Momento Individual, Actividad Colaborativa

Tratamiento de Aguas Residuales en Central de Sacrificio de la Ciudad de Armenia –

Solución Biotecnológica

Anderson Adrián Muñoz Londoño

Universidad de Manizales

Maestría en Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente

Electiva Biotecnología Ambiental

Armenia, Septiembre de 2016

Introducción

El tratamiento de desechos orgánicos producidos en el proceso de sacrificio de animales es

muy complejo, debido a la composición y origen de los contaminantes que generan un

efluente que contiene proteínas, compuestos lignocelulósicos y grasas en forma soluble y

sólidos en suspensión. Dado el alto contenido de sólidos y grasas presentes en el efluente

crudo, aún luego de los tratamientos primarios clásicos, se obtiene un efluente que presenta

una importante cantidad de estos sólidos de lenta biodegradación, que ocasionan problemas

operativos, especialmente en reactores aerobios (Benavidez, L. 2006). En este sentido, no

existen fórmulas o procedimientos estandarizados para el manejo de estos residuos

generados y vertidos a los cuerpos hídricos. La composición de vísceras, heces, sangre y

otros líquidos generados, varían de una región a otra, e incluso la producción de

vertimientos en un mismo lugar depende de la demanda de carne y otros subproductos

requeridos en el mercado. Es por ello que algunas centrales de sacrificio adoptan sus

propios procedimientos y medidas para el tratamiento de las aguas residuales, que les

permitan cumplir con los requerimientos legales.

FRIGOCAFÉ es una de las plantas de sacrificio de ganado en Colombia con mayor

tecnología. La sede en el departamento del Quindío combina un concepto tecnológico y al

mismo tiempo utiliza técnicas innovadoras de bajo costo, con un concepto basado en lo

ambiental, donde a través de humedales, se propicia la descontaminación del 99% del agua

que se utiliza en el proceso industrial de la empresa. (Rojas, M. FRIGOCAFÉ 2016).

Problemática Vertimiento de Aguas Residuales en Central de Sacrificio La María,

Calarcá Quindío.

A continuación, se ilustra mediante diagrama de causa y efecto, la problemática ambiental

en cuanto a generación de vertimiento de aguas residuales de matadero a nivel general.

Contexto Departamental

La empresa FRIGOCAFÉ manejamos un promedio de 4.000 reses y cerdos por mes que

generan unos volúmenes altos de contaminación en cuanto a sólidos, como contenidos

estomacales, sangre, estiércol y todas las aguas de los procesos que suman 120 metros

cúbicos diarios en promedio.

En lo de las aguas, que salen con alta presencia de sólidos, esas llegan inicialmente por

unos filtros de tratamiento de tipo biológico después de haber pasado por unas trampas de

grasas y por un proceso de oxidación debido a la presencia de bacterias. Estas junto con el

proceso de evacuación de estómagos se compostan y se logra una descontaminación

medida del 90% (Rojas, M. FRIGOCAFÉ 2014). El compost tiene una cadena de mercado

que permite vender toda la producción mensual, con grandes propiedades físico-químicas y

biológicas.

Posterior al tratamiento viene una segunda fase de descontaminación de aguas, mediante el

uso de tecnologías de bajo impacto para el medio ambiente y que no involucran grandes

obras de infraestructura. Allí se implementan humedales artificiales que son cuerpos de

agua controlados y que en algunos casos se consideran como lagunas de oxidación, donde a

través de 400 m de longitud, el agua contaminada discurre por canales de conducción de

manera artesanal donde se utilizan organismos vivos que remedian la contaminación del

agua hasta un 99%. Esos organismos corresponden a un sinnúmero de bacterias, algas y

macrófitas que permiten obtener resultados notorios en el proceso de descontaminación.

Marco Conceptual: Biotecnología Ambiental

La prevención y contención de los desechos de la carne y de los subproductos es una

necesidad económica y de higiene pública. La principal fuente de contaminación se

encuentra en las aguas residuales de los mataderos que incluyen heces y orina, sangre,

pelusa, lavazas y residuos de la carne y grasas de las canales, los suelos, los utensilios,

alimentos no digeridos por los intestinos, las tripas de los animales sacrificados y a veces

vapor condensado procedente del tratamiento de los despojos. (Veall, F. FAO, 1993).

La elección del sistema más adecuado depende de los costos, del nivel de demanda

bioquímica de oxígeno requerido, de la superficie de tierras disponibles, del nivel de olores

y de los requisitos municipales, en la forma en que proceda. En todos los sistemas

mencionados, se da por supuesto que es necesario un tratamiento preliminar en el matadero,

particularmente en la sedimentación, cuando las aguas residuales pasan por filtros como en

los sistemas aeróbicos. (Veall, F. FAO, 1993).

Biotecnología para tratar las Aguas Residuales del Matadero

Método de Biofiltro: Consiste en un filtro percolador el cual está compuesto por capas

filtrantes, lombrices y microorganismos asociados, sistema de ventilación y doble fondo.

Todo esto porque al pasar por los distintos estratos del biofiltro ha quedado retenido un alto

porcentaje de materia orgánica, la cual será transformada en humus sin generar lodos. Este

sistema evita la acumulación de residuos y los malos olores (Kusanovic M. 2009). Implica,

además, bajos costos de inversión en relación con otros sistemas, fácil operación y

mantenimiento. Permite reutilizar el agua tratada con diferentes fines, como puede ser el

riego.

La biotecnología de microalgas: El potencial de las microalgas como consumidoras de

dióxido de carbono puede ser aprovechado en múltiples campos, entre los cuales se

encuentra las centrales de sacrificio. Esta simbiosis es eficaz en el tratamiento de aguas

residuales porque las bacterias aerobias, que son las encargadas de oxidar y eliminar los

contaminantes orgánicos presentes en los efluentes, crecen. Por otro lado, las microalgas

necesitan luz y otros nutrientes, como nitrógeno y fósforo, para su fotosíntesis. Esta

demanda supone un mayor rendimiento del proceso de tratamiento, ya que el nitrógeno y el

fósforo son dos de los compuestos que presentan las aguas residuales y que también se

intentan eliminar.

Biorreactor Anaerobio de Película Fija (BAPF): Se pueden implementar Reactores de

Baja y Alta Carga, su diferencia fundamental con los reactores de baja carga, es que

consiguen retener elevadas concentraciones de biomasa en el interior del reactor, con lo que

compensan la baja velocidad de crecimiento de los microorganismos anaerobios, siendo,

por lo tanto, capaces de tratar elevadas cargas orgánicas. Entre estos se encuentran los

reactores anaeróbicos de lecho de fangos, que integra las etapas de reacción y separación

de la biomasa suspendida en un solo equipo. Los reactores de soporte fijo suelen

denominarse en general filtros anaerobios, AF (Anaerobic Filter), que utilizan soportes

instalados en el interior del reactor para retener la biomasa. Con esto, se evita por completo

los problemas de flotación y pérdida de biomasa. El BAPF en el tratamiento de aguas

residuales con elevados contenidos en grasas, como son los efluentes del procesado de

cárnicos, se han obtenido rendimientos satisfactorios, del orden del 90%, trabajando con

tiempos de residencia hidráulicos elevados (15-16 días). Las características de las aguas

residuales de matadero las hacen aptas para el tratamiento anaerobio, siendo un factor

determinante su elevada concentración de materiales refractarios y lentamente

biodegradables, así como su considerable contenido en grasas emulsionadas.

Un factor común en el tratamiento anaerobio de aguas residuales de matadero es que se

obtienen rendimientos de depuración moderados, que habitualmente se sitúan entre el 50 y

el 80%, en función de la naturaleza del agua residual a tratar (Espinosa Anton, J.J. 2011).

Biorreactor Aerobio de Membrana (MBR), En este tipo de tratamiento se efectúa una

oxidación biológica de la materia orgánica por medio de microorganismos heterótrofos con

metabolismo respiratorio, que utilizan el oxígeno molecular como aceptor final de los

electrones. El MBR es indicado para obtener un efluente de mejor calidad y puedan ser

vertidas sus aguas a ríos o quebradas.

Los reactores diseñados para efectuar estas operaciones se dividen en: Sistemas de biomasa

suspendida y Sistemas de biomasa adherida, siendo los más representativos: Lechos

Bacterianos, Lechos Sumergidos y Biodiscos. Los reactores biológicos de membrana

combinan la acción de un reactor biológico de biomasa suspendida, con una etapa de

separación física de la biomasa y el agua tratada mediante membranas, que sustituye al

proceso convencional de decantación secundaria (Espinosa Anton, J.J. 2011).

Las membranas que se emplean habitualmente en estos procesos son de microfiltración

(MF), con un tamaño de poro comprendido entre 0,1 y 0,4 µm, suficientes para la retención

de los microorganismos, aunque también está extendido el uso de membranas de

ultrafiltración (UF), que además permiten la retención de virus y macromoléculas

orgánicas. Las membranas de nanofiltración (NF) y de ósmosis inversa (OI) apenas se

utilizan en el tratamiento de aguas residuales, salvo en aplicaciones concretas de

reutilización del agua, recuperación de subproductos valiosos o eliminación de materia

orgánica soluble refractaria (Espinosa Anton, J.J. 2011).

Estudio de Caso Quindío

Descontaminación de Aguas residuales provenientes de Central de Sacrificio FRIGOCAFÉ.

1. Transporte de Agua a Tanques de Filtración Granular

Llevado a cabo por motobomba, desde PTAR.

2. Tanques de Filtración Granular.

Tres (3) Tanques artesanales con capacidad de 40 m3 utilizando piedra fina como filtro.

3. Depuración Biológica y Remoción de Material flotante

Se remueve manualmente los flóculos y se convierte en compost.

4. Bioremediación – Resiliencia.

Acción de algas y largo recorrido del agua con contenido biológico (desconocido)

que remedia la calidad del agua.

5. Filtración de Macrófitas emergentes. Cyperus sp.

Se utilizan ciperáceas a lo largo del canal de conducción que permite bajar la carga

contaminante y/o sólidos suspendidos. Luego viene un proceso de solarización y

oxigenación del agua, mediante un gradiente de pendiente.

6. Utilización de macrófitas flotantes (Buchón de Agua) Eichhornia crassipes.

A lo largo del canal o estanques se utiliza el buchón de agua. La formación de colonias se

utiliza para compost, cuando baja su retención de material orgánico.

7. Método en periodo de prueba. Utilización de Esferas con nanopartículas de

minerales

Permiten bajar la carga contaminante (Microbiológica) a través de filtros biológicos

(Desconocidas las especies).

8. Vertimiento al afluente.

Con descontaminación del 99% de la carga contaminante inicial. Niveles de Sólidos

suspendidos muy por debajo de los límites admisibles.

Conclusiones

Los procesos biotecnológicos ambientales orientados a remediar la contaminación

de aguas, procedente de mataderos son notablemente eficientes y a bajo costo.

La sinergia de procesos biotecnológicos y de ingeniería son complementarios y

ayudan ostensiblemente en el mejoramiento de la calidad del agua.

Son muy escasas las empresas de la región, donde se promueven o aplican técnicas

de biotecnología ambiental, en el manejo de la contaminación de fuentes hídricas.

Se desconocen algunos procesos de oxido-reducción y de diversidad de algas y

bacterias que actúan sobre la carga contaminante, siendo necesario promover

investigación científica en la central de sacrificio de la capital Quindiana.

Bibliografía

Benavidez, L. 2006. Tesis: Evaluación De La Planta De Tratamiento De Aguas Residuales

De La Central De Sacrificio De Túquerres (Nariño). Universidad Nacional De

Colombia, Sede Manizales Especialización En Ingeniería Ambiental, Área

Sanitaria. Año 2006.

Espinosa Antón J.J., 2011. Tratamiento De Aguas Residuales De Matadero Con Elevado

Contenido En Sangre Mediante La Combinación De Procesos Anaerobio De

Película Fija (BAPF) Y Aerobio De Membrana (MBR). Tesis Doctoral. Universidad

De Burgos. Facultad Ingeniería Química.

Kusanovic, M. 2009. Planta de Tratamiento de Riles. Universidad de Magallanes. Facultad

de Ciencias. Punta Arenas, Chile.

Rojas, M. FRIGOCAFÉ 2016. Entrevista Personal.

Veall, F. Food And Agriculture Organizations Of The United Nations. Estructura y

Funcionamiento de Mataderos Medianos en Países en Desarrollo. Capítulo 14.

Tratamiento De Los Desechos Y Eliminación De Las Aguas Residuales.

Departamento De Agricultura. Roma, 1993. ISBN 1014 – 1200.