamiento o elaboraci6n de productos. 3. Desechos S6lidos. a) La producci6n de desechos s61idos depende del material de empaque de los insumos empleados, barriles y cajas de detergentes, bolsas plasticas y tambien de material de empaque dafiado, los cuales son depositados en el basurero. - Sistema de Drenaje. Los efluentes de Ia planta salen por una red de tuberias con trampas de agua cubiertos por rejillas. El sistema tiene dos ramificaciones que colectan cada salida secundaria de efluentes, para unirse en una caja colectora y formar parte posteriormente del sistema de alcantarillado de Zootecnia. El sistema de drenaje debido a su distribuci6n y caracteristicas, permitiria el poner en practica planes de reutilizaci6n de algunos efluentes. Por ejemplo los efluentes producidos durante los procesos de homogeneizaci6n de Ia leche y los procesos de enfriamiento durante Ia elaboraci6n de helados, los cuales pueden ser separados antes de su union con el conjunto de los otros efluentes y reutilizarlos en Ia limpieza de cuartos, bodegas e incluso poder servir para riego De esta forma se podria maximizar Ia cantidades de agua consumidas y a reducir de cierta forma las cantidades demandadas de agua. 64 4.1.1.2. Planta de lndustrias Carnicas. - Descripcion General. PRODUCTOS: Carne (diferentes cortes) y embutidos (varios tipos). PROCESAMIENTO: 419 reses, 846 cerdos, 7 bufalos, 27 cabras y 161 corderos por aiio. CAPACIDAD INSTALADA: 35 reses diarias o 75 cerdos diarios. HORAS DE PRODUCCION: 44 horas a Ia semana. HORARIO DE EMISION DE DESECHOS LIQUIDOS: 6:45 a.m. - 3:30 p.m. DIAS DE TRABAJO: 6 dias par semana. NUMERO DE EMPLEADOS: 9 permanentes. 6 - 10 estudiantes. MATERIA PRIMA: Reses, cerdos, cabras, corderos y bufalos. SECCIONES: Sacrificio, desposte y elaboraci6n de embutidos. - Caracteristicas y Descripcion del Proceso. Las actividades se encuentran ordenadas con base en una secuencia 16gica de producci6n, organizadas en tres tipos de salas, el conjunto de procesos que interviene en Ia actividad productiva de Ia planta se encuentra detail ada en el anexo 10 . a. Sa/a de Sacrificio. De acuerdo a los volumenes de producci6n actual, las actividades de sacrificio de animales son organizadas durante Ia semana, realizandose el sacrificio de cerdos los dias miercoles y el de reses los viernes. Los animales son sacrificados despues de 18 a 24 horas de ayuno, de acuerdo con las instrucciones para cada especie. 65 En esta misma sala se separan y limpian las visceras, para luego almacenarlas en los cuartos frios y desechar aquellas que no son utilizables. b. Sala de Desposte. Las canales refrigeradas son cortadas manual y mecimicamente, obteniendose cortes clasificados en mayores y menores. c. Sala de Embutidos y Productos Pre-elaborados. La carne puede ser triturada, emulsificada o mezclada conjuntamente con los ingredientes empleados, de acuerdo al tipo de embutido a producirse y empacarse. El ahumado de algunos productos se realiza en un ahumador a base de lena y Ia coccion en marmita por inmersion. Algunos productos por el tipo de procesamiento presentanin variantes, sin llegar a ser estas relevantes en Ia calidad de sus efluentes. d. Limpieza del Equipo e Instalaciones. Las labores de limpieza de Ia planta se realizan por lo general una vez concluidas las actividades de produccion, contandose con seis mangueras de alta presion que presentan un caudal promedio de salida de agua de 0. 72 1/s y dos mangueras a baja presion instaladas con caudales promedios de 0.41 1/s de salida. Tambien se cuenta con un sistema de lavamanos, donde algunos de ellos se utilizan muy a menudo, especialmente en las labores de sacrificio y elaboracion de embutidos. Es importante notar que aunque las pistolas reguladoras de Ia salida de agua de las mangueras de alta presion, en algunos casos se encuentran danadas o en otros no Ia tienen, repercutiendo esto en el volumen total de descarga de Ia planta. 66 - Identificacion de los Deseclws. 1. Desechos Liquidos. a) En las actividades de sacrificio el principal efluente es sangre, debido a que este subproducto es aprovechado esponl.dicamente para Ia elaboraci6n de un tipo de embutido. b) Durante el escaldado, Ia maquina causa un rebalse de agua caliente con cerdas (pelos), que formaran un efluente de reboce colectado por el sistema de drenaje. c) La selecci6n y limpieza de visceras, con Ia tecnologia empleada, requiere de volumenes considerables de agua, lo que originan un efluente de lavado de visceras, que arrastra materia de origen fecal. d) En Ia sala de desposte el principal efluente es dellavado de las instalaciones, este efluente arrastra consigo pequefios cortes de carne, residuos de cortes mecanicos (aserrin de huesos) y muchas particulas grasas, los cuales resultan ser los tipicas suciedades de grasa y proteina de Ia planta (Torres, 1995)9 e) En el procesamiento de embutidos, los efluentes de lavado de Ia maquinaria constituyen el principal efluente de esta sala; ademas las evacuaciones de Ia marmita diluyen las cargas producidas en Ia mencionada secci6n. f) Las actividades de limpieza del equipo e instalaciones, es realizada inmediatamente despues de concluir con Ia actividad productiva en cada uno de las salas de la planta, realizandose un enjuague general, previo at lavado con un detergente alcalino. 9 TORRES, F. 1995. El Zamorano, Hond., Escuela Agricola Panamericana. (Comunicaci6n personal). 67 2. Desechos Gaseosos. a) La planta cuenta con una caldera a lena, Ia cual es- empleada principalmente para el calentamiento del agua, produciendo una considerable cantidad de cenizas, las cuales son depositadas en los alrededores de Ia planta. b) En Ia sala de embutidos hay un ahumador que desprende emisiones de humo en el ambiente local. 3. Desechos So lidos. a) Durante el escaldado (limpieza de pelos del cuero del animal), Ia maquina acumula grandes cantidades de pelos y al finalizar Ia matanza, parte de este material es lavado y arrastrado al drenaje y otro es recogido y llevado al basurero. b) Las viseras principalmente de los est6magos y en algunos cueros de cerdas, representan cierta porci6n de volumen de desechos s6lidos de sacrificio. Estos desechos, al finalizar Ia limpieza, son ocupados en composteras o desechados en el basurero. c) Los huesos obtenidos durante el proceso de desposte forman otro importante volumen de desechos, algunos son utilizados para suplemento mineral de las dietas de concentrados de animales y Ia mayor parte de estos son desechados en el basurero. - Sistema de Drenaje. La planta cuenta con dos sistemas de drenaje, los cuales separan las descargas originadas en Ia actividad productiva de las de origen domestico (aguas negras), posteriormente se unen en. una caja trampa y se conectan al sistema de alcantarillado. La red de drenaje interno, se encuentra provisto por rejillas que limitan el paso de material solido grande. Se cuenta con dos salidas principales: una que colecta los efluentes de las sala de sacrificio y desposte; y Ia otra que colecta los efluentes de Ia sala de embutidos. 68 Otra salida de un efluente secundario es el de los corrales de espera, el cual transporta heces fecales y orina de los animales a sacrificarse, estos son acomodados en los corrales de espera 24 horas antes de sacrificio y sometidos a periodos de ayuno por lo que las cantidades de desechos s6lidos en estos corrales no es significativa. El drenaje de estos corrales, cuenta con una caja trampa Ia cual, cumple Ia funci6n de atrapar s6lidos previa conecci6n con Ia caja que une los efluentes de Ia actividad productiva y las aguas negras producidas en Ia planta. El sistema de drenaje de Ia planta permite Ia separaci6n de los principales efluentes de los procesos productivos, facilitando de esta forma posibles implementaciones de tratamientos aislados para cada efluente, como por ejemplo Ia separaci6n de pelos del efluente de sacrificio o Ia separaci6n de los efluentes de lavado del equipo de elaboraci6n de embutidos debido a Ia presencia de detergentes. Tambien un plan de racionamiento de agua durante los procesos serviria mucho para Ia reducci6n de los volumenes de efluentes, aspecto que deberia manejarse junto con una utilizaci6n mas eficiente de otros subproductos, tales como sangre, viseras y huesos los cuales constituyen en muchos casos una fuente proteica de alta calidad para Ia formulaci6n de dietas para ganado o compost organico. El conjunto de procesos realizados en cada una de las salas de producci6n de Ia planta, se encuentra detallado en el anexo I 0, descrito como flujo de actividades, destacandose las particularidades de los procesos que influyen en la generaci6n del tipo de efluente producido. 4.1.2. Unidades de Produccion Animal. Las unidades de producci6n animal que desargan sus efluentes a la quebrada La Chorrera, ya sea a traves del sistema de alcantarilla o independientemente son: establo de ordefio, unidad vieja de cerdos, matadero de aves y unidad de cabras. Siendo esta ultima Ia que vierte sus desechos liquidos independientemente del conjunto. 69 4.1.2.1. Establo de Ordefio. - Descripci6n General. PRODUCTO: Leche fluida. PRODUCCION: I220 litros/dia. ANIMALES BAJO PRODUCCION: 98. CAP ACID AD INST ALADA: 36 cepos y 6 maquinas portatiles de ordeno. HORAS DE PRODUCCION: 8 horas al dia. HORARIO DE EMISION DE DESECHOS LIQUIDOS: Dos turnos diarios de ordeno. 5:30a.m. -9:30a.m. 3:00p.m.- 5:30p.m. DIAS DE TRABAJO 7 dias. NUMERO DE EMPLEADOS: 5 permanentes 6 -I 0 estudiantes. MATERIA PRIMA: Vacas en producci6n (post-parto ). - Caracteristicas y Descripci6n del Proceso. El proceso de ordeno es realizado dos veces al dia, una durante Ia manana ( 5:3 0 a.m.) y otra durante Ia tarde (3:30p.m.). Carla turno comprende aproximadamente un periodo de actividades de dos horas. Por Ia manana se alimentan en el establo las hembras que no estan en producci6n (vacas secas, vaquillas, terneras), lo cual ocupa un par de horas. En el anexo II se presenta de forma detallada las actividades realizadas en el establo. a. lngreso de animates a producci6n. Los animates que se encuentran en Ia ultima etapa de gestaci6n, son aislados en potreros de parici6n. Tres dias post-parto, carla animal ingresa al ordeno mecimico; Ia cria es transportada a una secci6n especial para el manejo de terneros. 70 b. Anim ales en producci6n. El grupo de animales en producci6n es manejado de ·dos formas: pastoreo y estabulaci6n, dependiendo de Ia estaci6n del ano. La alimentaci6n de cada animal, se encuentra relacionada con su volumen de producci6n, realizandose suplementaciones con concentrado durante el proceso de ordeno. Los animales en etapa no productiva tambien son alimentados en Ia misma sala una vez terminadas las labores de ordeno. c. Sistema de ordefio instalado. El sistema de ordeno es mecanico y funciona por succi6n de vacio. La leche colectada es transportada a un tanque por medio de un sistema de tuberias para ser almacenada y posteriormente enviada por medio de una conecci6n subterranea a Ia planta de industrias lacteas, durante el turno de Ia manana. d. Limpieza de las Instalaciones y el Equipo. Las labores de limpieza de Ia unidad del establo de ordeno, cuenta con cuatro mangueras de baja presion, las cuales tienen un caudal promedio de salida de 0.49 1/s. Tambien el sistema de tuberias es lavado mediante el bombeo y recirculaci6n de Ia diluciones de detergentes una vez concluida Ia actividad del ordeno. - Identificacion de los Desechos. 1. Desechos Liquidos. a) El efluente del establo provtene del lavado de las instalaciones, siendo arrastrado en su amplia mayoria excrementos fecales y orines como tambien restos de concentrado. b) En las Ia bo res de limpieza durante Ia manana se lim pian los tanques de almacenamiento de leche, utilizando para el lavado detergente alcalino y para el desinfectado cloro. 71 c) Ellavado del sistema de tuberias es realizado luego de concluir cad a turno de ordefio, siguiendo los mismos procedimientos de lavado y desinfecci6n. Una vez por semana se utilizani detergente acido, con el fin de evitar Ia formaci6n de Ia "piedra de leche" en Ia superficie interna del equipo. 2. Desechos S6lidos. a) El principal subproducto de este tipo de actividad, por el volumen de producci6n, esta representado por las heces fecales, siendo Ia mayor parte colectadas y transportadas a un area cercana a! establo destinada especificamente para este fin. b) Los medicamentos utilizados, generan cantidades no alarmantes de desechos, entre estos envolturas que son depositados en el basurero. - Sistema de Drenaje. Los efluentes son colectados principalmente por dos canales abiertos ubicados longitudinalmente en Ia sala de ordefio, estos drenan hasta una caja trampa que retiene Ia materia salida, esta caja es limpiada cada 15 dias y los desechos s61idos son depositados en el area prevista para su deposici6n. Posteriormente el efluente se conecta a! sistema de alcantarillado. La cantidad de desechos s61idos que genera este tipo de explotaci6n se encuentra principalmente representada por los volumenes de heces fecales producidos durante el ordefio, estos aparentemente representan el principal contaminante de los efluentes de Ia unidad, incorporandose al efluente como s61idos en suspension o solidos disueltos. El manejo de los desechos s61idos hasta el Ia fecha de realizaci6n de este estudio consiste en Ia acumulaci6n del estiercol en un predio aledafio a Ia sala de ordefio, estos desechos son utilizados por Agronomia y Horticultura como abonos organicos al inicio de Ia epoca de lluvias. Tambien se lleva a cabo Ia construcci6n de un biodigestor con el fin de dar 72 un mejor manejo a! conjunto de desechos producidos por el establo, y a Ia vez generar otros subproductos como gas metana y abono. 4.1.2.2. Unidad Vieja de Cerdos. - Descripcion General. PRODUCTO: Animales a sacrificio. PRODUCCION: 20 animales/semana. PESO A SACRIFICIO: 200 libras/animal. CAPACIDAD INSTALADA: 24 corrales. ANIMALES/CORRAL: 10- 12. ANIMALES BAJO MANEJO: 120 engorde, 2 maternidad, 15 crias. HORAS DE PRODUCCION: 8 horas a! dia. HORARIO DE EMISION DE DESECHOS LIQUIDOS: 6:45 a.m. - 9:30 a.m. DIAS DE TRABAJO: 7 dias a Ia semana. NUMERO DE EMPLEADOS: 1 permanente. MATERIA PRIMA: Lechones. - Caracteristicas y Descripcion del Proceso. La unidad de cerdos cuenta con dos edificaciones (vieja y nueva), que concentran las secciones de manejo porcino. La unidad vieja, como su nombre lo indica, fue Ia primera edificaci6n en instalarse, encontrandose Ia misma conectada a! sistema de alcantarillado de Zootecnia. Luego se construy6 una extension de Ia unidad, con el fin de dar un manejo mas especializado en cada una de las etapas de crecimiento de los animales, estas instalaciones manejan por separado sus descargas de aguas servidas, donde Ia unidad mas recientemente instalada cuenta con una laguna de deposici6n de sus aguas servidas, Ia cual ejerce sobre estos efluentes alglin tipo de tratamiento. Estas aguas tambien son utilizadas para fines de riego de 73 plantaciones de cafia de azucar, las cuales servinin posteriormente como una fuente de alimento para los animates. Cada una de las caracteristicas y actividades del manejo en Ia unidad se encuentran esquematizado en el anexo 12, estos describen en forma de flujo las actividades de los procesos generadores de efluentes de Ia unidad. a. Jnstalaciones. El disefio de las instalaciones se encuentra dividido en tres bloques de corrales de diferentes dimensiones, 10 con 10 m2 y 14 con 20 m2 , algunos de estos son empleados con fines de experimentaci6n. Cada uno de los corrales cuenta con un bebedero automatico y comederos con las siguientes variantes: de pileta, automaticos y de canal, este ultimo es empleado para suplementos alimenticios liquidos. b. Alimentaci6n. El principal suplemento alimenticio es concentrado, que es fabricado por Ia planta de Zamorano; sin embargo, se emplean otras variantes en Ia suplementaci6n de Ia dieta como el tancaje, suero de queso y jugo de cafia. El sistema de alimentaci6n por canal cuenta con un molino de cafia y un tanque de distribuci6n, el cual almacena el jugo que es colectado durante Ia molienda, este ultimo suplemento sera suministrado solo en Ia epoca de disponibilidad de Ia materia prima. c. Otras caracteristicas del manejo. En los corrales destinados para maternidad, se emplea cascarilla de arroz como superficie de cama, para evitar Ia humedad ocasionada por derrames de agua y desechos de orina. Estos desechos s6lidos de cascarilla de arroz producido diariamente, son removidos manualmente y depositados en un predio aledafio a las instalaciones, utilizandose luego como material de covertura en cultivos de arboles forrajeros. 74 d. Limpieza de las Instalaciones. Las actividades de limpieza de Ia unidad representan los printipales efluentes emisores de desechos liquidos, esta actividad se realiza con una manguera presenta Ia capacidad de descarga de 0.28 1/s, siendo esta actividad realizada unicamente con un trabajador y con una duraci6n de menos de tres horas diarias, las cuales se concentran netamente durante Ia manana. - Jdentificacion de los Desecltos. 1. Desechos Liquidos. a) Los efluentes son provenientes, casi en su totalidad, del proceso de lavado de corrales; arrastrando principalmente heces fecales y orinas. b) Los alimentos derramados de los comederos forman parte importante de las cantidades de s6lidos que transporta el efluente de lavado. c) Cuando se utiliza el tanque de almacenamiento de suplementaci6n de alimento liquido, se realiza el lavado del mismo una vez a Ia semana unicamente con agua. 2. Desechos S6lidos. a) El grupo de desechos s6lidos esta formado por residuos de tancaje, los cuales seran depositados en el basurero. b) La limpieza de los corrales de maternidad genera una cantidad diaria de cascarilla de arroz mezclada con heces, estos desechos son removidos y acumulados en un area aledafia a Ia unidad. 75 - Sistema de Drenaje. El sistema de drenaje de Ia unidad esta compuesto por canales laterales abiertos, que convergen a una caja colectora, que esta conectada a otra caja que cumple Ia funci6n de trampa, reteniendo ciertos volumenes de s6lidos producidos. La limpieza de estasa cajas es realizada cada quince dias y finalmente se conecta al sistema de alcantarillado. Indudablemente que luego de Ia determinacion minuciosa de los procesos de manejo y producci6n, los desechos s6lidos representan un buen porcentaje del total de desechos de Ia unidad, estos a su vez aparentemente afectan las caracteristicas del efluente,proporcionandole al mismo una caracteristica de contener altas cantidades de s6lidos suspendidos y/o disueltos, los mismos que tenderan a afectar las propiedades fisicas y biol6gicas en Ia biodegradaci6n del efluente. A lo anterior se suma Ia caracteristica del tipo de escrementos que se producen, siendo estos altamente concentrados y debido a los volumenes de agua utilizados en Ia limpieza, no se pueden no se llegan a diluir todos estos, siendo esta otra caracteristica del efluente total de Ia unidad. Una alternativa que se trata de poner en marcha en Ia unidad es Ia conecci6n del efluente hacia un biodigestor, el cual por medio de Ia descomposici6n de Ia materia organica en forma de gas metano y otros compuestos, se produzca otros subproductos y de esta manera se reduzca Ia carga que incorpora el efluente en Ia descarga comun del sistema de alcantarillado. 4.1.2.3. Matadero de Aves. - Descripcion General. PRODUCTO: Pollos en canal. VOLUMEN DE PRODUCCION: I 000 aves/dia. CAP ACID AD INST ALADA: 2000 aves/dia. HORAS DE PRODUCCION: 8 horas al dia. HORRIO DE EMISION DE DESECHOS LIQUIDOS: 6:45 a.m. - 13:45 p.m. 76 FRECUENCIA DE ACTIVIDADES DE PRODUCCION Cada 6 semanas (42 dias) DIAS EN PRODUCCION: 3. NUMERO DE EMPLEADOS: 15 temporales. 6 - I 0 estudiantes. MATERIA PRIMA: Pollos de engorde. - Caracteristicas y Descripcion del Proceso. El matadero de aves funciona como una seccion de Ia unidad de aves de Zamorano. El funcionamiento de sus instalaciones se encuentra sujeto al tamano y edad de los animales a sacrificio, alcanzado entre las seis o siete semanas de edad. Las actividades de matanza de aves se encuentra detallada en el anexo 13, descrito en forma de fluj o de actividades. a. Sacrificio. Cada ave es insencibilizada mecimicamente con toques eh~ctricos para luego degollarse y desangrarse. La siguiente etapa; el escaldado, es realizado en un recipiente que retiene agua previamente calentada, esta actividad facilitar el desplumado a realizarse posteriormente. b. Selecci6n y limpieza de Ia canal. El animal desplumado pasa por una serie de "estaciones" de limpieza de Ia canal, precedida por Ia separacion de algunas partes y organos que se constituin'm posteriormente en subproductos del proceso. c. Distrihuci6n y almacenamiento. Una vez limpias y pesadas las canales, son preparadas para su distribuci6n. El producto es empacado y transportado en canal entera a sus principales consumidores: comedor estudiantil y puesto de ventas. 77 d. Umpieza de las fnstalaciones y dell~quipo. Las labores de limpieza se realizan una vez concluidas las actividades de sacrificio y empacado de los productos y subproductos. El matadero de aves cuenta con sistemas de mangueras de presion simple, las cuales presentan un caudal promedio de salida de 0,49 1/s. Los grandes recipientes de agua con que se cuenta en el area de limpieza de canales, genera grandes volumenes de efluentes que pueden ser reutilizados aparentemente sin ningun inconveniente en los procesos de escaldado, donde el agua residual de los recipientes de limpieza perfectamente puede aprovecharse en los fines que persigue el proceso anteriormente mencionado; caso contrario el uso para riego seria otra alternativa viable con el fin de un plan de minimizaci6n de consumo de agua. - Jdentificacion de los Desecltos. I. Desechos Liquidos. a) Los efluentes de lavado de las actividades de limpieza de canales, son los que incorporan Ia mayor parte de Ia descarga, virtiendo un flujo permanente a lo largo del proceso. b) Luego del degollado, el efluente de sangre cae al canal de drenaje. Finalizada Ia faena del dia, el lavado del area incorpora a Ia descarga este efluente de lavado. c) El desalojo y limpieza del recipiente utilizado para el escaldado, Iibera un efluente caliente que arrastra principalmente restos de sangre y plumas. d) El efluente de lavado de las areas ocupadas, luego de Ia actividad genera efluentes que contienen detergentes alcalinos en diluci6n. En el lavado final del area de desplumado, el efluente arrastra alta cantidad de plumas repartidas en las paredes y el piso. 78 2. Desechos S(Jlidos. a) El desplumado genera grandes cantidades de plumas, representando uno de los desechos solidos mas importantes del proceso. Finalizada Ia matanza, las plumas se colectan manualmente, tanto en el area de desplumado como en Ia salida de Ia descarga, las mismas que son depositada en el basurero. b) Otro importante conjunto de desechos solidos son representados por las viseras que no son consumibles. Estas son acumuladas y votadas a! basurero. - Sistema de Drenaje. Un canal abierto es el colector de los efluentes de todas las actividades del proceso. La descarga cae a una caja donde se filtra parte de los solidos, para caer en otra caja que cumple Ia funcion de retener otra cantidad de solidos, finalmente se conecta a! sistema de alcantari llado. 4.1.2.4. Unidad de Cabras. - Descripcion General. PRODUCTOS: Leche, animales para Ia venta y/o sacrificio. VOLUMEN DE PRODUCCION: 90 - 110 litros/dia. CAP ACID AD DE LA SALA DEORDENO: 12 animales. ANIMALES EN PRODUCCION: 30- 40 animales. HORAS DE PRODUCCION: 8 horas a! dia. HORARIO DE EMISION DE DESECHOS LIQUIDOS: 7:00a.m.- 10:00 a.m DIAS DE TRABAJO: 7 dias. NUMERO DE EMPLEADOS: 2 permanentes. 6 - 8 estudiantes. MATERIA PRIMA: Cabras bajo produccion y crias para engorde. 79 - Caracteristicas y Descripcif)n del Proceso. Las actividades de ordeno y manejo de crias es realizado bajo una misma estructura fisica y el manejo de los adultos en corrales y potreros cercanos a! Iugar. El anexo 14 presenta detalladamente el flujo de actividades realizadas en Ia unidad. a. Ordeilo. El ordeno es realizado manualmente, Ia leche es colectada en cubetas para luego filtrarla utilizando un tamiz que elimina las suciedades incorporadas durante el proceso y finalmente es depositada en recipientes. La leche principalmente sirve para Ia alimentaci6n de las crias hasta los 3 o 4 meses de edad. La cantidad de animates bajo producci6n dependeni del estado de prenez en que se encuentren las hembras gestantes, existiendo periodos en que la cantidad de animales bajo ordeno, se reduce considerablemente. b. Alimentaci6n. Las crias que se encuentran en lactaci6n son alimentadas manualmente con biberones. Conforme se van acercando al destete, se les provee de alimentaci6n suplementaria a base de concentrado y forrajes de alto contenido protei co (p. e. Madreado ). Los adultos son alimentados con forrajes, por medio del pastoreo y concentrado mediante la alimentaci6n suplementaria en comederos. c. Limpieza de las Jnstalaciones. Las labores de limpieza de Ia unidad es realizada con una manguera de presion simple que sirve para el lavado tanto de Ia sala de ordeno como de los corrales de las crias, esta manguera en promedio descarga 0.4 1/s de agua, tambien es empleada para ellavado diario de la sala de ordeno y dia por medio de los corales de crias. 80 - /dentificacir)n de los Deseclws. I. Desechos Uquidos. a) Durante el proceso de ordeno se derrama cierta cantidad de leche, Ia cual forman'! parte del efluente de lavado de Ia sala. b) El efluente de lavado de los corales de crias, esta constituido por heces, orina y residuos de concentrado. La actividad de lavado realizada presenta dos variantes: superficial, realizado todos los dias y completa, realizado una vez por semana. 2. Desechos S6lidos. a) Los animales muertos son depositados en el basurero, presentandose con mayor frecuencia en crias de corta edad. - Sistema de Drenaje. Los efluentes son colectados de forma superficial y son drenados a un par de salidas ubicadas en Ia sala de ordeno y de los corrales de crias, los mismos son conectados directamente con Ia quebrada La Chorrera a pocos metros de Ia salida del sistema de alcantarilla de Zootecnia. 4.2. Volumenes de Descarga. Los volumenes de descarga encontrados son descritos de acuerdo a las unidades productivas y posteriormente a nivel de Ia salida comun de estos efluentes 4.2.1. Plantas Procesadoras y Unidades de Produccion Animal. Los volumenes de descarga de los efluentes de cada una de las unidades estudiadas, esta relacionado con los volumenes de consumo de agua. Los consumos de agua en el area de Zootecnia: fluctuan entre 121.7 y 220.8 m3 ( cuadro 8). 81 El agua consumida durante cuatro meses, el 57% en promedio es consumido, entre las 7:00 a.m. y 3:00 p.m., el 42 % durante el resto del dia, siendo los contribuyentes principales, las operaciones de lavado del establo de ordef\o y consumo de agua por los animates. El consumo de agua durante el horario de producci6n (5:30a.m. -4:00p.m.), es importante por los volumenes de agua que se requiere, sin embargo, tambien esta el consumo de agua, por las oficinas y aulas en Zootecnia. 82 Cuadra 8. Consumo de agua del conjunto de actividades realizadas en el area de Zootecnia CONSUMO (m3 ) DIA o/o MUESTREADO C. D.* DIURNO** TOTAL 8/ X /1994 81.78 147.8 55 21/ X /1994 82.48 158.5 58 26/ X /1994 115.18 181.2 64 4/ XI/1994 115.18 181.2 64 18/ XI /1994 75.58 141.6 53 19/ XI/1994 55.68 121.7 46 26/ XI/1994 67.08 133.1 50 1 I XII /1994 67.08 133.1 50 28/ XII /1994 81.18 147.2 55 29/ XII /1994 72.68 138.7 52 3 II /1995 143.48 209.5 68 16/1/1995 115.18 181.2 64 17/I/1995 154.78 220.8 70 18/1/1995 78.28 144.4 54 25 /I /1995 109.48 175.5 62 * % C.D. = Porcentaje de consumo diurno. ** Consumo de 7:00a.m. a 3:00p.m. Fuente: (Superintendencia de Campo, 1995)10 10 Superintendencia de Campo, Zamorano, Honduras, 1995. 83 El cuadro 9 muestra los diferentes volumenes de descarga de desechos liquidos, calculados de acuerdo al numero de jornadas laborales a Ia semana. Cuadra 9. Descarga semanal de desechos liquidos en las unidades agropecuarias de Zamorano. VOLUMEN DE DESCARGA UNIDAD SEMANAL (m3) Establo de Ordefio 42.96 Unidad de Cerdos 15.43 Unidad de Cabras 17.49 Matadero de Aves 5.6 Planta de Industrias Lacteas 178.46 Planta de Industrias Carnicas 24.35 La figura 5 muestra los volumenes de descarga presentados en el cuadro 8, determinandose una clara diferencia entre los volumenes de descarga de la planta de lacteos con el resto de las unidades analizados. La planta alcanza volumenes de descarga de 178.5 m3 por semana, comparado con los volumenes producidos por el establo de 43 m3 y la planta de carnicos 24.35 m3 . Uno de los factores que determina el volumen de descarga de desechos liquidos de Ia planta de lacteos, se debe principalmente a que Ia planta utiliza agua en sus procesos de enfiiamiento, otros factores que influyen es a cause de Ia generaci6n de desechos provenientes de Ia limpieza y asi como algunos residuos liquidos de los procesos de producci6n. El establo de ordefio, Ia unidad de cerdos y Ia de cabras, producen 2.6 veces menos que los producidos por Ia planta de lacteos. 84 Las actividades de limpieza de las instalaciones de las unidades de producci6n animal fueron identificadas como las principales generadoras de desechos liquidos ( anexos 1 I, 12, 13 y 14). El conjunto de actividades de limpieza se encuentra relacionado a su vez, con el numero de animales bajo manejo en cada unidad, siendo esta una caracteristica que tambien influye en los periodos de emisi6n de efluentes de lavado. 200 150 Yo lumen (m3/semana) 100 50 0 LACTEOS ESTABLO CARNICOS CARRAS CERDOS AVES Figura 5. Volumenes de descarga semanal en cad a planta y unidad agropecuari;t analizada. La planta de lacteos representa el 63 % del volumen total de descarga, el establo de ordefio el 15 % y los restantes aportan volumenes men ores del 10 %. El matadero de aves descarga 5.6 m3 por semana, siendo este el2% del volumen total, debido a Ia frecuencia de sus actividades de sacrificio (cada 6 semanas). 85 En Ia figura 6 pueden apreciarse Ia proporci6n del total de las descargas para cada unidad. ---·------------------ Figura 6. Proporci6n de los volumenes de descarga semanal. El volumen de descarga de Ia planta de carnicos no se pudo medir directamente debido a impedimentos de estructura. Debido a lo anterior los volumenes de decargas, se calcularon de acuerdo a parametros caracteristicos al tipo de aguas de desecho, tomando como referencia principal datos caracteristicos de aguas de desecho de actividades de Ia misma categoria agroindustrial pecuaria. Se determin6 que bajo el volumen de producci6n actual Ia planta de industrias carnicas de Zamorano, aparentemente puede alcanzar 24.4 m3 de descarga a Ia semana. 86 Es tambien adecuado analizar los volumenes de descarga con base en un dia "critico", el mismo que se encuentre caracterizado con base en Ia acumulaci6n de actividades diversas durante una misma jornada de trabajo; frecuentemente una situaci6n como Ia descrita no se presenta normalmente y su ocurrencia se encontran't sujeta a Ia simultaneidad en Ia realizaci6n de actividades productivas en cada una de las unidades productoras del area de estudio. Seria de esperarse que tentativamente se podrian presentar situaciones criticas cada seis semanas, debido a Ia incorporaci6n del efluente del matadero de aves al volumen total de desechos, coinsidiendo con Ia faena de cerdos o reses y Ia secuencia tipica de producci6n en cada una de las demas unidades componentes del conjunto de lugares estudiados (figura 7). 35 30 25 20 Volumen (m3/dia) 15 10 5 0 AVES LACTEOS CARNICOS ESTABLO CERDOS CABRAS ~~~~~- -~----------------·----·----·- Figura 7. Volumenes de descarga de desechos liquidos durante una jornada de producci6n agropecuaria. 87 El gratlco muestra claramente Ia diferencia de los volumenes producidos de cada efluente, donde el matadero de aves produce un volumen de aguas residuales de 33.61 m', comparada con Ia producci6n de Ia planta de lacteos y camicos, las cuales alcanzan volumenes relativamente similares de 25 m3 cada una. Es notoria Ia diferencia que se presenta en cuanto a los volumenes de descarga de las plantas de lacteos, carnicos y el matadero de aves, comparada con los volumenes producidos por las unidades de producci6n animal, presentando estas ultimas Ia caracteristica de ser aparentemente constantes con los niveles de descarga. Entre Ia repercusi6n de estos dias "criticos" en cuanto a los volumenes y posibles cargas contaminantes, estan los cambios bruscos en cuanto a los volumenes vertidos, lo cual amerita Ia consideraci6n de un sistema equilibrador de estas descargas, el cual podra consistir en una etapa previa de retenci6n de los volumenes y homogeneizaci6n de las cargas contaminantes, efecto que regularia el funcionamiento y proporcionaria un sistema de tratamiento primario previa a Ia etapa de biodegradaci6n. 4.2.2. Salida Comun del Sistema de Alcantarilla de Zootecnia. El cuadro 10 muestra los volumenes tot ales de descarga del sistema de alcantarilla de Zootecnia durante una jornada completa de producci6n. La balanza de agua presentada en el area de estudio muestra una diferencia entre consumo y descarga de 24.28 m3 , considerando tanto los volumenes promedios de demanda de agua (94.35 m3 ) como Ia descarga de desechos liquidos (69.47 m3 ) producida por Ia descarga del sistema de alcantarillado durante Ia realizaci6n del estudio. La distribuci6n del conjunto de valores de descarga obtenidos, presenta un coeficiente promedio de variaci6n de 64 %, lo cual indica que los datos variaran en un 64 % dependiendo del volumen de descarga medio calculado. El volumen promedio de descarga maxima alcanzado durante Ia determinacion del caudal fue de 234.6 1/min, valor que debe considerarse en el disefio de algun sistema de tratamiento a. implementarse. 88 Cuadra 10. Volumenes de descarga total durante 12 horas de muestreo en cada observaci6n. VOLUMEN DE OBSERVA CION DESCARGA TOTAL (m3 ) I 70.16 II 79.13 III 76.34 IV 90.90 La tendencia promedio de los volumenes de descarga, se encuentra graficada en Ia figura 8, Ia cual muestra una alta variaci6n en los volumenes de descarga de un periodo de producci6n de desechos, presentimdose dos picos: el primero aproximadamente entre 9:00 a 9:30a.m. y el segundo a las 12:00 del medio dia. El primer pico se podria deber a! periodo de mayor concentraci6n de los procesos en las plantas de procesamiento y unidades de manejo animal, las cuales aportan a! volumen total Ia mayor parte de Ia descarga. El segundo pico determinado es cuando se lleva acabo las actividades de limpieza de las instalaciones. La tendencia del volumen de descarga es a decrecer durante las horas de Ia tarde; observandose posteriormente un incremento moderado que se debe a las actividades de Ia segunda jornada de ordefio de ganado lechero. 89 3500 3000 2500 :s s ~2000 c d ~ 1500 0 > 1000 500 / 0 ---r:---,-----,----,---,---.--.-------,c-----~-- ·--,--~( 5:30 6:45 8:00 9:15 10:30 11:45 13:00 14:15 15:30 16:45 18:00 Intervalo horario --------~--------------- ---- Figura 8. Tendencia de los volumenes de descarga en la salida del sistema de alcantarilla de Zootecnia. 4.3. Caracterizacion de las Variables Fisico-Quimicas de las Descargas. La caracterizaci6n de desechos liquidos producidos en Ia actividad agropecuaria de Zamorano, enfoca el conjunto de procesos productivos realizados en cada una de las unidades de manejo animal y del procesamiento de algunos subproductos. En dichos centros de producci6n ubicados dentro del area delimitada para el estudio, Ia evaluaci6n de los efluentes a traves de las variables escogidas como indicadores de calidad, identifican los puntos sencibles a Ia realizaci6n de mejores controles y manejos que minimicen impactos a! medio ambiente, determinando Ia naturaleza de los principales contribuidores y el contexto del sistema colector de aguas residuales. 90 4.3.1. Variables Fisico-Quimicas de los Efluentes de las Plantas Procesadoras y Unidades de Produccion Animal. Los resultados de las propiedades acido-alcalinas (pH), de turbidez, cantidad de s6lidos suspendidos y de Ia temperatura. Los valores resultantes de estas variables se encuentran en el cuadro 11 . Cuadra 11. Caracterizaci6n de las variables fisico-quimicas en cada una de las unidades agropecuarias. Solidos Suspcndidos Tcmncratura Turbidcz UNIDAD ("C) I!!! (NTU) Conccntracion Carga (mg/1) (kglscmana) Establo de Ordeno 22.5 8.1 500- 1000 3920 168.41 Unidad de Cerdos 22.4 7.1 1000- 2000 6020 92.91 Unidad de Cabras 22.4 6.9 300- 500 227 3.97 Matadero de Aves 22.0 6.2 75- 100 120 0.67 Planta de Industrias Licteas 24.2 7.8 40- 50 373 66.57 Planta de Industrias Carnicas 22.0 6.6 100- 200 140 3.41 4.3.1.1. Analisis Estadistico de las Variables Fisico-Quimicas. Para determinar Ia significancia de las variables se realiz6 Ia prueba "F", utilizandose una tabla de valores de F para los grados de libertad de 5 y una probabilidad de un 99 %. El valor F presentado por Ia tabla fue de 3. 17 y se consideraron significativas todas las variables que presentaran un valor de F mayor que el indicado porIa tabla (Ebdon, 1985). En el cuadro 12 se presentan los valores de "F" obtenidas del analisis estadistico realizado para pH, turbidez y temperatura. 91 Cuadra 12. Amilisis de varianza fisico-quimico de las descargas, considerando como fuente de variaci6n las unidades agropecuarias. Variable Fo. c.v. D.E. Significancia Media Pr. Dependiente * ** *** Ft a 99% pH 4.74 20.4 1.44 7.07 0.0007 Sl Turbidez 21.41 27.4 2.28 8.3 0.0001 Sl Temperatura 89.5 89.49 9.93 22.58 0.1493 no Grados de Libertad = 5 * F 0 . = F observado. Ft = 3.17 ** C.V. = Coeficiente de Variaci6n. # Obs./variable = 96 *** D.E. = Desviaci6n Estandar. 4.3.1.1.1. J!!!. Para esta variable se esperaba encontrar caracteristicas homogeneas en el efluente de cada sitio; sin embargo se encontr6 una variaci6n altamente significativa en las propiedades de acidez y alcalinidad de las descargas con una probabilidad de 0.01 (cuadro 12). La caracteristica variable que presentaron los datos obtenidos se muestra a traves del coeficiente de variaci6n (C.V.) de 20 %, que indica que el valor vardadero del pH promedio que se espera encontar esta entre 5.65 y 8.48 unidades de acidez y alcalinidad. La prueba de separci6n de medias agrupa los valores medias, los ordena y los compara entre cada unidad (cuadro 13). 92 Cuadra 13. Ordenamiento de las unidades y plantas de producci6n pecuaria con base en Ia prueba SNK de separaci6n de medias. I UNIDAD pH* I Establo de Ordeii.o 8.061 Planta de Industrias Utcteas 7.840 Unidad de Cabras 6.951 Unidad de Cerdos 6.559 Planta de Industrias Carnicas 6.558 Matadero de Aves 6.224 (Alpha= 0.01). * Valores promedios. En la figura 7 se puede observar la clasificaci6n de las unidades con base en el analisis de separaci6n de medias, el cual representa proporcionalmente las diferencias encontradas entre cada unidad. De esta clasificaci6n el establo obtuvo el valor medio de pH mas alcalino (8.1), encontrandose diferencia significativa con el matadero de aves el cual mostr6 el pH mas acido (6.2), los valores de las otras unidades se encuentran dentro de este rango. 93 (8.1) ESTABLO DE ORDENO- --- ----~-- LACTEOS -- ---- - p_H (6.2) MATADERO DE AVES---- Alpha= 0.01 Figura 9. Ordenamiento de los efluentes pecuarios de acuerdo a las caracteristicas de pH, basado en Ia prueba SNK de separaci6n de medias. El volumen promedio de descarga maxima alcanzado durante Ia determinacion del caudal fue de 234.6 !/min, valor que debe considerarse en el diseno de algun sistema de tratamiento a implementarse. Seglin (APHA; A WW A y WPCF, 1963). sostienen que el pH " .. tiene poca relacion con Ia concentracion de las aguas negras, pero puede ser de importancia considerable en estudios sobre desechos industriales, ya que es una determinacion importante en sistemas de tratamiento de aguas residuales .. ". Las actividades de limpieza del equipo e instalaciones, incorporarim a los efluentes cantidades de detergentes a distintas concentraciones de dilucion, lo que altera en detenninadas horas (inicio y finalizaci6n de procesos). las propiedades alcalinas del efluente. 94 Las caracteristicas de las aguas residuales se encuentran determinadas por el tipo de desecho presente en cada efluente. La materia organica debido a Ia capacidad de oxidaci6n podra acidificar los efluentes de descarga. Uno de los principales componentes de los efluentes de Ia planta de carnicos y el matadero de aves, es sangre, esta tiene una capacidad de oxidaci6n bastante marcada si se encuentra en medios oxigenados. Estas reacciones otorgan a los efluentes caracterfsticas de acidez. El caso contrario a lo descrito anteriormente, se presenta en el establo de ordeno y Ia planta de industrias lacteas, donde Ia utilizaci6n de detergentes, en las labores de limpieza incrementa las caracteristicas alcalinas de sus efluentes. El rango de valores promedios encontrados en todas las unidades se encuentra entre 6 a 8 en valores de pH, encontrandose dentro de las normas recomendadas para el vertimento de desechos lfquidos. En consecuencia, no existe por el momenta Ia necesidad de realizar ningun tratamiento quimico para a las descargas para el control del pH. 4.3.1.1.2. Turbidez. Se esperaba encontar caracteristicas homogeneas en Ia turbidez del efluente en cada unidad, sin embargo se observaron diferencias significativas de acuerdo al analisis estadistico, con una probabilidad de 0.01 (cuadro 12). El C.V. obteido del analisis fue de 27 %, el cual indica que el rango de valores de unidades de turbidez (NTU) promedio de las unidades, se espera encontrar entre 7 5 y 10 00 NTU. La prueba de separaci6n de medias a traves del agrupamiento, ordenamiento y comparaci6n entre cada unidad, clasifica los datos en una escala en terminos de Ia variable en cuesti6n (cuadro 14). 95 Cuadra 14. Ordenamiento de las unidades y plantas de produccion pecuaria con base en Ia prueba SNK de separacion de medias. I Turbidez* UNIDAD NTU I Planta de Industrias Lacteas 40- 50 Matadero de Aves 75- 100 Planta de Industrias Carnicas 100- 200 Unidad de Cabras 300- 500 Establo de Ordefio 500- 1000 Unidad de Cerdos 1000- 2000 (Alpha= 0.01). * Valores promedios. En Ia figura 10 se representa el ordenamiento y agrupacion de las unidades de acuerdo a Ia prueba SNK de separacion de medias, el cual representa Ia diferencia proporcional existente enntre los valores obtenidos. La presencia de particulas en suspencion podra causar alteraciones en las propiedades de turbiedad variando esta de acuerdo a! tipo de efluente producido. La turbiedad se encuentra directamente relacionada con Ia cantidad de solidos suspendidos, expresada a traves de Ia cantidad de materia organica que forma parte de los desechos liquidos, tambien con las caracteristicas de color, solidos disueltos y tamafio de particulas principalmente (Chapman, 1992). Cada unidad de produccion y planta procesadora produce efluentes que tienen diferentes caracteristicas en cuanto a las concentraciones de particulas en suspencion, estas dependen de los procesos que incorporan diferentes cantidades de solidos, ya sean estos suspendidos o disueltos. 96 (40- 50 NTU) LACTEOS-- MATADERO DE AVES --~------ CARNICOS _____ __j ------j TURBIDEZ CABRAS --- ESTABLO DE ORDENO - (2000 NTU) CERDOS ~~---~--- -- Alpha= 0.01 Figura 10. Ordenamiento de los etluentes pecuarios de acuerdo a las caracteristicas de turbidez basado en la prueba SNK de separaci6n de medias. De acuerdo a los efluentes de desecho generados por Ia diversas actividades de cada unidad, estas pueden ser agrupadas en: - unidades de producci6n animal (establo, cerdos y cabras), que producen efluentes de lavado con altas cantida-des de materia orgl'mica, siendo en algunos casas, incorporados como efluentes muy concentrados con bajos factores de diluci6n y consecuentemente altos valores de turbidez. - plantas procesadoras (1<\cteos y carnicos) y mataderos (carnicos y aves), liberan desechos que generalmente se encuentran en bastante diluci6n fluctuando sus caracteristicas de turbidez entre un rango mas amplio. Los resultados de los analisis muestran que el efluente de Ia planta de industrias lacteas es diferente a los demas en cuanto a las unidades de turbidez encontradas en su descarga 97 (entre 40 y 50 NTU), presentando Ia menor cantidad de particulas en suspencion y consecuentemente valores mas bajos de turbidez. Los efluentes de cerdos, establo y cabras, representan un grupo con caracteristicas similares en el efluente producido. La unidad de cerdos presenta el valor de turbidez mas alto (2000 NTU), caracterizado por arrastrar grandes cantidades de particulas en suspencion y disueltas, las cuales son originadas en su totalidad del efluente de lavado de corrales (residuos de alimentos, heces y orina), La caracteristica de los otros dos efluentes es se encuentra directamente relacionada con Ia cantidad de animales bajo manejo y el tiempo y volumenes empleados para las labores de limpieza de sus instalaciones. En relaci6n con los efluentes de Ia planta de industrias carnicas y el matadero de aves no existen diferencias significativas debido a Ia semejanza de sus procesos, los efluentes de aguas de desecho, se encuentran en situaciones parecidas en cuanto a las caracteristicas de turbiedad de sus descargas. 4.3.1.1.3. Temperatura. Para esta variable se esperaba encontrar caracteristicas homogeneas para todos los efluentes medidos, verificimdose tal hip6tesis con base en el analisis estadistico aplicado bajo las mismas condiciones que los descritos anteriormente. De acuerdo a los valores obtenidos para esta variable, el rango en que fluctua Ia temperatura de las descargas es de 22 oc a 22.5 °C, presentandose el unico caso con una temperatura de 24.2 oc para el efluente de Ia planta de indutrias lacteas, esto aparentemente se debe a los procesos de produccion a altas temperaturas identificados en el anexo 9. El analisis estadistico de los datos obtenidos, muestra que no existen diferencias significativas entre las temperaturas de los efluentes de las unidades y plantas de produccion; presentando una caracteristica homogenea con un nivel de significancia de 0.01 (cuadro 12). Con base en Ia identificaci6n de los procesos de producci6n descritos en Ia primera secci6n de este capitulo y Ia serie de descripciones del anexo 9, es evidente que el conjunto de procesos productivos de Ia planta, no funciona a un nivel que afecte considerablemente Ia 98 temperatura de las aguas de desecho; en consecuencia ninguno de los otros etluentes podria afectar dicha caracteristica, ya que sus valores promedios son inferiores al maximo valor encontrado. Otro aspecto relacionado que explica este resultado es Ia conecci6n de las unidades componentes de Ia actividad agropecuaria a una misma fuente de agua y un mismo sistema de abastecimiento de agua potable. La fuente presenta condiciones constantes de temperatura sin que llegue a afectar el sistema de abastecimiento instalado. En base en Ia identificaci6n de los procesos en Ia primera parte de este capitulo, las actividades de limpieza son las principales generadoras de desechos liquidos y no se cuenta con procesos que liberen grandes cantidades de agua a alta o baja temperatura. La temperatura de las descargas se encuentra regulada principalmente por el agua empleada para labores de limpieza. Existen excepciones en cuanto a procesos que demanden influencia termica, tal es el caso de Ia planta de hl.cteos y en menor instancia Ia planta de carnicos y el matadero de aves. En las plantas de procesamiento se cuenta con calderas que por medio de vapor incrementan Ia temperatura del agua para ser utilizada posteriormente en actividades que requieran temperaturas elevadas. En el matadero de aves se requiere agua caliente para Ia etapa de escaldado (anexo 13), ocupando volumenes de agua caliente que no son considerables en relaci6n a los volumenes de sus descarga. Los valores alcanzados de Ia variable temperatura en los sitios muestreados, se encuentran significativamente por debajo de las recomendaciones de descarga de efluentes ( 43 °C), encontrandose dentro del limite favorable para los procesos de biodegradaci6n de las descargas vertidas. 4.3.1.2. Solidos Suspendidos. La determinacion de los s6lidos suspendidos (SS) en cada efluente fue realizada con base en diferentes caracteristicas de muestreo realizadas en las variables descritas anteriormente. Esta variable representa el valor promedio proporcional de s6lidos 99 suspendidos producidos por unidad; es decir, que los valores son representativos de Ia concentraci6n y carga vertida durante una jornada de producci6n. Las cantidades de s6lidos suspendidos en los efluentes estudiados, se encuentran elevadas, en algunos casos, encontn1ndose cantidades diarias considerables que deben tomarse en cuenta al momento de cualquier diseno de un sistema de tratamiento primario tentativo. Las cantidades de s6lidos suspendidos del establo de ordeno y unidades de cerdos y cabras, son originadas en las actividades de limpieza de comederos y corrales, que generalmente incorporan a! efluente residuos de concentrado y excretas; por lo que las cantidades de s6lidos en suspension son principalmente de origen org{mico. El valor de 2000 NTU alcanzado en los valores de turbidez de Ia unidad de cerdos muestra una relaci6n proporcional con Ia cantidad de s6lidos suspendidos, que alcanzan Ia concentraci6n mas alta en comparaci6n con todas las unidades muestreadas ( 6020 mg/1), segl!n las normas empleadas como puntos de comparaci6n del anexo 5, est a concentraci6n se encuentra muy arriba de las normas permitidas para Ia descarga de desechos liquidos en cuerpos de agua superficiales (100 mg/1). El establo de ordeno vierte un efluente con una concentraci6n de s6lidos suspendidos de (3920 mg/1), siendo esta concentraci6n bastante alta comparada con las normas de descarga de 100 mg/1 sugeridas por ESA-consultores ( 1994), y las norm as mexicanas (Gaceta Ecol6gica, 1989). Mientras que Ia planta de industrias lacteas alcanza los 3 73 mg/1, encontrandose 3 veces superior a las recomendaciones para Ia descarga. La planta de industrias carnicas y el matadero de aves no llevan concentraciones exageradas de so lidos suspendidos (figura 11 ), encontrandose sus efluentes muy pr6ximos a las normas recomendadas para Ia descarga de residuos a cuerpos de agua superficiales. Es importante notar que si los volumenes de producci6n se incrementaran hasta alcanzar Ia capacidad instalada por ejemplo en Ia planta de industrias carnicas (75 cerdos semanales), las cargas semanales se podran incrementar en casi 3.8 veces mas que los volumenes actuales, siempre y cuando se tenga el mismo sistema de matanza. 100 7000 6000 ... + 5000 4000 + Concentraci6n (mg/1) 3000 2000 1000 + + 0 -----------------+-. ---·-,----------~, ESTABLO CERDOS CABRAS AVES LACTEOS CARNICOS + S6lidos suspendidos obtenidos mediante el muestreo compuesto. Recomendaciones para el vertimento an aguas superficiales (100 mg/1). Figura 11. Concentraci6n de s6lidos suspendidos en las unidades agropecuarias analizadas. En cuanto a las cargas producidas en cada unidad (figura 12), el establo de ordefio produce aproximadamente una carga semanal de 168.41 kg, siendo este volumen el mas alto en terminos de s6lidos suspendidos debido a la alta cantidad de concentrado y heces fecales que son lavados, durante el proceso de limpieza de sus instalaciones. La unidad de cerdos y la planta de lacteos producen cargas semanales de s61idos suspendidos de 93 y 66 kg/semana respectivamente, esta diferencia aparentemente se debe a los volumenes de descarga de sus efluentes, reflejado a traves del periodo concentrado en que se desarrollan las actividades de limpieza. 101 En Ia unidad de cerdos estas actividades tienen una duraci6n aproximada de tres horas y en Ia planta de lacteos el periodo de generaci6n de desechos se extiende a 8 horas, en el anexo 9 se identifican los principales efluentes que forman parte de Ia descarga de Ia planta. 200 ISO SS (kg/semana)lOO so 0 --,- -·-· --- . --,---- ··-----,--· __ / I:STABLO CI:RDOS LACTEOS CARRAS CARNICOS AVES Figura 12. Carga semanal de s6lidos suspendidos en las unidades agropecuarias analizadas. La unidad de cabras y planta de industrias carnicas no presentan diferencias marcadas entre las cargas liberadas, alcanzando cada una aproximadamente 3 kg/semana. El matadero de aves es Ia menor carga vertida comparada con las otras unidades, esto debido a que sus principales desechos so lidos no son facilmente diluibles (plumas) y son col ectad as y removidas del efluente, antes de su conecci6n con el sistema de alcantarilla. 102 4.3.2. Variables Fisico-Quimicas de Ia Salida Comun del Sistema de Alcantarilla. Los datos obtenidos de las variables fisicas del sistema de alcantarilla, fueron analizados en base a sus valores maximos, minimos y promedios debido a que esta descarga tiene un contexto diferente a las desacargas analizadas anteriormente. Este sistema es el principal colector del conjunto de efluentes producidos por Ia actividad agropecuaria del area de estudio y vierte su descarga directamente a Ia quebrada La Chorrera. Los datos obtenidos de las variables fisico-quimicas para esta descarga son los presentadas en el cuadro 15. Cuadro 15. Caracterizaci6n de las variables fisico-quimicas de la descarga del sistema de alcantarilla de Zootecnia. I Variable Unidad Medias Maximo Minimo I Temperatura oc 23.9 26.5 20 pH 7.32 10.07 6.3 Turbidez NTU 300- 500 1000- 2000 10- 30 ss mg/1 590 n.d. n.d. ss kg/semana 324.43 n.d. n.d. n.d. = no determinado. El conjunto de datos puntuales muestra el rango en el que se presentaron las variables analizadas, los cuales cambian muy frecuentemente. Esta caracteristica se debe a Ia serie de procesos que intervienen en el area, los cuales producen distintos tipos de efluentes conectados al sistema de alcantarilla; en los anexos descriptivos de los procesos mencionados puede verificarse Ia diversidad de tipos de efluentes producidos en el area que cubre el sistema colector de desechos liquidos. La temperatura de descarga promedio alcanzada es de 23.9 °C, siendo est a aceptable de acuerdo con las normas propuestas para descargas de aguas residuales en cuerpos de agua 103 superficiales (anexo 5), las mismas que recomiendan como norma una temperatura no mayor a 43 oc, debido a que temperaturas superiores incrementan los niveles de riesgo en Ia actividad biologica de los cuerpos receptores. Las propiedades acido-alcalinas de Ia descarga, tambien son directamente influidas por Ia union de diversos tipos de efluentes. Durante toda Ia produccion de desechos existen periodos marcados de cambios de pH en Ia descarga, que causan cambios repentinos en Ia acidez. El pH alcalino maximo encontrado en Ia descarga fue de 10.07, que es producido principalmente por efluentes de limpieza con desinfectantes, en aquellas unidades de produccion que utilizan este tipo de limpieza entre sus actividades de aseo. En terminos de pH Ia descarga se encuentra fuera de los limites ( 6. 3 - 10 ) recomendados para el vertimento de desechos liquidos a corrientes de agua superficiales, Ia que propane un rango de pH entre 6 - 9 como norma de descarga. La presencia de particulas en suspencion y disueltas en Ia descarga, influyen en las propiedades de turbidez y de solidos suspendidos (Chapman, 1992). Las cantidades de materia organica en Ia descarga incrementan los valores de turbidez en rangos desde I 0 - 30 hasta 1000 - 2000 NTU, carateristica que podria afectar otras propiedades como el color de Ia descarga, desprendimiento de malos olores y favorecer Ia presencia de organismos nocivos. La descarga en terminos de los solidos suspendidos vierte al media de Ia quebrada desechos liquidos con concentraciones casi seis veces superiores a las normas recomendadas para Ia descarga de desechos liquidos a cuerpos de agua superficiales, estas normas recomiendan una concentracion no mayor a los 100 mg/1. Otras medici ones realizadas anteriormente (Blair, 1994), determinaron una concentracion promedio de 61 I mg/1 de solidos suspendidos, valor que se encuentra muy proximo a los obtenidos en este estudio. 104 4.4. Caracterizacion de las Variables Bioguimicas de las Desca•·gas. La descripci6n de las descargas de desechos liquidos en base a variables bioquimicas determina importantes caracteristicas de los efluentes. Algunas de estas variables y las relaciones que se establecen entre elias, se comportan como indicadores "claves" para procesos de evaluaci6n de Ia calidad de aguas residuales (FAO, 1993). De acuerdo a las observaciones de campo realizadas durante Ia identificaci6n de los panimetros fisicos, se determin6 Ia existencia de una gran variabilidad en Ia producci6n de desechos liquidos como tambien en los periodos en que estos se generan. Mediante Ia caracterizaci6n de estas variables en las descargas de aguas residuales se busca identificar los tipos de descargas que son vertidas al media natural como tambien Ia significancia de estas en el media ambiente, determinando Ia naturaleza de los principales contribuidores en cuanto a sus concentraciones y cargas contaminantes. El amilisis aplicado de las variables bioquimicas se realiz6 mediante Ia comparaci6n entre unidades y Ia situaci6n en Ia que se encuentran respecto a las normas de descarga de desechos liquidos. 4.4.1. Variables Bioguimicas de los Efluentes de las Plantas Procesadoras y U nidades de Producci6n. Los resultados de Ia caracterizaci6n bioquimica del conjunto de efluentes analizados comprende Ia descripci6n de los niveles de oxigenaci6n de los efluentes a traves de Ia medici6n del oxigeno disuelto (OD), demanda bioquimica de oxigeno (DBO),demanda quimica de oxigeno (DQO) y a aceites y grasas (cuadro 16). 105 Cuadra 16. Caracterizaci6n de las variables bioquimicas en cada una de las unidades agropecuarias. Accitcs y Accitcs y OD DBO DBO DQO DQO UNIDAD Gras as Gras as (mg/1) (mg/1) (kg!scmana) (mg/1) (kglscmana) (mg/1) (kglscmana) Establo 1.71 2100 90.22 7500 322.21 n.d. n.d. Cerdos 0.65 3500 54.01 12500 192.91 n.d. n.d. Cabras 3.59 780 13.64 1000 17.49 n.d. n.d. Aves 4.73 375 2.10 500 2.80 n.d. n.d. U1cteos 3.46 1106 197.38 4231 755.08 456 81.36 Carnicos 3.59 1157 28.17 1600 38.98 282 6.87 n.d. = no determinado. 4.4.1.1. Oxigeno Disuelto. Para esta variable se esperaba encontrar caracteristicas homogeneas en el efluente de cada unidad; sin embargo estadisticamente se encontr6 una variaci6n con una probabilidad de 0.01 (cuadro 17). Cuadra 17. Analisis de varianza para Ia variable OD, considerando como fuente de variaci6n las unidades agropecuarias. Fo. c.v. D.E. Significancia # Obs. Media Pr. * ** *** Ft a 99"/., I 96 1 1291 52.1 159 306 1 0.0001 1 Sl I Grados de Libertad = 5 * F 0 . = F observado. Ft = 3.17 ** C.V. = Coeficiente de Variaci6n. * * * D E. = Desviaci6n Estandar 106 Los resultados del amilisis aplicado de esta variable, muestran que Ia distribuci6n presentada de los datos no sigue caracteristicas de una curva normal, obteniendose para esta variable un coeficiente de variaci6n de 52%, lo que indica el valor verdadero de 00 promedio de las unidades. Se espera encontrar concentraciones entre los 4.65 y 1.46 mg/1, afirmado con una confianza de 0.0 I. De acuerdo al origen de los tipos de descargas, incluyendo materias primas se tiene que, Ia mayor parte de descargas en Ia actividad agropecuaria son de tipo orgimica. Sin embargo, las variaciones en cuanto a Ia composici6n de materia organica cambiaran de un Iugar a otro, al igual que los contenidos de oxigeno de sus descargas, de manera inversamente proporcional (Barrera, 1987; Cubillos, 1978). El OD es necesario en cantidades adecuadas para Ia vida de los peces y de otros organismos acuaticos y de acuerdo a su concentraci6n dependera Ia actividad biol6gica del cuerpo de agua colector (Aceituno, 1994). Variaciones en el 00, pueden ocurrir estacionalmente o aun en periodos de 24 horas, en relaci6n a Ia temperatura y Ia actividad bio16gica. La respiraci6n bio16gica incluyendo los procesos de descomposici6n, reducen las concentraciones de 00. La medici6n de OD puede ser usado para indicar el grado de contaminaci6n con materia organica, Ia depuraci6n de sustancias organicas y el nivel de autopurificaci6n del agua (Chapman, 1992) Algunos efluentes agropecuarios estudiados se encuentran constituidos, en su mayoria, por heces y orina (unidades de cerdos, cabras y establo de ordefio ), otros por desechos de sus materias primas (planta de industrias lacteas) y finalmente otros con desechos de compuestos organicos y corporales (planta de industrias carnicas y matadero de aves). En consecuencia, estos tipos de efluentes agroindustriales presentaron diferencias en cuanto a las concentraciones de 00 presentes en sus descargas, aumentando en algunos casos (altos volumenes de diluci6n) y reduciendo en otros (descargas saturadas). El analisis de separaci6n de medias clasific6 a los distintos efluentes en dos grupos, los cuales presentan caracteristicas diferentes en terminos de Ia concentraci6n de 00 (figura 13). La unidad de cerdos y el establo de ordefio presentaron los valores mas bajos de 00 en 107 Sin embargo, se tiene que concentraci6nes abajo de los 2 mg/1 puede reducir Ia vida de muchos peces (Chapman, 1992). De acuerdo a los datos encontrados para esta variable, los casas mas criticos en base a las concentraciones de oxigeno son el establo de ordeno y Ia unidad de cerdos, que alcanzan las concentraciones mas bajas del conjunto de unidades, I. 71 y 0. 65 mg/1 respectivamente; considerando como limite de matanza general de Ia actividad biol6gica acuatica 2 mg/1 4.4.1.2. Demanda Quimica de Oxigeno. Las caracteristicas de los efluentes en cuanto a Ia demanda de oxigeno son expresadas a traves de Ia demanda quimica de oxigeno (DQO) y demanda bioquimica de oxigeno (DBO), siendo Ia DQO una prueba mas rapida y simple comparada con Ia metodologia empleada para Ia determinacion de DBO. Las concentraciones observadas de DQO se encuentran listadas en el cuadro 16, estas muestran que Ia unidad de cerdos, establo de ordeno y planta de industrias lacteas, tienen una concentraci6n de DQO particularmente elevada, 12500, 7500 y 4231 mg/1 respectivamente. En base a Ia identificaci6n de los procesos antes descritos, en Ia unidad de cerdos y el establo de ordeno aparentemente los efluentes de Javado de las instalaciones (corrales y sal a de ordeno ), son algunos facto res que incrementan considerablemente los niveles de demanda de oxigeno. En el caso de lacteos los efluentes de suero de queso y residues de leche producidas durante Ia elaboraci6n de subproductos, influyen principalmente en los niveles de DQO del efluente. En Ia figura 14 se presentan las concentraciones alcanzadas en cada unidad y a su vez se comparan con los limites permisibles de las normas de Mexico para el vertimento de desechos Jiquidos a cuerpos de agua. Estas consideran Ia presencia de sustancias inorganicas que ejercen poca o ninguna DBO bajo condiciones de Ia prueba, pero que en Ia pn'l.ctica ejercen una demanda de oxigeno en el cuerpo de agua receptor relativamente lenta, se sugiere una DQO correspondiente a 200 mg/1 (Thomas et al. I 994) 109 14000 12000 • 10000 ~ 8000 Concentraci6n (mg/1) • 6000 4000 • 2000 • 0 -------------•- ---~--------- ESTABLO CERDOS CABRAS AVES LACTEOS CARNICOS • Concentraciones alcazadas. Recomendaci6n para el vertimento en aguas superficiales (200 mg/1). Figura 14. Concentraci6n de DQO en las unidades agropecuarias analizadas. Comparando los valores obtenidos del matadero de aves, unidad de cabras y Ia planta de industrias camicas con Ia norma de 200 mg/1, las concentraciones vertidas en sus efluentes superan el limite permisible, siendo Ia unidad de aves Ia concentraci6n mas proxima a las norm as para las descargas mencionadas en el anexo 5. Las cargas contaminantes vertidas por cada unidad se encuentran 1istadas en e1 cuadro 15, son representadas en cantidades semanales, debido a Ia infrecuente realizaci6n de algunas de sus actividades (figura 15). 110 800 700 600 500 DQO (kg/semana)400 300 200 100 LACTEOS ESTABLO CERDOS CARNICOS CABRAS AVES Figura 15. Carga semanal de DQO en las unidades agropeciarias analizadas. El primer pico se podria deber al periodo de mayor concentraci6n de los procesos en las plantas de procesamiento y unidades de manejo animal, las cuales aportan al volumen total Ia mayor parte de Ia descarga. El segundo pico determinado es cuando se 1leva acabo las actividades de limpieza de las instalaciones. La tendencia del volumen de descarga es a decrecer durante las horas de Ia tarde; observandose posteriormente un incremento moderado que se debe a las actividades de Ia segunda jornada de ordeno de ganado lechero. La figura anterior muestra Ia elevada producci6n de cargas de DBO de Ia planta de lacteos, comparada con Ia del establo y cerdos, donde estos ultimos se reducen de 755 I kg/semana de producci6n, para lacteos a 322.2 y para el establo y cerdos 193 kg/scmana. lo I 1 I que implica una reducci6n menor al 50 % del volumen maximo producido en todas las unidades estudiadas. En caso del matadero de aves las cargas producidas son muy bajas debido a Ia frecuencia con que sus actividades de producci6n se realizan, realizandose las labores de matanza cada seis semanas durante tres dias consecutivos. 4.4.1.3. Demanda Bioguimica de Oxigeno. En el cuadro 16 se presentan las concentraciones de DBO en cada unidad, obtenidas por medio de Ia prueba de laboratorio. Para fines de comparaci6n de las concentraciones obtenidas se sugiere como norma para Ia descarga un limite de DBO de 50 mg/1, debido al contexto en general en que se vierten las descargas. La absorci6n de oxigeno disuelto en los cuerpos colectores, determina el limite de descarga tomando en cuenta algunas consideraciones, como Ia disponibilidad de un sistema de alcantarilla de alto volumen y capacidad, y la disponibilidad de diluci6n en las quebradas y rios receptores. Estos factores influyen en el aumento o disminuci6n de la actividad biol6gica (WHO, 1992). En base a las relaciones de concentraciones obtenidas, Ia unidad de cerdos y el establo de ordefio, son las que presentaron las concentraciones mas altas (3 500 y 2100 mg/1) del grupo de unidades muestreadas (figura 16). En Ia descripci6n de los procesos generadores de desechos liquidos identificados en Ia primera secci6n de este capitulo, el conjunto de procesos realizados en el area estudiada generan desechos liquidos biodegradables en su amplia mayoria. Sin embargo, algunas actividades utilizan sustancias quimicas (detergentes y/o desinfectantes), empleadas para fines de limpieza del equipo e instalaciones que podrian alterar de alguna forma las cargas aportantes de cada unidad, principalmente en terminos de DBO. 112 3500 - 3000- 2500 2000 Concentraci6n (mg/1) 1500 1000 500 ... 0 --------------------------- ESTABLO CERDOS CABRAS AVES LACTEOS CARNICOS DBO instantanea en cada sitio. Recomendaci6n para el vertimento en aguas superficiales (50mgll). G;ura 16. Concentraci6n de DBO en la~-unidad~~ agropecuarias anali-;~~~~~ En base a las descripciones de los procesos generadores de desechos liquidos, aparentemente las concentraciones de DBO en Ia unidad de cerdos y el establo de ordefio son producidas por Ia acumulaci6n de materia organica, Ia cual tiende a ser normal de encontrarse en las instalaciones de manejo animal. Las concentraciones alcanzadas en estas unidades, se encuentran sobre los limites de las normas de descarga de desechos liquidos. En las descargas de las plantas procesadoras de leche y came, son pocas las diferencias en las concentraciones de Ia DBO ( 1100 mg/1), esto se debe a Ia similitud de sus efluentes en cuanto a los niveles demandantes de oxigeno, encontrandose ambas descargas arriba de las normas aceptables (50 mg/1). 113 Las descargas tanto de Ia unidad de cabras y del matadero de aves presentan las concentraciones mas bajas del conjunto de unidades, estas se encuentran sobre las normas recomendadas para las descargas de aguas residuales (50 mg/1). Las concentraciones de DBO alcanzadas en cada unidad, son entre 1.3 a 3.8 veces inferior a las de DQO, donde Ia mayoria de las descargas presentan una relaci6n de 2:1 (DQO:DBO), que es relativamente usual de encontrar en algunas descargas con caracteristicas similares, en cuanto al contenido de materia organica, expresandose a traves de ello Ia capacidad de los efluentes para poder ser biodegradados; sin embargo se presentaron casos particulares con relaciones superiores ados (figura 17). ~----------------- --m-- -~---DQO i 14000 lliJll DBO 12000 10000 8000 Concentraci6n (mg/1) 6000 4000 2000 0 LACTEOS CERDOS ESTABLO CARNICOS CABRAS AVES Figura 17. Relaci6n entre concentraciones de DQO y DBO. 114 La planta de industrias l1ura mas fina. iv. La aplicaci6n de estiercol y aguas residuales a tierras cosechadas sera en proporciones tales que sean razonables de acuerdo con Ia cosecha, suelo, clima. situaciones locales, sistemas de gesti6n y tipo de esticrcol. v. La sal en las raciones animales dcberia limitarse a Ia requerida para mantener Ia salud de los mismos y Ia producci<'m <\ptima. 141 ANEX02 CARACTERISTICAS DE LAS AGUAS DE DESECHO PRODUCIDAS POR LA ACTIVIDAD INDUSTRIAL AGROPECUARIA Tipo de agua Caudal Caracteristicas de aguas de desecho de desecho m 3 tm prod. DB05 Solidos suspendidos Aceites y grasa pH mgll kwtm mgll kwtm mgll tm Productos 0.08 a 20.33 0.02 a 57.2 0.06 a 11.6 4 a 12 1acteos P1anta 2.1 procesadora de 10.54 5.7 2.7 ~ carne N De aves de 14.17 a 1,832 370 a 620 8 a 8.7 120 a 296 5 a 6.3 170 a 230 corral Huevos, procesados y 1,066 a 2.6 3,000 a 3,200 8.4 a 22.8 539 a 803 ruptura Manejo de productos 3.66 a 10.27 3.2 a 18.1 0.5 a 15.9 post-cosecha Desechos 1 ,000 a 2,000 1 ,500 a 3,000 7.5 a 8.5 agrico1as 1 ~- -- -- -- --- --··--- Fuente (Barrera, 1987). ANEX03 CARACTERISTICAS TIPICAS DE EFLUENTES AGROPECUARIOS RELACIONANDO LOS VOLUMENES DEPRODUCCION Y CONSUMO DE AGUA CON SUMO DE AGUA CARACTE RISTICAS DEL EFL UENTE TIPO DE UNIDADDE Procesa- Domestico Total Flujo DQO DBO ss Aceites y INDUSTRIA PRODUCCION mien to (m3) (m3) (m3) (mgll) (mgll) (mgll) grasa y (mgll) enfriami- en to (m3) Mataderos I toneiada 6.4 1.6 8 6 2,250 1,500 750 500 (Ganado vacuno, (inglesa) cerdos, corderos) .+::. w Procesamiento y I tonelada I0.7 2.6 13 10 1,500 1,000 500 250 empacado de (inglesa) carne Matanza y 1,000 aves 31 5 36 30 650 400 300 I 50 procesamien to de aves de corral Pasteurization y envasado de I tonelada 2.8 1.2 4.0 2.5 1,200 750 400 I 50 Ieche (inglesa) Otros productos Iacteos I toneiada 13.8 6.2 20.0 12.5 800 500 200 100 (ingiesa) ~- - -- __ L_ -- ~---- -- Fuente: (ASHACT, 1990). ANEXO 4 PARAMETROS QUE DEBEN CONTROLARSE EN LOS EFLUENTES INDUSTRIALES Industria Parametros por controlar Enlatados, frutas y vegetales DBO solidos totales en suspension. Coliformes preservados fecales, pH. Quimicos inorgimicos Solidos totales en suspension, pH Amoniaco. Demanda quimica de oxigeno. Metales pesados, fluoruros, azufre, sulfitos, sulfuros, cianuros, carbon organico total, amonio. Hierro y acero Solidos totales en suspension, pH Cianuros, fenoles, amonio, metales pesados, sulfitos, fluoruros, nitratos, manganese. Limpieza de metal Metales pesados, solidos en suspension pH, cianuro, fluoruros, fosforo. Quimicos organicos DBO, solidos en suspension, pH fenoles, cianuros, metales pesados. Refinerias de petroleo DBO, DQO, solidos en suspension, pH Fenoles, amonio, sulfuros, cromo. Plasticos y sinteticos DBO, DQO, solidos en suspension, pH, metales pesados, fenoles. Pulpa y papel DBO, solidos en suspension, pH, color. Central termoelectrica Solidos en suspension, pH. Bifenoles policlorinados, elora. Metales pesados, calor. Textiles DBO, DQO, coliformes fecales, pH, fenoles, sulfuros, cromo, color. Fuente (EPA, I 992) 144 ANEX05 NORMAS RECOMENDAS PARA LA DESCARGA DE DESECHOS LIQUIDOS NORMAS TECNICAS ECOLOGICAS EN LOS ESTA DOS UNIDOS MEXICAN OS 1. Determinacion de contaminantes en las cargas de aguas residuales en cuerpos de agua, provenientes de Ia industria de matanza de animales y empacado de carnicos. PARAMETROS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES promedio diario instantaneo pH ( unidades de pH) 6-9 6-9 Demanda bioquimica de oxigeno (mg/1) 75 90 S6lidos sedimentables (mg/1) 1.2 S6lidos suspendidos (mg/1) 125 137.5 Gras as v aceites ( mg/l) 10 12 Ademas de los parametros anteriores, seran incluidos en las condiciones particulares de descarga los siguientes: Nitr6geno Color Turbiedad F6sforo S6lidos disueltos 2. Descargas de aguas residuales en cuerpos de agua, provenientes de Ia industria elaboradora de leche y sus derivados. PARAMETROS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES promedio diario instantaneo pH (unidades de pH) 6-9 6-9 S6lidos suspendidos totales (mg/1) 100 120 Demanda bioquimica de oxigeno _( mv/ll 100 120 Ademas de los parametros anteriores, seran incluidos en las condiciones particulares de descarga, los siguientes: Temperatura Turbiedad F6sforo Nitr6geno Fuente: (Gaceta Ecol6gica, 1989) NORMAS PROPUESTAS PARA DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES EN UNA CORRIENTE DE AGUA Panimetro N ormas Propuestas (no mayores a) pH 6-9 Temperatura 43 grados centigrados Demanda Bioquimica de Oxigeno (DBO) 50 mg/1 Demanda Quimica de Oxigeno (DQO) 200 mg/1 S6lidos Suspendidos 100 mg/1 Material Flotante/Espuma Ausente Grasa y Aceite 10 mg/1 Cianuro 0.5 mg/1 (incluyendo compuestos de los cuales el cianuro de hidr6geno es liberado en acidificaci6n. Fenoles 0.5 mg/1 Sulfuro 0.2 mg/1 Fuente: (ESA consultores, 1994). ANEXO 6 ESQUEMA DE LOS PRINCIP ALES IMP ACTOS EN LA QUEBRADA "LA CHORRERA" CENTRO ESTUDIANTIL UNIDAD VIEJA (CEDA) DE CERDOS MATADERO DE AVES ----__.CARRAS SANIDAD I I ANIMAL IC ARNICOS I IL ACTEOS I ESTABLO ....... DE -4 00 ORDENO POTREROS VIVIENDAS I I ANEXO 7 RECOMENDACIONES PARA LA TOMA DE MUESTRAS 1. Preparacion del material A. Material de proteccion: - guantes - botas - mascarillas - detergente -alcohol - algod6n B. Material para muestreo: - nevera - botellas etiquetadas para cada hora de muestreo, y tres adicionales - hielo -tabla - hojas de muestreo -lapiz - marcador C. Material para medir el caudal: -regia - balde/dr6n si es necesario - cron6metro 2. Toma de las muestras - Colocarse Ia mascarilla y gafas si es necesario. - Colocarse los guantes y despues las botas. - Sacar Ia botella de Ia nevera e irse al Iugar muestreo. - Abrir Ia botella, lavarla tres veces, botando cada vez el agua mas abajo del efluente. -Tomar Ia muestra, cuidandose de que Ia botella este completamente en el agua, y si es posible a un tercio a Ia profundidad del efluente. - Cerrar Ia botella. 149 - Limpiar Ia botella con algod6n embebido de alcohol. - Colocar Ia botella en Ia nevera. - Limpiar los guantes en un balde con detergente. - Limpiar los guantes con algod6n embebido de alcohol. - Sacarse los guantes sin tocarlos con las manos. 3. Medir el caudal El caudal se mide con un balde o un dr6n, tomando el tiempo necesario para llenar el recipiente. 4. Limpieza de los frascos - Enjuagado solo con agua. - Lavar con jab6n liquido libre de fosfatos. - Enjuagar con mucha agua. - Desinfecci6n con acido nitrico al 10%. 5. Puntos importantes - Comida y bebida: desinfectarse las manos antes de ingerir alimentos y bebidas. -No colocar alimentos o bebidas dentro de Ia nevera. - No dejar basura en los lugares de muestreo. - Cambiar de ropa a! finalizar el muestreo. Fuente: (ESA consultores, 1994). 150 ANEXO 8 FRECUENCIA Y NUMEROS DE OBSERV ACIONES DE ACUERDO A LOS TIPOS DE MUESTREO REALIZADOS - Muestreos simples Horas bajo #de Frecuencia de Unidades producci6n muestras/dia muestreos muesteadas Planta de Lacteos 6:30- 10:30 9 30 min. Planta de Carnicos 6:30- 10:30 9 30 min. Establo de Ordefio 5:30- 9:00 8 30 min. Rastro de Aves 6:30- 10:30 9 30 min. Unidad Vieja de Cerdos 6:30- 10:30 9 30 min. Unidad de Cabras 5:30- 9:00 8 30 min. - Muestreos Compuestos Horas bajo #de # muestras Frecuencia Unidades producci6n muestras/dia proporcionales de muestreos muesteadas (simples) (compuesta) Planta de Lacteos 6:30am-2:30pm 32 1 15 min. Planta de Carnicos 6:30 am - 2:30 pm 32 1 15 min. Establo de Ordefio 5:30am- 11:00 am 22 1 15 min. Rastro de Aves 6:30am-2:30pm 32 1 15 min. Unidad Vieja de Cerdos 6:30am- 10:30 am 16 1 15 min. Unidad de Cabras 5:30am-9:00am 12 1 15 min. 151 ANEXO 9 PROCESOS DE PRODUCCION DE LA PLANT A DE INDUS TRIAS LAC TEAS PlANTA DE INDUSTRIAS IACTEAS Leche ____. ., RECIBO DE LECHE r--~~~------,1 LABORA~~;_IO I / ~\ HEL AD OS DULCE DE MANTEQUILLA LECHE EMBOLSADO DE LECHES _jALMAcmJAMmNTO DE 1---- PUES~-o-oE-- L__ __ ~cT_o_s_ ____ _j VENTAS IT EG-UCI~~~A_] 153 SECCION DE RECmO DE LECHE Productores Establo Zamorano (Tambos) ) ;- (Tuberia) Detergente alcalino Leche Agua I Cloro (200 ppm) ! ~ t ¥ Muestras a ~I I TANQUE DE 1+- Energia +-Vapor L'lhoratorio RECIBO t-------------------------,1 T ,-------------- Leche ~ntera ._ Procesamiento TAMBOS Energia Agua I Detergente Energia l ALAVADO ~ t T ~ alcalino Agua:. • DESCREMADO I Leche descremada .,.,jE _N.:__F_R_IAM_ I_ EN_T_O'I -~ ~Vapor Agua fria y ENJUAGADO' Detergente alcalino caliente ~Y" c___---,--~ V1 ~ Crema de lavado Agua fria y ,------.-J Energia caliente ____. TANQUEDE \ A~a j ALMACENAMIENTO Detergente .. T alcalino _______.,.ITANQUE DE j+-Agua 1 ENFRIAMIENroj Efluente de lavado LAVADO 1 ~Efluente ,_.,. Efluente de lavado T T I L.,. Agua fria---. T de lavado Leche descremada Leche entera Agua Cloro I ENJUAGADO.I T t T • Tambos a ... ! Efluente 1 - I lavado Agua ':4 ~ L; de lavado ALMACENAMIENTO ~~ Cloro ~~ I (CUARTO FRIO)* Crema!! procesar DESINFECCION I Tambos limpios ~ ~ ----- ----..... --·-______1 ~ Efluente de lavado c.,. Eflue-~te de lavado (*) El lavado de los cuartos frios de Ia planta, es realizado con detergente alcalino y desinfectado con cloro. SECCION DE PROCESAMIENTO LECHE FLUIDA Tanque de almacenamiento Estandarizacion (Leche entera y descremada) Ingredientes solidos Energia, Agua fria y caliente t (Azucar, cocoa)* ·~ ,-~' Cloro. TANQUEDE I ALMACENAMIENTO I ~I MADURACION Cloro (CUARTO FRIO) Efluente de lavado T A.-tlfcial.. poruZACIONJ ~ Natjual Vl 0\ Sabor T T ~ Mezcla para helado Mezcla para helado Colorante I Agua~ I BATIDO 1 IIJ>I ~ 1 Fruta I ENFRIAMIENTO I ·~ · ~[ BATIDO ..S abores Toma de muestra Efluente de lavado so lidos Tambos a lavado .L Detergente alcalino 1 (seccion de recibo de leche) Agua --.. Y L , ,-------- Cloro ~~ ENVA SADO I ~roducto I CONGELADOR ' Material de envase --.! __j Hel.ado ~-~- ----~- ___ _ ! J1io- Efluente con sabor de i frutas o esencias T de lavado Producto al mercado (*) Solo se utiliza para elaborar helado con sabor a chocolate. SECCION DE EIABORACION DE MANTEQUILIA !;~RMALIZACION ~ Crema (45% Grasa) Energia Cloro I Presion Detergente acido '{·_ __ YI w... YI r. y alcalino PASTEURIZACION +-Agua fria y caliente ~ Efluente de lavado ! REFRIGERACION __. ,.I MAD~CION I ?olorante .... Energia 141!l y ~ Granos Vl Producto al mercado -.) Agua fria de mantequilla y • caliente__. '-r-----' • Agua Cloro LA VA DO I~ Agua caliente I I Efluente de T T suero de mantequilla Sal ~~o.l ~ Efluente de lavado IALMACENAMIENTO I (CUARTO FRIO) DESTILADO t L; Efluente ..,. Efluente de destilado delavado Energia-~ Producto Agua caliente -~ BATIDO ,_..,. Efluente de lavado Man tequilla "-~---J T Agua_4 ~.-~. l MOLDEADO 1-- ..,. ENFRIAMIENTO 1--..,. CORTADO I ________ -- - ~ ,1_ __ --~--- - J -- --- - - - ..,. Efluente de lavado SECCION DE EIABORACION DE YOGUR Leche c.tandarizada -1 CALENTAMIENTO I I Leche en polvo Azucar Detergente Estabilizador Agua fria Energia alcalino y :icido Cl+o ~ Pre.ion Agua Detergente HOMOGENEIZACION** ENFRIAMIENTO alcalino y :icido Efluente de lavado Efluente de lavado Efluente de lavado Vl 00 INOCUIACION Cultivo hictico f------, INCUBACION Agua Cloro ~ + ~ II ALMACENAMIENTO ! Tambos a lavado Saborizantes ~- I (CUARTO FRIO) I (Seccion recibo de Ieche) Frutas .,.. Escencias ~----------__;..... L; Efl';Iente delavado Agua Agua Cloro Material para envasado \ Cloro ~------~L_ _______ _ It ~ ALMACENAMIENTO i ENVA SADO Producto .... (CUARTO FRIO) ,--.... Producto al mercado [ Yogur natural Efluente de ~-j y con sabores ---~----[ .... Efluente ~de lavado lavado (*) (**) Procesos descritos en Ia seccion de procesamiento de leche fluida. SECCION DE EIABORACION DE CREMAACIDA Crema Leche entera ~ ¥ Crema de 25% Leche descremada __j en polvo r ~ ~ Estabilizador de crema acida -----, Sal ESTABILIZACION Energia Detergente alcalino y acido ~ ,-------~~------~- Agua fria y caliente VI Efluente de Iavado \Q Energia i Detergente alcalino y acido ~ t t Agua fria Y I HOMOGENEIZACION caliente --....j_ Efluente de Iavado Producto ai mercado ... I 1 Agua~~ TI Ma~ri~pua 1 1 PRE-ENFRIAMIENTOI ~ INCUBAD~l empaque Agua~ 1 ~Cloro ... l___ E • r , --- 1 I 1 Producto ALMACENAMIENTO T !___..,. ENVA SADO '-- --....: , Efluente de c I . I' . bema acida I (CUARTO FRIO) I u ttvo acttco - , lavado L _____ , ~ .... Efluente de lavad- o SECCION DE QUESOS (QUESOS FRESCOS) Agua fria y caliente Leche estandarizada __ Colorant (crema) Agua Cloruro de calcio -------t~ Efluente de lavado Cultivo lactico Cuajo ICUA~ADOI ~ Energia~ ~ Detergente ... Cloro alcalino CALENTAMIENTO Y Agua ~ + + AGITAMIENTO LAVADODEL ~ Efluente de suero .~... EQUIPO Agua~ ,,. l._ Efluente de IE NFRIAMIENTOJ residuos de queso ~Eflu ente de lavado lr Producto al mercado ICORTAD~ Agua ,- Cloro ~ _ __1__ ___j___i: -- -- -1 Chile fresco .....Sal .. . ALMACENAMIENTO 1 _I (CUART_?l~~O) __j Presion_____. MOLDEADOY t .... Efluente PRENSADO Efluente de -- i de lavado -- _I Producto residuos de suer L Queso cretna f -RTADo__ j Queso blanco Queso con chile ~--· ·-l' T I -- I Material ~6(t empaque -{£~-PACADO I SECCION DE QUESOS (QUESOS MADUROS) Leche Energia pasteurizada 1 CALENTAMIENTO Cloruro de calcio Colorante Cultivo lactico IIJ,I Cultivo para yogurt* 4 1 Lactobacillus helveticus* Propionibacterium shermani* Cuajo .~ -- .1 CU-.A JADO I 'f • • Agua fria Cloro Detergente Clomm decalcio y caliente I __T _ t alcalino Cortado ~____:_T IAVADO 0\ Energia ~ CALENTADO y ~ Efluente de ~ I DEL EQUIPO AGITADO suero ~ Efluente de residuos 1 de ques Cuajada granulada Cuajada ~n bloque Sal Efluente de Presion ~~ ' Presion residuos de MOLDEADOY PRENSADO suero PRENSADO Sal •.. I Efluente de residuos '"}-----. Secado en frio EMPACADO T de suero T Material ~~ AL VACIO '-------1 MADURADO MADURADO __ j para empaque Producto Parafina _ I Cloro -----, Quesost1aduros ~--"'~~~ Agua ..,J-- - ------, PARAFINADO ----~ j ALMACENAMIENT ~-.... Producto al mercado L__ ____O ____ f .,.. Efluente de lavado (*) Seglin el tipo de queso. SECCION DE QUESOS (PROCESADOS) Queso procesado Queso Zamorella \ Agua caliente Cuajada Efluente de lavado Ci trato de sodio --~ FUNDICIONY Detergente AGITACION Agua fria y Cloro alcalino caliente Colorante __ Sorbato de potasio --a.~ LAVADODEL 1----- ------j~~ EQUIPO .... Efluente de residuos de queso Agua~ ,:--Cioro '------:.. .. ALMACENAMIENTO (CUARTO FRIO) It..- Efluente de lavado 'IF ICORiADOI Material parEM~Pempaque PACAD~O Producto Quesos procesados Queso Zamorella _____ ----*-------- --~Agua ALMACENAMIENTO ~ Cloro Producto al mercado ~--- ___( C~ARTO FRIO) I [..,.. Efluente de lavado 162 ANEXO 10 PROCESOS DE PRODUCCION DE LA PLANTA DE INDUS TRIAS CARNIC AS PlANTA DE INDUSTRIAS CARNICAS (DIAGRAMA DE SECCIONES) Alcantarill ~ CUARTO FRIO CORRALES (III) t ; SALADE SALADE Ale antarilla SACRIFICIO PREPARACION ~ 0\ .j:::. Y EIABORACION t DE EMBUTIDOS ~ . SALA CUARTO CUARTOFRIO DE (I) DESPOSTE FRIO (II) -~ I j ;l I ;I Alcantarilla Alcantarilla SAIA DE SACRIFICIO ' CORRALES 1+-Agua Agua Energia Heces INSENSIBILIZACION Agua~ Efluente de lavado Pulmon Energia ~ 1 DESANGRADO I RESES ... DESCUERADO ~----ll>• Producto Higado Sangre ~ I L~J~o,Efluente Cuero Corazon Agua fria CERDOS de Iavado I Intestino 0\ y caliente ______. + Energia :Lengua delgado (empaque) Vl Detergente _..,.I ESCALDADO fluente de escaldado A~a ~ Patas •I y Productos I T . Desechos s6Iidos Agua t Efluente de lavado LIMPIEZA I~ Producto (Pelos) ~.. . ~ I r I f Energia _..,... 1-- Flama de gas .a. Efluente de lavado I 1 SEPARACION Y ..,..Desechos s6Iidos (Pezunas) I LIMPIEZA Agua __ _..,.. I Y LIMPIEZA2 ________. Visceras Productos ~ ~~~... ' . Efluente de Iavado Gras a Desech! solidos Efluente (Visceras, Sangre, ~_j l~)'~ Energia (Visceras, Heces) de lavado Heces) I Agua __..,..[ SIERRA y ~-Presion A Energia I Cloro Detergente gua ' I I LIMPIEZA 3 ~-.... Subproducto cabezas \~ --""' - ~- / "' )1:. alcalino ·--~ _..,.. Efluente Energia CUARTO L..,..l Producto de lavado . PESADO Y .... FRIO canales -- .... MARCADO (I) ~ .... Efluente de lavado SAIA DE DESPOSTE I CUARTO I : I I F~O I Detergente C ana1 1 e s alcalino \ 1 Agua ~ T / Pierna u -- -~-----__JI MCAONR TE r Paleta c--1 ~--~---.... Productos -- _..,. UAL i Costilla -"Y I' 1:-------T1 Desechos solidos I Efluente Columna I (Huesos) ! ddee llaa vado C\ 1 0 Dcte.gcnte alcalino - ~.,.A gua ~' ~ ~I ~ Matedal de Subproductos ____..,.,Carne para perros ~ empaque I 1E ne~gia I Gmsa , T 'L C LASIFICACION i ..,. Productos _____..,.. Filete I }i ---.... I 1 EMPAy QUyE · I . I ,. \ Tocino '1 Desechos solidos Eflu ente de lavado Pecho T Mano de piedra (Huesos) ____. .,. Beefs teal( CUARTO ! Lomo FRIO Bola de lomo (II) Agua _ _ Detergente Carne molida ~~-----~- _!_ alcalino Cortes menores T Producto a Mercado ---- _..,. CORTE MECANICO ' -- ..,. Producto Chuletas i ------~--------=:'. ... Efluente de lavado SAIA DE PREPARACION Y EIABORACION DE EMBUrfiDOS Agua Detergente alcalino CARNE fc~ARTO FRIO I .... I CONGEIADA NO I-.... Producto para Ia venta I (II) I PROCESADA I I Especias ~ Efluente de lavado . 'f Lena---.. _ Humo D t t e ergen e I I I I"T alcalino ~ Agua > PREPARACION >I AHUMADO I> Prjducto• i MOLID~ 1 I ---'•L----- ~ Reprocesado Carne ahumada 0\ ' ~ Efluente de lavado Tocino Agua Carne I Grasa Energia \ I : I I :~:~~~ ~~~~~~:~~~~ -~--- -- , ~~-----,--__j ~- ---- L-~----·~- -~ --- ---------- ~ ~ .. '::.4 ~ 'f Detergente Ag'ua Cibro Efluente Efluente de Producto al mercado alcalino delavado agua de enfriamiento - Embutidos - Carne procesada 0~3miO 3G O'lHV lS3 13G NOI:::>:::>flG01ld 3G SOS3:::>01Id 11 OX:!INV ESTABLO DE ORDENO --~ ~EP ~ -O--~~;] TRERO Va~s Va~s 1";. ..-r~~R~R~~ PARICION .. !! pmducdOn pmducdOn -----------1 Melaza Heno Urea + + + CORRALES DE ~AiA~£l ..-1 ORDENO ESTABULACION* (capacidad 36 ... VaqTia• animales) Heces Orin a Concentrado ~ ALIMENTACIONI~------------~ Residuos de alimentos solidos Ag+ua I Energia Deter~ente ~ ~ Medicamentos alcahno ~~ ~R~L DE!N~O\ l<~~~ , Producto L ech e CANICO) I i 1De tergente Agua Cloro al~lino Heces¥ / Efluente de lavado t + t Detergente Cloro (orines) TANQUEDE acido Detergente ALMACENAMIENTO Energia ____ .._ LIMPIEZA DEL ~-j alcalino T_l SISTEMA ;VI-A lAC-TE _j Efluente de Planta de Lacteos lavado Efluente de lavado Zamorano (*) En epoca seca el ganado perrnanece estabulado yes alirnentado en los corrales de estabulacion. 169 S0ffi13;) 3G Vf3IA GVGINfl V'1 3G NOI;);)flG01ld 3G SOS3;)01Jd Z1 OX:!INV UNIDAD VIEJA DE CERDOS Alimentos Medicamentos Concentrado Jugo de cana* Cascarilla Iii Suero de queso de Tancaje Cicatrizante Agua arroz Antibiotico : ~-- Leche de cabras ·~ 1 1 /. ,--------------, Sub-producto Animales muertos Lechones destetados CORRALES Producto ~ Animales a sacrificio Residuos de alimentos _./-­ solidos ~ Cascarilla de arroz Agua Heces Orina Residuos de alirnentos liquidos \ Efluente de lavado (*) El jugo es extraido mediante el molido de cana y es directamente almacenado en un tanque colector. 171 SMV 3G 0~3GV l VW 'l3G NOI:J:JflGO HG GYGINfl V'l HG NOI:::>:::>flGO~d HG SOSH:::>O~d tl OX:tiNV UNIDAD DE CABRAS [_-c(T)R-~~-~ .. -----~ ~~~E~~~--~- SAIADE ~I - ORDENO ---------,---- ----- Concentrado ALIMENTACIONI Residuos de alimentos s61idos r ~Agua ORDENO (MANUAL) Planta de lndustrias Lacteas _. Leche -~ Efluente de lavado Concentrado Concentrado ] Forraje +I Ag•u a Animates t Fort l Ar Fntrado • muertos 1 1=RR-A-L-ES: ~f CORRALES ,._ ____ IAiiM_E_N_T_A~CION I LTOS) -+ ( (CRIAS) IL.. (C~~- - - I -----~~- ~- --,. --- - '\ Desechos solidos Efluente Residuos de (Heces, concentrado) delavado leche (Heces, orina) (*) El proceso de filtrado de Ia leche es realizado artesanalmente. 175