Dimensionamiento lagunar para tratamiento biológico de purines porcinos con reciclado de agua en fosas de vaciado bimestral
Publicado: 20 de octubre de 2014
Por: Rodolfo Oscar Braun; Muñoz, M.V (Facultas de Agronomía); Silvia Haydee Pattacini; Gladis Scoles; Bellozas Reinhard, M. (Fac. Cs. Exactas y Naturales). Universidad Nacional de La Pampa. República Argentina.
INTRODUCCIÓN
Las excretas vistas por muchos como un contaminante ambiental de importancia, pueden generar recursos muy valiosos mediante su procesamiento, de forma tal, que al reciclarse parte de la energía y de sus nutrientes, contribuyen a hacer sostenible la producción porcina y de otras especies animales integradas. Para el diseño de lagunas se debe tener en cuenta: máximo nº de cerdos, volumen de excretas, volumen de agua para lavado, agua de desperdicio y lluvia. El objetivo principal de este proyecto es lograr agua apta luego de la oxidación biológica del purín, para reciclar en el sistema hidráulico de fosas, ya que el gasto energético de extracción de agua subterránea en la región semiárida es muy alto. El aprovechamiento del gas como fuente energética o térmica es secundaria.
MATERIAL Y MÉTODOS
SITUACIÓN PROBLEMA: 450 hembras. Un sitio. Inseminación artificial. Planificación semanal. Reposición: animales de 130 kg. Peso de faena: 105 kg. Destete: 21 días. Nacidos vivos: 10. Mortalidad nac - dest: 10 %. Mortalidad pos destete: 2 %. Mortalidad rec – term: 2 %. Parición: 85 %. Machos activos para inseminación artificial: 4. Duración post destete: 42 días (6 semanas). Duración recría terminación: 107 días (15 semanas). Ciclo reproductivo: 145 días. Partos / cerda año: 2,5. Partos efectivos hembra/año: 2,14. Total de partos por año: 963. Partos semanales ? 18. Lechones nacidos vivos por semana: 180. Destetados por semana: 162. Cerdos en recría y terminación por semana: 159 capones. Venta anual: 156 x 52= 8112 cerdos. Hembras que entran al servicio por semana ? 21 (18/0,85).
CÁLCULO DE PLAZAS PARA GESTACIÓN: 2 semanas de servicio + 16 semanas gestación = 18 semanas ? 21 hembras x 18 semanas = 378 plazas de gestación. Superficie total de la nave de gestación: 14 m de ancho x 80,15 m largo = 1122 m2.
CÁLCULO DE PLAZAS DE PARICIÓN: 3 semanas de lactancia + 1 semana de desinfección y preparto = 4 semanas. 4 semanas x 18 hembras paridas = 72 plazas. Superficie total de las naves de parición = 504,75 m2.
CÁLCULO DE PLAZAS POST- DESTETE: 6 semanas + 1 semana de limpieza = 7 semanas. 162 anim/semana x 7 = 1134 plazas. Superficie de la nave de post destete: 340 m2.
CÁLCULO DE PLAZAS RECRÍA – TERMINACIÓN: 15 semanas + 1 semana de limpieza= 16 semanas. 159 gordos/semana x 16 = 2544 plazas. Superficie de las salas de recría – terminación: 2560 m2.
Figura 1: emplazamiento del proyecto.
Las excretas vistas por muchos como un contaminante ambiental de importancia, pueden generar recursos muy valiosos mediante su procesamiento, de forma tal, que al reciclarse parte de la energía y de sus nutrientes, contribuyen a hacer sostenible la producción porcina y de otras especies animales integradas. Para el diseño de lagunas se debe tener en cuenta: máximo nº de cerdos, volumen de excretas, volumen de agua para lavado, agua de desperdicio y lluvia. El objetivo principal de este proyecto es lograr agua apta luego de la oxidación biológica del purín, para reciclar en el sistema hidráulico de fosas, ya que el gasto energético de extracción de agua subterránea en la región semiárida es muy alto. El aprovechamiento del gas como fuente energética o térmica es secundaria.
MATERIAL Y MÉTODOS
SITUACIÓN PROBLEMA: 450 hembras. Un sitio. Inseminación artificial. Planificación semanal. Reposición: animales de 130 kg. Peso de faena: 105 kg. Destete: 21 días. Nacidos vivos: 10. Mortalidad nac - dest: 10 %. Mortalidad pos destete: 2 %. Mortalidad rec – term: 2 %. Parición: 85 %. Machos activos para inseminación artificial: 4. Duración post destete: 42 días (6 semanas). Duración recría terminación: 107 días (15 semanas). Ciclo reproductivo: 145 días. Partos / cerda año: 2,5. Partos efectivos hembra/año: 2,14. Total de partos por año: 963. Partos semanales ? 18. Lechones nacidos vivos por semana: 180. Destetados por semana: 162. Cerdos en recría y terminación por semana: 159 capones. Venta anual: 156 x 52= 8112 cerdos. Hembras que entran al servicio por semana ? 21 (18/0,85).
CÁLCULO DE PLAZAS PARA GESTACIÓN: 2 semanas de servicio + 16 semanas gestación = 18 semanas ? 21 hembras x 18 semanas = 378 plazas de gestación. Superficie total de la nave de gestación: 14 m de ancho x 80,15 m largo = 1122 m2.
CÁLCULO DE PLAZAS DE PARICIÓN: 3 semanas de lactancia + 1 semana de desinfección y preparto = 4 semanas. 4 semanas x 18 hembras paridas = 72 plazas. Superficie total de las naves de parición = 504,75 m2.
CÁLCULO DE PLAZAS POST- DESTETE: 6 semanas + 1 semana de limpieza = 7 semanas. 162 anim/semana x 7 = 1134 plazas. Superficie de la nave de post destete: 340 m2.
CÁLCULO DE PLAZAS RECRÍA – TERMINACIÓN: 15 semanas + 1 semana de limpieza= 16 semanas. 159 gordos/semana x 16 = 2544 plazas. Superficie de las salas de recría – terminación: 2560 m2.
Figura 1: emplazamiento del proyecto.
RESULTADOS
Cálculo total de volumen de fosas de vaciado bimestral: 6 litros diarios de purines por animal/día (heces + orina + agua de lavado + desperdicio de alimento por comederos) x 1248 animales en fosas alojados simultáneamente x 60 días ? 500 m3. Para este proyecto se diseñó un tándem lagunar de una laguna anaeróbica cubierta con geomembrana flexible y quemador para venteo de CH4 , una laguna facultativa y otra aeróbica. Por la importancia de separar los sólidos de gran tamaño se colocó un separador de los mismos previo al ingreso del biodigestor. El lagunar deberá soportar 500 m3 x 6 bimestres = 3000 m3, más el agua de lluvia que se deposite en el sector a cielo abierto considerando para esta región 600mm/año (LAT.36° 37' S • LON. 64° 17' O • ALT. 176 msnm). 1mm de lluvia= 10.000 l/ha = 10 m3 de H2 O. 600 mm/año x 10 m3 = 6000 m3 /ha. La Evapotranspiración potencial anual/ ha promedio en la región es de 20 mm/mes = 240 mm/año x 10 m3= 2400 m3. Para el presente proyecto se determinó que la menor proporción de materia orgánica del efluente se alcanza a los 60 días, momento que en que se recircula bimestralmente el 70% del volumen de las fosas, por tal el balance afluente – efluente bimestral será 150 m3. Implican 2100 m3 en recirculación y 900 m3 de sedimento para biosol. Se estableció una superficie de lagunar de ½ ha. Figura 2: corte transversal y dimensiones del tándem lagunar.
Cálculo total de volumen de fosas de vaciado bimestral: 6 litros diarios de purines por animal/día (heces + orina + agua de lavado + desperdicio de alimento por comederos) x 1248 animales en fosas alojados simultáneamente x 60 días ? 500 m3. Para este proyecto se diseñó un tándem lagunar de una laguna anaeróbica cubierta con geomembrana flexible y quemador para venteo de CH4 , una laguna facultativa y otra aeróbica. Por la importancia de separar los sólidos de gran tamaño se colocó un separador de los mismos previo al ingreso del biodigestor. El lagunar deberá soportar 500 m3 x 6 bimestres = 3000 m3, más el agua de lluvia que se deposite en el sector a cielo abierto considerando para esta región 600mm/año (LAT.36° 37' S • LON. 64° 17' O • ALT. 176 msnm). 1mm de lluvia= 10.000 l/ha = 10 m3 de H2 O. 600 mm/año x 10 m3 = 6000 m3 /ha. La Evapotranspiración potencial anual/ ha promedio en la región es de 20 mm/mes = 240 mm/año x 10 m3= 2400 m3. Para el presente proyecto se determinó que la menor proporción de materia orgánica del efluente se alcanza a los 60 días, momento que en que se recircula bimestralmente el 70% del volumen de las fosas, por tal el balance afluente – efluente bimestral será 150 m3. Implican 2100 m3 en recirculación y 900 m3 de sedimento para biosol. Se estableció una superficie de lagunar de ½ ha. Figura 2: corte transversal y dimensiones del tándem lagunar.
La separación de sólidos se hace en dos partes: 1) método físico de decantación al inicio del proceso (previo a la pileta de biogás), en el cual se extraen las partículas de mayor tamaño, y 2) físico- químico que se realiza posterior a la pileta de biogás (en este proceso el líquido es sometido a un floculante (sulfato de aluminio) y a un precipitante (polímero sintético catiónico, poliacrilamida). Así los sólidos decantan en tanques que tienen un cono en la parte inferior y el líquido pasa a las piletas de aireación, y de ésta se re bombea al sistema. DISCUSIÓN Este proyecto es sustentable porque ventea gas metano generando menor contaminación a la atmósfera y recupera agua para reciclar en el circuito hidráulico, ahorrando energía fósil contaminante, al disminuir la extracción de agua subterránea, única fuente de obtención en la región semiárida pampeana.
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Crear una publicación19 de julio de 2019
soy ing hidraulica cubana y quisiera consultar con algun especialista acerca del tratamiento de los residuales porcino a traves de un sistema de lagunas
soy ingeniera hidraulica cubana y quisiera consukltar con un especialista acerca del tratamiento de los residuales de un porcino
6 de junio de 2018
soy de cuba, he venido desarrollando evaluaciones ambientales para cochiqueras, deseo conocer acerca del dimensionamiento de las lagunas en dependecia de la cantidad de animales
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