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EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL ESTIÉRCOL DEL GANADO BOVINO EN COLOMBIA
CAMILO ANDRÉS MÉNDEZ PIRAZAN
FACULTAD DE INGENIERÍA PREGADO EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
IBAGUÉ, 2019
Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia
EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL
ESTIÉRCOL DEL GANADO BOVINO EN COLOMBIA
CAMILO ANDRÉS MÉNDEZ PIRAZAN
Trabajo de Grado presentado como requisito para optar al título de PREGADO EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
Directores:
LILIANA DELGADILLO MIRQUEZ
Universidad de Ibagué – Ing. Catedrática
FACULTAD DE INGENIERÍA
PREGRADO EN INGENIERIA INDUSTRIAL
IBAGUÉ, 2019
Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
Monografía, Ingeniería Industrial - 2019 V
Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
Monografía, Ingeniería Industrial - 2019 VII
Agradecimientos
“Quiero dedicar este trabajo a la memoria de mi abuela Gloria Blanca Arteaga quién me
animó desde la crianza a ser alguien en la vida, a mis padres James y Ángela quienes
con su amor, paciencia y esfuerzo me han permitido llegar a cumplir esta meta, por ser el
apoyo a lo largo de mi carrera universitaria y de mi vida. A mi familia por sus consejos y
palabras de aliento que hicieron de mí una mejor persona y me acompañan en mis metas
y sueños. Aquellas personas especiales que me acompañaron en esta etapa, aportando
a mi formación profesional y como ser humano.”
Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
Monografía, Ingeniería Industrial - 2019 9
Resumen
El mundo está cambiando, las sociedades de todo el planeta están experimentando
profundas transformaciones. La aspiración al desarrollo sostenible exige que se
resuelvan tensiones comunes y se reconozcan nuevos horizontes. Los modelos
insostenibles que causan un alto impacto ambiental y contribuyen directamente al
calentamiento planetario, el deterioro de medio ambiente, ante este escenario emergen
nuevos retos que se deben enfrentar y se buscan acciones para canalizar que se deben
adoptar en los próximos años.
De allí la importancia de la administración de gestión de estiércol, en aporte al
cumplimiento de los objetivos de desarrollo sostenible, las administraciones de estiércol
juegan un papel muy importante y su contribución es totalmente significativa al ser
garante de condiciones mínimas en la mitigación de gases de efecto invernadero.
La actividad ganadera a través de los años se ha venido desarrollando como una de las
actividades participativas en la economía de muchos países, siendo productores,
importadores o exportadores, por lo que se ha mantenido un nivel en el censo bovino
mayormente constante. Pero como toda actividad, la producción bovina tiene impactos
negativos sobre el suelo, el agua y el aire, especialmente por la generación de gases de
efecto invernadero que cada individuo puede liberar diariamente. Por esto en países
desarrollados han creado e implementado proyectos, documentos jurídicos y normas que
respalden el desarrollo de esta actividad, enfocados en encontrar la forma de mitigar los
impactos de esta.
Palabras clave: Desarrollo sostenible, gestión de estiércol, cambio climático, impacto
ambiental.
10 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
10 Méndez, Camilo Andrés
Contenido
CAPÍTULO 1. PLANTEAMIENTO, JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVOS DE LA
INVESTIGACIÓN ............................................................................................ 14
1.1 Planteamiento del problema .................................................................... 14
1.2 Justificación ............................................................................................. 20
1.3 Objetivos ................................................................................................. 26
1.4 Estructura del informe ............................................................................. 26
CAPÍTULO 2. MARCO DE REFERENCIA ....................................................... 27
2.1 Estado del arte .................................................................................... 28
CAPÍTULO 3. PROCESO METODOLÓGICO .................................................. 30
3.1 Tipo de investigación ............................................................................... 30
3.2 Proceso de investigación ......................................................................... 31
3.2.1 Fase 1: Identificación de la legislación que está enfoca con la gestión
del estiércol de bovino en Colombia .......................................................... 32
3.2.2 Fase 2: Comparación legislación colombiana con legislaciones de
países industrializados .............................................................................. 33
3.2.3 Determinación de la generación de estiércol de ganado en un periodo
de 10 años con la estimación de gases de efecto invernadero .................. 34
3.2.4 Identificación de las tecnologías para la gestión del estiércol de bovino
enfocadas en la mitigación de gases de efecto invernadero ..................... 35
CAPÍTULO 4: PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS ............... 36
4.1.1 Identificación de la legislación que está enfoca con la gestión del
estiércol de bovino en Colombia ............................................................... 36
Ley 388 de 1997 .................................................................................................. 37
4.2.2 Comparación legislación colombiana con legislaciones de países
industrializados ......................................................................................... 39
4.2.3 Determinación de la generación de estiércol de ganado en un periodo
de 10 años con la estimación de gases de efecto invernadero .................. 41
11
4.2.4 Identificación de las tecnologías para la gestión del estiércol de bovino
enfocadas en la mitigación de gases de efecto invernadero ...................... 54
CAPÍTULO 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................. 58
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................ 60
12 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
12 Méndez, Camilo Andrés
LISTAS DE TABLAS
Tabla 1. Composiciones químicas (%) del excremento de bovino. ..................... 15
Tabla 2. Ingesta, retención y excreción de nitrógeno y fósforo por especies
pecuarias. ........................................................................................................... 16
Tabla 3. Excreción de nutrientes en sistemas confinados .................................. 17
Tabla 4. Variables implícitas en el proyecto ........................................................ 33
Tabla 5. Normas legales de países industrializados ........................................... 33
Tabla 6. Protocolos internacionales .................................................................... 33
Tabla 7. Variables en los procesos de gestión de estiércol ................................ 35
Tabla 8. Legislación medio ambiente ................................................................. 36
Tabla 9. Legislación ordenamiento territorial ...................................................... 37
Tabla 10. Legislación sobre recursos hídricos .................................................... 38
Tabla 11. Legislación sobre cambio climático ..................................................... 39
Tabla 12. Valores por defecto para la tasa de excreción de nitrógeno (kg N
(1000kg masa animal) ........................................................................................ 46
Tabla 13. Masa animal típica (kg) por categoría de animales y área IPCC. ........ 47
Tabla 14. Valores por defecto para pérdida de nitrógeno debida a volatilización de
NH3 Y NOx de la gestión del estiércol. ................................................................. 47
Tabla 15. Factores de emisión, volatilización y lixiviación por defecto para
emisiones indirectas de N2O del suelo ................................................................ 48
Tabla 16. Factores de emisión por fermentación entérica de nivel 1 para ganado
vacuno. ............................................................................................................... 49
Tabla 17. Factores de emisión considerados en la herramienta de cálculo de la
huella de carbono. .............................................................................................. 51
Tabla 18. Sistemas de gestión de residuos en las explotaciones ganaderas ...... 55
13
LISTAS DE FIGURA
Figura 1. Crecimiento del PIB en Colombia por actividades, 2010-2017. ........... 15
Figura 2. Contribuciones de emisiones de gases de efecto invernadero Colombia.
............................................................................................................................ 18
Figura 3. Categorías del sector agropecuario en las emisiones de gases de
efecto invernadero Colombia. ............................................................................. 19
Figura 4. Componentes de estrategia colombiana de desarrollo bajo en carbono.
............................................................................................................................ 20
Figura 5. Objetivos de desarrollo sostenible – ODS. .......................................... 21
Figura 6. Número de población de ganado en el mundo 2012-2018 (en millones
de cabezas). ....................................................................................................... 22
Figura 7. Inventario de ganado por países, 2018. .............................................. 23
Figura 8. Acciones a implementar en el sector agropecuario. ............................ 25
Figura 10. Etapa preliminar del proyecto. ........................................................... 31
Figura 11. Etapa de desarrollo del proyecto. ...................................................... 32
Figura 11. Ecuación para calcular las emisiones / absorciones de GEI. ............. 42
Figura 12. Ciclo de desarrollo de estimación de gases de efecto invernadero.... 43
Figura 13. Inventario de ganado de bovino 2001 – 2016. ................................... 51
Figura 14. Inventario de ganado de bovino proyectado 2029. ............................ 52
Figura 15. Emisiones acumuladas Mton CO2eq. ................................................ 53
14 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
14 Méndez, Camilo Andrés
CAPÍTULO 1. PLANTEAMIENTO, JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVOS DE LA
INVESTIGACIÓN
1.1 Planteamiento del problema
En la actualidad el estiércol de bovino en los sistemas agroindustriales genera un
alto impacto ambiental en los procesos de control, almacenamiento, transporte o
aplicación debido a la alta emisión de gases contaminantes, así como la
afectación directa de los nutrientes y componentes hídricos del suelo. De la
misma, forma el crecimiento continuo de la población humana influye
directamente en el aumento de la producción de alimentos, siendo el 40% del
sector agrícola. Por lo cual, el impacto ambiental en la producción ganadera se
toma como base la generación de gases invernaderos, eutrofización de cuerpos
de agua y sobrecarga de nutrientes en suelos ocasionado por el excremento de
ganado (Pinos Rodríguez, y otros, 2012).
Dado lo anterior, las actividades humanas tienen una función innegable en el
desarrollo social y económico de las regiones y sus territorios. La ganadería es
una actividad que juega un papel muy importante al satisfacer necesidades
inmediatas y proveer servicios económicos y sociales (seguridad alimentaria,
crecimiento económico, reducción de la pobreza, salud y valor cultural)
(Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura,
2016). De igual forma, innovaciones tecnológicas y cambios estructurales en el
sector ganadero han fomentado el desarrollo de funciones ecológicas y de
sostenibilidad de dicha actividad para con el medio ambiente.
Por otra parte, los desechos orgánicos es una de las grandes problemáticas en el
sector ganadero, en la medida de que el proceso que se produce se realiza de
forma empírica lo cual se limita en el lavado de los corrales utilizando altas
cantidades de agua. Estos desechos que produce la actividad cuenta con
grandes volúmenes para contaminar ya que cuentan con materia orgánica,
microorganismos y nutrimentos lo que conlleva directamente a la disminución del
oxígeno, asimismo al entrar en contacto con el agua puede causar muerte de la
vida acuática, así como un riesgo al consumir por las personas, animales y el
ecosistema que se extiende en el entorno (García , Suárez , Hernández , &
Betancourt, 2009). De la misma forma, la tabla 1, indica la composición química
del estiércol, que en gran parte se encuentra compuestas con materia orgánica, a
su vez de cantidades de minerales y micronutrientes que confieren a este
15
excremento un uso potencializado en las propiedades químicas y físicas de los
suelos.
Tabla 1. Composiciones químicas (%) del excremento de bovino.
Materia Orgánica
Nitrógeno (N)
Fósforo (P)
Potasio (K)
Calcio (Ca)
Magnesio (Mg)
Humedad
36,1% 1,51% 1,20% 1,51% 3,21% 0,53% 25,5%
Fuente: (García , Suárez , Hernández , & Betancourt, 2009).
En el periodo (2010-2017), en Colombia, el sector agropecuario creció por debajo
del PIB total nacional a excepción del año 2013, cuando creció 6.5%.
Discriminando las actividades del sector agropecuario, en el mismo periodo de
análisis, el crecimiento económico de la producción de ganado bovino y leche sin
elaborar fue inferior al crecimiento de la economía del país, únicamente en el año
2012, el ganado bovino (4.1%) tuvo un crecimiento mayor a todas las actividades
agregadas del país (4.0%), mientras que en el año 2017 la leche sin elaborar
reportó un crecimiento de 11%, es decir, creció 9.2 puntos por encima del PIB
nacional (Ver figura 2).
Figura 1. Crecimiento del PIB en Colombia por actividades, 2010-2017.
Fuente: (FEDEGAN, 2018).
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
Cre
cim
ien
to d
el P
IB (
%)
Año
PIB Total PIB agropecuario
PIB Ganado bovino PIB leche sin elaborar
16 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
16 Méndez, Camilo Andrés
Particularmente, el sector ganadero ha crecido a un ritmo vertiginoso en los
últimos años. La creciente demanda de los alimentos derivados de los animales
ha incrementado significativamente la producción ganadera. Esta creciente
demanda se ha satisfecho principalmente por la producción ganadera comercial y
las cadenas alimentarias asociadas (Organización de las Naciones Unidas para la
Alimentación y la Agricultura, 2017). Dado esto, provoca un mayor riesgo si no se
tienen las medidas necesarias para llevar a cabo un control en el impacto
ambiental.
Gran parte del crecimiento de la demanda se está cubriendo a través de la rápida
expansión de las formas modernas de producción intensiva de ganado, sin
embargo, los sistemas tradicionales seguirán existiendo paralelamente. El sector
bovino es el mayor consumidor mundial de tierras agrícolas, a través de métodos
como el pastoreo y el uso de cultivos forrajeros, es por esto que juega un papel
de vital importancia en el cambio climático, la gestión de la tierra, el agua y la
biodiversidad. Es por ello, que los recursos naturales que sustentan la agricultura,
como la tierra y el agua, son cada vez más escasos y están amenazados por el
cambio climático (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la
Agrícultura, 2017).
La gestión de estiércol de bovino, es una de las actividades más preocupantes a
nivel mundial debido al alto impacto en los gases de efecto invernadero,
produciendo en su gran mayoría metano (CH4) (60%) y dióxido de carbono (CO2)
(39%) (Bekkering , Broekhuis , & Van Gemert, 2010). En primera medida, el
metano (CH4) es un gas no tóxico, que contribuye significativamente al efecto
invernadero. En las tablas 2 y 3 resaltan los resultados de retención y excreción
de nitrógeno y fósforo, así como la excreción de los nutrientes que cuentan con
un impacto al suelo en un sistema tecnificado (ST) y otro tradicional (T) (Ver tabla
2 y 3).
Tabla 2. Ingesta, retención y excreción de nitrógeno y fósforo por especies
pecuarias.
Especie Consumo Retención Excreción
N (Kg) P (Kg) N (Kg) P (Kg) N (Kg) P (Kg)
Bovino lechero (ST) 163,7 22,6 34,1 5,9 129,6 16,7 Bovino Lechero (T) 39,1 6,7 3,2 0,6 35,9 6,1
Cerdo (ST) 46 11 14 3 32 8 Cerdo (T) 18,3 5,4 3,2 0,7 15,1 4,7
17
Cerdo en crecimiento (ST) 20 3 6 1,3 14 1,7
Cerdo en crecimiento (T) 9,8 2,9 2,7 0,6 7,1 2,3 Gallina ponedora (ST) 1,2 0,3 0,4 0,1 0,8 0,2 Gallina ponedora (T) 0,6 0,2 0,1 0,1 0,5 0,1
Pollo (ST) 1,1 0,2 0,5 0,1 0,6 0,1 Pollo (T) 0,4 0,1 0,1 0 0,3 0,1
Fuente: (Wu Haan, Powers, Angel , Hale , & Applegate, 2007).
Tabla 3. Excreción de nutrientes en sistemas confinados
Especie
Consumo Retención
K (Kg) Ca (Kg) Mg (Kg) Na
(Kg) Mn (Kg)
Bovino lechero (ST) 3,7 – 6,9
1,2 – 6,5
1,6 – 3 - 0,05 – 0,11
Bovino Lechero (T) 4,6 1,5 0,6 0,7 -
Cerdo (ST) 3,6 4,6 1,2 0,6 - Cerdo (T) 2,9 6,4 1,5 0,7 -
Cerdo en crecimiento (ST)
6,8 3,5 1,5 1,0 -
Cerdo en crecimiento (T) - - - - -
Gallina ponedora (ST) 4,9 - 11 - 1,7 – 2,1
- -
Gallina ponedora (T) 5,1 12,8 1,2 0,8 -
Pollo (T) 17,8 14,7 3,6 3 -
Fuente: (Wu Haan, Powers, Angel , Hale , & Applegate, 2007).
Dado esto, el sector agropecuario es la principal fuente de emisión de GEI (Ver
figura 3), el cual se ha convertido en uno de los principales puntos críticos del
país, a la vez siendo el sector agropecuario uno de los más importantes en la
economía colombiana, este sector representa el 38,1% de las emisiones de
gases de efecto invernadero (Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, 2014).
18 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
18 Méndez, Camilo Andrés
Figura 2. Contribuciones de emisiones de gases de efecto invernadero Colombia.
Fuente: (Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, 2014).
Para la determinación de los gases de efecto invernadero se toman en cuenta en
el sector agropecuario seis categorías las cuales son los siguientes: fermentación
entérica, manejo del estiércol, cultivos de arroz, quema prescrita de sábanas,
quema en campo de residuos agrícolas y suelos agrícolas. Entre estas categorías
los gases de efecto invernadero que se alinean a cada una de ellas es
fermentación entérica (CH4), suelos agrícolas (N2O) y cultivos de arroz (CH4), los
cuales emiten el 48,5%, 47,5% y 2% respectivamente del total de emisiones del
sector agrícola (Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, 2014).
Del mismo modo, el 48,5% de la categoría de fermentación entérica, corresponde
a la ganadería, específicamente el 44,14% y el 1,34% pertenecen al ganado
bovino no lechero y ganado bovino lechero (ver figura 4). En la categoría de
suelos agrícolas con altas fuentes de nitrógenos se toman en cuenta la aplicación
de fertilizantes e incorporación de estiércol de ganado de bovino el cual es
utilizado como fertilizante (Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, 2014).
14,50%
36,60%
5,70% 5,10%
38,10%
Cambio y uso de suelo Energia Residuos Industriales Agropecuario
19
Figura 3. Categorías del sector agropecuario en las emisiones de gases de
efecto invernadero Colombia.
Fuente: (Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, 2014).
Para ello, el Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural en las estrategias para
fomentar el desarrollo colombiano con emisiones de bajo carbono, se formularon
dos componentes transversales enfocados en la construcción de capacidades de
mitigación y la generación de una plataforma de comunicación y cooperación con
el fin de reducir las operaciones que tengan un alto grado de impacto ambiental
(figura 5). Dado lo anterior, existe un gran potencial en buscar estrategias que
permitan mitigar el impacto de los gases de efecto invernadero en el sector de
ganado de bovino, asimismo establecer cuáles son las prácticas actuales en la
gestión de estiércol de bovino como mecanismo para contribuir con los cambios
climáticos que se presentan a nivel mundial.
2,00%
47,50%
48,50%
Cultivo de arroz Suelos agrícolas Fermentación entérica
20 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
20 Méndez, Camilo Andrés
Figura 4. Componentes de estrategia colombiana de desarrollo bajo en carbono.
Fuente: (Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, 2014).
En virtud de las razones expuestas anteriormente, el presente trabajo se orienta
al análisis de la situación actual de la gestión del estiércol en Colombia, por lo
tanto, el estudio pretende responder a preguntas como: ¿Cuál es la situación
actual de la gestión del estiércol bovino en Colombia? ¿Existe una legislación
sobre el manejo de este residuo? ¿Qué estrategias se están utilizando en
Colombia para la gestión del estiércol bovino? ¿Cuántos GEI produce el estiércol
bovino y cuanto se proyecta producir en una ventana de tiempo de 10 año?
1.2 Justificación
El mundo está cambiando, las sociedades de todo el planeta están
experimentando profundas transformaciones. La aspiración al desarrollo
sostenible exige que se resuelvan tensiones comunes y se reconozcan nuevos
horizontes. Los modelos insostenibles de producción económica y consumo
contribuyen al calentamiento planetario, el deterioro del medio ambiente y el
recrudecimiento de las catástrofes naturales (UNESCO, 2015). Ante este nuevo
21
escenario, emergen diferentes retos que se deben enfrentar y decisiones que se
deben adoptar en los próximos años.
En septiembre de 2015, durante la Cumbre de Desarrollo Sostenible realizada en
New York Estados Unidos se aprobó la Agenda Mundial que contiene 17
Objetivos de Desarrollo Sostenibles (ODS), en estos se integran dos objetivos
encaminados en mitigar los efectos de gases invernaderos los cuales son la
acción por el clima y la producción y consumo responsable, el cual recoge la
visión plasmada en la Declaración de Incheon acerca del medio ambiente (ONU,
2015) (ver figura 6).
Figura 5. Objetivos de desarrollo sostenible – ODS.
Fuente: (ONU, 2015).
El primero de ellos, acción por el clima contempla un panorama dramático en las
emisiones de gases de efecto invernadero, los cuales continúan aumentando día
a día, y en la actualidad se representa más de un cincuenta por ciento superior en
el año 1990. A su vez, el calentamiento global provoca grandes cambios en el
sistema climático cuyas consecuencias pueden ser irreversibles si este no se
toma en cuenta en la actualidad.
La actividad ganadera no solo tiene incidencia en los aspectos socio-económicos
de una región o país, sino también, tiene repercusiones muy serias en el medio
22 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
22 Méndez, Camilo Andrés
ambiente. De acuerdo a un informe de la FAO (2006) la producción pecuaria es
una de las causas principales de los problemas ambientales más apremiantes del
mundo, como el calentamiento del planeta, la degradación de las tierras, la
contaminación atmosférica y del agua, y la pérdida de biodiversidad. En la
totalidad de la cadena del producto, el informe estima que el ganado es
responsable del 18% de las emisiones de gases que producen el efecto
invernadero, un porcentaje mayor que el del transporte (Organización de las
Naciones Unidas para la Alimentación, 2006).
El inventario de ganado bovino se ha mantenido relativamente constante desde
2012. En el periodo 2012-2018 no se ha presentado una variación considerable
en la población de ganado. El inventario mundial de ganado en 2018 comprende
alrededor de 1002 millones de cabezas de bovinos.
Figura 6. Número de población de ganado en el mundo 2012-2018 (en millones
de cabezas).
Fuente: (The Statistics Portal, 2018).
India tiene el inventario más grande que consta de 305 millones de cabezas de
ganado bovino correspondiente al 30.4% del inventario mundial (incluye búfalos),
1001,72 1005,29
1008,57
979,64
988,6
995,34
1001,84
900
920
940
960
980
1000
1020
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
Po
bla
ció
n d
e ga
nad
o (
Mill
on
es d
e ca
bez
as)
Año
23
seguido de Brasil (23.2%) y China (9.7%) (Ver figura 7). Por su parte Estados
Unidos ocupa el cuarto lugar con una población de ganado en función del total
mundial correspondiente a un 9.4% y la Unión Europea le sigue con un 8.8% del
inventario mundial. De acuerdo a datos de la Federación Nacional de Ganaderos
FEDEGAN (2016), en Colombia habían alrededor de 23 millones de bovinos en
un total de 494402 predios (ver figura 8).
Figura 7. Inventario de ganado por países, 2018.
Fuente: (United States Department of Agriculture, 2018).
Es por esto, que a nivel mundial el sector de ganado de bovino es uno de los más
importantes dado las formas masivas de producción. Igualmente, Colombia, entre
las principales actividades económicas se encuentra el sector agropecuario el
cual contempla diversas estrategias que permiten llevar a cabo operaciones que
minimicen el impacto ambiental y cuente con procesos de innovación en las
305
232,35
96,85 94,399 88,445
184,797
30,4%
23,2%
9,7% 9,4% 8,8%
18,4%
0,0%
5,0%
10,0%
15,0%
20,0%
25,0%
30,0%
35,0%
0
50
100
150
200
250
300
350
India Brazil China EstadosUnidos
UniónEuropea
Otros
Po
rce
nta
je
Po
bla
ció
n d
e ga
nad
o (
mill
on
es d
e ca
bez
as)
País
Población de ganado (Millones de cabezas) % del mundo
24 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
24 Méndez, Camilo Andrés
etapas que se desarrollan en la práctica. Por otra parte, se vislumbra la
importancia del subsector ganadero siendo uno de los principales componentes
dentro del plan de desarrollo.
Para ello, dentro del plan estratégico de la ganadería colombiana, para minimizar
el impacto en la emisión de gases de efecto invernadero, se contempla los
sistemas silvopastoriles, el cual en la actualidad es una de las principales
acciones alrededor del mundo para mitigar los GEI. De la misma forma, la gestión
de estiércol de ganado se considera una de las principales prácticas derivadas de
la actividad principal, los cuales buscan con estos residuos llevar a cabo sistemas
agropastoriles y uso de residuos para la generación de energía. A su vez, el
adecuado manejo de estiércol de ganado en praderas, esta última de vital
importancia dada las contribuciones que podría generar la mitigación del impacto
ambiental (ver figura 9).
25
Figura 8. Acciones a implementar en el sector agropecuario.
Fuente: (Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, 2014).
Es por esto, que este proyecto contribuirá al análisis de este sector productivo
siendo uno de los más dinámicos en el tejido empresarial colombiano y en la
microeconomía del país, por otro lado, abordara el marco legal el cual contribuirá
el mejoramiento de las prácticas que se utilizan en el país y redundara en la
sensibilización de los productores que tienen como base la ejecución de esta
actividad, adicionalmente, indicara los principales avances tecnológicos con el fin
de optimizar las operaciones que se ejecutan en pro del mejoramiento industrial a
la comunidad y tendrá como base acciones que contemple un desarrollo
sostenible a la operaciones de estas actividades, a su vez, servirá como base a
estar alineados a los objetivos de desarrollo sostenible con el fin de generar
conciencia en la gestión del estiércol cuyo principal fin es la mitigación de gases
26 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
26 Méndez, Camilo Andrés
de efecto invernadero encaminadas a los lineamientos de cambio climático y el
treceavo objetivo de los ODS cambio por el clima.
1.3 Objetivos
General
Establecer el estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en
Colombia con las de estrategias de desarrollo de ganadería responsable
encaminadas a los lineamientos de cambio climático.
Específicos
Identificar la legislación que está enfocada con el manejo, disposición y
gestión del estiércol bovino en Colombia.
Comparar la legislación colombiana con las legislaciones de países
industrializados.
Determinar la generación de estiércol bovino en el territorio colombiano en una
ventana de 10 años con la estimación de gases de efecto invernadero
tomando como base la información de la FAO.
Identificar las tecnologías utilizadas para la gestión del estiércol bovino
enfocadas en la mitigación de gases de efecto invernadero.
1.4 Estructura del informe
La estructura del informe de esta investigación se conforma en cinco capítulos
que comprenden el desarrollo continuo y fundamentado de la ejecución del
proyecto investigativo. En el Capítulo 1 se plantea el problema de investigación, la
justificación y los objetivos propuestos. En el Capítulo 2 se fundamentan los
conceptos centrales referentes a la producción de estiércol de bovinos y las
teorías fundamentales que apoyan el desarrollo del trabajo, y la relevancia del
desarrollo en el campo de estudio. En el Capítulo 3 se evidencia la metodología
de estudio y las herramientas utilizadas para la recolección y análisis de la
información. En el Capítulo 4 se desarrollan las estrategias basadas en el análisis
27
de la información y del trabajo de campo, lo que permitirá un desarrollo potencial
para el objeto de estudio del presente trabajo. Finalmente, en el Capítulo 5 se
plasman las conclusiones de la monografía.
CAPÍTULO 2. MARCO DE REFERENCIA
Este capítulo tiene como base reconocer las principales prácticas que se asocian
en la gestión de estiércol a nivel internacional, nacional y local, esto con el fin de
indicar los diferentes enfoques tanto prácticos como académicos que resalta la
importancia de este estudio, que tiene como base mostrar las principales
prácticas que propendan a mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero,
a su vez lograr el desarrollo sostenible en las operaciones que se ejecutan a nivel
interno y externo.
Del mismo modo, para la búsqueda de información se realiza un estudio de
indicadores cienciométricos referente a la gestión de estiércol que da a conocer la
28 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
28 Méndez, Camilo Andrés
importancia y el interés por la comunidad científica en generar nuevos
conocimientos en esta práctica. Entre los indicadores se tiene como base la
evolución de publicaciones científicas, las instituciones con mayor número de
publicaciones, los autores con mayor producción, los países líderes en la práctica
académica, para finalizar, las áreas académicas que intervienen en el desarrollo
de estas publicaciones científicas.
2.1 Estado del arte
Asia, es el mayor consumidor de productos alimenticios, equivalente en el mayor
productor de los gases de efecto invernadero siendo el 50% por ciento alrededor
del mundo. Por otra parte, el crecimiento de la demanda de alimentos en África y
América del Sur provocará un aumento sustancial en las emisiones de GEI, por
parte, del sector agroalimentario. Para ello, en este sector productivo, se observa
que las técnicas de mitigación se deben enfatizar en la mejora de la calidad del
alimento para una mayor digestión y mejora en los procesos de digestión del
ganado para contar con una minimización de los gases generados por estiércol
de ganado (Vergé, De Kimpe, & Desjardins, Agricultural production, greenhouse
gas emissions and mitigation potential, 2007).
En otro artículo la emisión de metano (CH4) del estiércol representa una
importante oportunidad de mitigación, no obstante, los métodos de cuantificación
de emisiones se siguen haciendo de manera empírica y no representa detalles
para captar los cambios en las prácticas agrícolas que pueden influir en las
emisiones (VanderZaag, MacDonald, Evans, Vergé, & Desjardins, 2013).
El impacto del aumento en la eficiencia de producción en las emisiones de gases
de efecto invernadero, el Panel Intergubernamental de la metodología de cambio
climático (IPCC), adaptada a las condiciones canadienses, se utilizó para calcular
las emisiones de CH4 y N2O. La mayoría de las estimaciones de emisiones de
CO2 se derivaron de un modelo de energía y emisiones de combustible fósil para
el trabajo de campo agrícola, excepto la energía utilizada para la fabricación de
fertilizantes. Se estimó que el metano (CH4) era la principal fuente de GEI, con un
total de 5.75 Tg de CO2 equivalente, con alrededor del 80% proveniente de la
fermentación entérica y el 20% proveniente del manejo del estiércol (Vergé, Dyer,
Desjardins, & Worth, 2007).
El inadecuado manejo contribuye a los problemas ambientales, tales como el
calentamiento global, la acidificación, y la eutrofización. Para ello, es utilizada la
29
técnica de procesamiento de estiércol en los cuales se observó un aumento en el
impacto ambiental. Por otra parte, el estiércol de ganado contribuye con grandes
cantidades de nutrientes vegetales y materia orgánica (De Vries, Groenestein, &
de Boer, 2012).
Los cambios estructurales en la producción de ganado y el amplio suministro de
fertilizantes han disminuido en gran parte el interés en la utilización de esta
materia como fertilizantes para cultivos y pastizales, dado esto, los productos que
utilizan este sistema lo realizan de forma inadecuado causando una grave
contaminación del suelo, agua y atmósfera. Para ello, se ha propuesto diferentes
metodologías entre las cuales incluyen en la recolección de estiércol para un uso
adecuado en los procesos de almacenamiento y aplicación de estiércol para
reducir de gran manera las pérdidas directas e indirectas del nitrógeno y oxígeno.
Por otro lado, las entidades gubernamentales propenden a optimizar la
conversión de alimento y contar con buenas prácticas de alimentación y manejo
del ganado bovino, por lo cual un uso de un alimento de alta calidad reduce la
emisión de CH4 por fermentación entérica y puede reducir de gran manera las
emisiones de los gases de efecto invernadero relacionadas en el proceso de
gestión de estiércol (Van Der Meer, 2008).
Los cambios relacionados con la gestión de a nivel de finca para las operaciones
logísticas, y el manejo de la finca de los desechos agrícolas con un mayor
procesamiento de los productos agrícolas, entre ellas se destacan las tecnologías
que permitirían optimizar el proceso y unas estrategias que pueden adoptar los
productores como la agricultura de precisión, la optimización de la utilización de
nutrientes por el ganado bovino, la aplicación a la tierra de los productos dirigidos
anaeróbicamente de estiércol y fertilización controlada (Kulshreshtha, Thomsen,
& Monreal, 2015).
Estados Unidos tiene en su umbral publicaciones encaminadas en la
cuantificación precisa de la huella de carbono de los productos de animales
relacionados con las estrategias de mitigación de gases de efecto invernadero,
entre los cuales los principales sistemas de mitigación en la producción animal se
enfocan en las emisiones que emanan desde la fermentación entérica y el manejo
del estiércol. Dado esto, se encuentra una oportunidad para mitigar las emisiones
de este sector, por lo cual depende en gran medida de las mejoras continúan en
la producción y el alimento que se le brinda, para ello se pueden elegir procesos a
30 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
30 Méndez, Camilo Andrés
través de la recuperación de energía de estierco cuando este sea
económicamente viable, la manipulación dietética propende en gran medida la
mejora ambiental (Saha, Cibin, Elliott, Shortle, & Alber, 2018).
Por otra parte, el crecimiento continuo del inventario de ganado ha llevado
considerablemente en el aumento de la concentración de estiércol. Por lo cual ha
creado grandes desafíos que incluyen los costos de transporte, el
almacenamiento, el cumplimiento de las regulaciones ambientales y la capacidad
de aplicar los nutrientes con precisión (Runge, Sharara, & Primm, 2018).
En China se realizó un caso de estudio en la aplicación de estiércol de ganado
con un proceso ya optimizado para un mayor desarrollo en las operaciones del
sector agrícola. Dinamarca es líder en el mundo en ingeniería y gestión de
residuos biológicos avanzados. El sistema integral de utilización de estiércol de
ganado en Dinamarca puede lograr el equilibrio de la siembra y la cría y el
requisito de capacidad de fertilización, que no solo puede proteger el desarrollo
saludable de la cría de animales, sino que también promueve el desarrollo de la
industria agrícola. Los fertilizantes y los abonos animales deben aplicarse en las
estaciones apropiadas y los métodos para promover la absorción de
nutrientes. En áreas de producción animal intensiva, los nutrientes en el estiércol
pueden contribuir a la totalidad o una proporción sustancial de la demanda local o
regional de fertilizantes y algunos nutrientes del estiércol pueden incluso superar
la demanda local, lo que requiere la utilización alternativa para evitar la
sobrecarga ambiental (Sui , Meng , Shen , Ding, & Wang, 2018)
CAPÍTULO 3. PROCESO METODOLÓGICO
3.1 Tipo de investigación
En principio se tendrá una investigación de tipo exploratoria que ofrece un primer
acercamiento a la gestión del estiércol que se lleva a cabo en Colombia. Los
resultados darán un panorama o conocimiento superficial del tema, que será el
primer paso para conocer el estado actual y los mecanismos propuestos en dicha
gestión.
Se seguirá con una investigación de tipo descriptiva en la cual se pre conocer los
mecanismos utilizados en países que tienen un desarrollo en la gestión del
estiércol y que serán comparados con los presentados en Colombia. Además, se
31
pretende realizar una primera cuantificación de generación de estiércol en
Colombia al revisar las estadísticas proporcionadas por FEDEGAN con la
consecuente estimación de la generación de gases de efecto invernadero por
parte del estiércol. Finalmente se pretende realizar una descripción de las
tecnologías utilizadas en la gestión y valoración del estiércol.
3.2 Proceso de investigación
El proceso para llevar a cabo la ejecución de este proyecto, comprende en la
ejecución de dos etapas, la primera de ellas, en la preliminar se encontró la
preparación del trabajo, en las cuales se enfocan en la documentación de la
problemática, referentes teóricos para la fundamentación del desarrollo del
proyecto, a su vez los resultados que se plantea de acuerdo a cada uno de los
objetivos (ver figura 10).
Figura 9. Etapa preliminar del proyecto.
Fuente: Elaboración propia.
La etapa de desarrollo (ver figura 11), se estructura en cuatro fases, la primera de
ellas se enfoca en la documentación del marco legal colombiano en el sector
productivo del ganado de bovino, este se enfatiza más que todo en la gestión del
estiércol. En la segunda fase, se contemplan otras disposiciones legales de
países que cuentan con un alto grado de desarrollo en este sector productivo, a
32 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
32 Méndez, Camilo Andrés
su vez es priorizado de acuerdo al inventario que cuenta y el volumen de estiércol
que genera cada uno de estos países seleccionados. La tercera de ellas, en la
recopilación de información de la emisión de gases de efecto invernadero que
propician las prácticas en la gestión de estiércol. Para finalizar, se estructuran
procesos que se enmarcan en la optimización del proceso, a su vez que da lugar
a una mejoría en la mitigación de gases de efecto invernadero.
Figura 10. Etapa de desarrollo del proyecto.
Fuente: Elaboración propia.
3.2.1 Fase 1: Identificación de la legislación que está enfoca con la gestión
del estiércol de bovino en Colombia
En esta fase, se van a explorar las diferentes legislaciones que cuenta el país en
la gestión del manejo de estiércol de ganado (ver tabla 4), a su vez, se evidencias
33
otras legislaciones del sector agrícola con el fin de conocer las alternativas con
las que cuenta el productor. Estas legislaciones se encuentran divididas de
acuerdo al proceso que realiza en la producción de ganado vacuno, las cuales
son los siguientes:
Tabla 4. Variables implícitas en el proyecto
Proceso Legislación
Medio ambiente Información secundaria
Ordenamiento territorial Información secundaria
Recursos hídricos Información secundaria
Fuente: Elaboración propia.
3.2.2 Fase 2: Comparación legislación colombiana con legislaciones de
países industrializados
Las regulaciones o normas para el manejo de estiércol generado por el ganado
en confinamiento varían mucho entre países y regiones, y su propósito es
disminuir el impacto negativo en el ambiente. Las regulaciones de la calidad del
agua y del suelo son por lo general de ámbito local y nacional, mientras que en
materia atmosférica los tratados son del ámbito transfronterizo e incluso
transoceánico, pues las emisiones locales pueden tener repercusiones globales
(ver tablas 5 y 6).
Tabla 5. Normas legales de países industrializados
Países Legislación
Estados Unidos Información secundaria
Canadá Información secundaria
Chile Información secundaria
México Información secundaria
Tabla 6. Protocolos internacionales
Países Legislación
Protocolo de Gotemburgo Información secundaria
Protocolo de Kioto Información secundaria
34 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
34 Méndez, Camilo Andrés
Fuente: Elaboración propia.
3.2.3 Determinación de la generación de estiércol de ganado en un periodo
de 10 años con la estimación de gases de efecto invernadero
La producción de metano (CH4) a partir de la ganadería bovina ha adquirido gran
importancia debido a la emisión entérica producida por el ganado en pastoreo, ya
que contribuye a diversos escenarios de calentamiento global relacionados con el
cambio climático (Chandramoni, et al., 2000; DeRamus, et al., 2003). Los
sistemas bovinos generan altas emisiones de gases de efecto invernadero, ya
sea por procesos metabólicos como la fermentación entérica, el manejo que se le
da a las heces en los sistemas de producción, factores tanto como la fabricación y
el transporte de insumos utilizado en los procesos productivos y por último el
cambio en el uso de la tierra para generar nuevas zonas de pastoreo intensivo,
contribuyendo al cambio climático de manera directa o indirecta (Rivera, 2015).
De la cantidad y calidad del alimento ingerido, depende la producción de metano
(CH4), dentro de la composición nutricional del alimento, es esencial que la
digestibilidad sea alta, debido a que es uno de los factores relevantes que pueden
influir más, generando una correlación negativa entre la digestibilidad de las
dietas y las emisiones de metano (CH4) que se pueden presentar (Cambra, et al.,
2008).
Debido al impacto que tiene la ganadería en el cambio climático se ha visto
necesario implementar o utilizar sistemas, que incrementen la productividad,
aumentando su nivel nutricional y el aprovechamiento de nutrientes por parte del
animal con la dieta consumida en las condiciones de trópico, contribuyendo con el
medio ambiente formando un sistema sostenible. Se ha señalado que en el
trópico los sistemas Agroforestales pueden tener un gran potencial para contribuir
a la mitigación del problema del calentamiento global (Kursten & Burschel, 1993).
35
3.2.4 Identificación de las tecnologías para la gestión del estiércol de bovino
enfocadas en la mitigación de gases de efecto invernadero
Uno de los principales objetivos de un adecuado manejo del estiércol es la de
aportar nutrientes a las plantas e incrementar la cantidad de materia orgánica en
el suelo. Pero para lograr esto, el ganadero o agricultor debe decidir qué hacer
para manejar adecuadamente el estiércol y otros desechos orgánicos, de manera
que tenga una producción agropecuaria rentable con pérdidas mínimas de
nutrientes. Esta acción les puede ahorrar gastos utilizados para la compra de
fertilizantes químicos comerciales. Además, esto también ayuda a reducir la
emisión de gases y la pérdida de nutrientes (ver tabla 7).
Tabla 7. Variables en los procesos de gestión de estiércol
Proceso Variable
Sistemas de manejo y degradación del estiércol y otras materias orgánicas
Pastoreo Corrales fijos o móviles
Almacenamiento de heces
Almacenamientos en lotes
Lagunas de fertilización Abono Orgánico
Almacenamiento de estiércol
Fuente: Elaboración propia.
36 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
36 Méndez, Camilo Andrés
CAPÍTULO 4: PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
En el presente capítulo se evidencian los resultados y discusiones del estudio,
enunciados en tres aspectos centrales. El primero de ellos, conlleva en la
identificación de la legislación en el proceso de la administración del estiércol de
ganado. Seguido a esto, cuenta con los resultados de los tratados más
importantes a nivel mundial y legislación de otros países encaminadas a mitigar el
impacto ambiental. Por otra parte, se encuentran la estimación de producción de
estiércol de ganado con lo equivalente en la producción de gases de efecto
invernadero. Para finalizar, las tecnologías utilizadas en la gestión de estiércol de
ganado.
4.1.1 Identificación de la legislación que está enfoca con la gestión del
estiércol de bovino en Colombia
Estas legislaciones se encuentran divididas de acuerdo al proceso que realiza en
la producción de ganado vacuno, las cuales son los siguientes:
Tabla 8. Legislación medio ambiente
Medio ambiente
Legislación
Decreto 2811 del 18 de
diciembre de 1974
Artículo 1.- El ambiente es patrimonio común. El Estado y los particulares deben participar en su preservación y manejo, que son de utilidad pública e interés social. La preservación y manejo de los recursos naturales renovables también son de utilidad pública e interés social. Artículo 2.- Fundado en el principio de que el ambiente es patrimonio común de la humanidad y necesario para la supervivencia y el desarrollo económico y social de los pueblos, este Código tiene por objeto: 1. Lograr la preservación y restauración del ambiente y
37
la conservación, mejoramiento y utilización racional de los recursos naturales renovables, según criterios de equidad que aseguren el desarrollo armónico del hombre y de dichos recursos, la disponibilidad permanente de estos y la máxima participación social, para beneficio de la salud y el bienestar de los presentes y futuros habitantes del territorio nacional. 2. Prevenir y controlar los efectos nocivos de la explotación de los recursos naturales no renovables sobre los demás recursos. 3. Regular la conducta humana, individual o colectiva y la actividad de la administración pública, respecto del ambiente y de los recursos naturales renovables y las relaciones que surgen del aprovechamiento y conservación de tales recursos y de ambiente (Congreso de la Republica, 1974).
Ley 99 de 1993
La Política ambiental colombiana seguirá los siguientes principios generales:
1. El proceso de desarrollo económico y social del país se orientará según los principios universales y del desarrollo sostenible contenidos en la Declaración de Río de Janeiro de junio de 1992 sobre Medio Ambiente y Desarrollo (Congreso de la Republica, 1993).
Ley 430 de 1998
La presente ley tendrá como objeto, regular todo lo relacionado con la prohibición de introducir desechos peligrosos al territorio nacional, en cualquier modalidad según lo establecido en el Convenio de Basilea y sus anexos, y con la responsabilidad por el manejo integral de los generados en el país y en el proceso de producción, gestión y manejo de los mismos, así mismo regula la infraestructura de la que deben ser dotadas las autoridades aduaneras y zonas francas y portuarias, con el fin de detectar de manera técnica y científica la introducción de estos residuos, regula las sanciones en la Ley 99 de 1993 para quien viole el contenido de esta ley y se permite la utilización de los aceites lubricantes de desechos, con el fin de producir energía eléctrica (Congreso de la Republica, 1998).
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 9. Legislación ordenamiento territorial
Ordenamiento territorial
Legislación
Ley 388 de 1997
1. Armonizar y actualizar las disposiciones contenidas en la Ley 9 de 1989 con las nuevas normas establecidas en la Constitución Política, la Ley Orgánica del Plan de Desarrollo,
38 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
38 Méndez, Camilo Andrés
la Ley Orgánica de Áreas Metropolitanas y la Ley por la que se crea el Sistema Nacional Ambiental. 2. El establecimiento de los mecanismos que permitan al municipio, en ejercicio de su autonomía, promover el ordenamiento de su territorio, el uso equitativo y racional del suelo, la preservación y defensa del patrimonio ecológico y cultural localizado en su ámbito territorial y la prevención de desastres en asentamientos de alto riesgo, así como la ejecución de acciones urbanísticas eficientes. 3. Garantizar que la utilización del suelo por parte de sus propietarios se ajuste a la función social de la propiedad y permita hacer efectivos los derechos constitucionales a la vivienda y a los servicios públicos domiciliarios, y velar por la creación y la defensa del espacio público, así como por la protección del medio ambiente y la prevención de desastres. 4. Promover la armoniosa concurrencia de la Nación, las entidades territoriales, las autoridades ambientales y las instancias y autoridades administrativas y de planificación, en el cumplimiento de las obligaciones constitucionales y legales que prescriben al Estado el ordenamiento del territorio, para lograr el mejoramiento de la calidad de vida de sus habitantes. 5. Facilitar la ejecución de actuaciones urbanas integrales, en las cuales confluyan en forma coordinada la iniciativa, la organización y la gestión municipales con la política urbana nacional, así como con los esfuerzos y recursos de las entidades encargadas del desarrollo de dicha política (Congreso de la Republica de Colombia, 1997).
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 10. Legislación sobre recursos hídricos
Recursos hídricos
Legislación
Decreto 475 de 1998
Las disposiciones del presente decreto son de orden público y de obligatorio cumplimiento y con ellas se regulan las actividades relacionadas con la calidad del agua potable para consumo humano (Congreso de la Republica de Colombia, 1998).
Decreto 3930 de
Que la Constitución Política de Colombia en sus artículos 79 y 80 establece que es deber del Estado proteger la diversidad e
39
2010 integridad del ambiente, conservar las áreas de especial importancia ecológica y fomentar la educación ambiental para garantizar el derecho de todas las personas a gozar de un ambiente sano y planificar el manejo y aprovechamiento de los recursos naturales, para garantizar su desarrollo sostenible, su conservación, restauración o sustitución; debiendo prevenir y controlar los factores de deterioro ambiental, imponer las sanciones legales y exigir la reparación de los daños causados. Que corresponde al Estado garantizar la calidad del agua para consumo humano y, en general, para las demás actividades en que su uso es necesario. Así mismo, regular entre otros aspectos, la clasificación de las aguas, señalar las que deben ser objeto de protección y control especial, fijar su destinación y posibilidades de aprovechamiento, estableciendo la calidad de las mismas y ejerciendo control sobre los vertimientos que se introduzcan en las aguas superficiales o subterráneas, interiores o marinas, a fin de que estas no se conviertan en focos de contaminación que pongan en riesgo los ciclos biológicos, el normal desarrollo de las especies y la capacidad oxigenante y reguladora de los cuerpos de agua.
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 11. Legislación sobre cambio climático
Cambio climático
Legislación
Ley 1931 de 2018
La presente ley tiene por objeto establecer las directrices para la gestión del cambio climático en las decisiones de las personas públicas y privadas, la concurrencia de la Nación, Departamentos, Municipios, Distritos, Áreas Metropolitanas y Autoridades Ambientales principalmente en las acciones de adaptación al cambio climático, así como en mitigación de gases efecto invernadero, con el objetivo de reducir la vulnerabilidad de la población y de los ecosistemas del país frente a los efectos del mismo y promover la transición hacia una economía competitiva, sustentable y un desarrollo bajo en carbono.
Fuente: Elaboración propia.
4.2.2 Comparación legislación colombiana con legislaciones de países
industrializados
40 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
40 Méndez, Camilo Andrés
El protocolo de Gotemburgo se firmó el 30 de noviembre de 1999, el cual se
compone con 47 países, en el que se fijan los niveles máximos permitidos de las
emisiones por parte nacional para los precursores causantes de la acidificación,
la eutrofización, a su vez con el dióxido sulfúrico, óxidos de nitrógeno,
compuestos orgánicos volátiles y amoniaco. Estos límites deben cumplirse para el
año 2010, de la misma forma se establece un protocolo para las buenas prácticas
agrarias para combatir las emisiones de efecto invernadero (Comisión Europea,
1999). Por otra parte, el protocolo de Kyoto busca la reducción de las emisiones
para treinta y siete países vinculados, reconociendo que son los principales
responsables de los elevados niveles de emisiones de gases de efecto
invernadero (GEI) que hay actualmente en la atmósfera, y que son el resultado de
quemar combustibles fósiles a lo largo de los años. El protocolo ha movido a los
gobiernos a establecer leyes y políticas para cumplir sus compromisos, a las
empresas a tener el medio ambiente en cuenta a la hora de tomar decisiones
sobre sus inversiones, y además ha propiciado la creación del mercado del
carbono (Naciones Unidas, 1998).
Recientemente, se alcanzó un acuerdo en Paris sobre el cambio climático que se
alcanzó el 12 de diciembre de 2015 en París. El acuerdo presenta un plan de
actuación para limitar el calentamiento del planeta «muy por debajo» de 2 °C, y
cubre el periodo posterior a 2020 (Naciones Unidas, 2015).
En estados Unidos se encuentran cinco leyes federales que sirven como marco
de regulación de las actividades relacionadas con la actividad pecuaria y el medio
ambiente, entre ellas se encuentra la ley de agua limpia, ley de aire limpio, ley de
agua potable segura y ley federal de insecticidas fungicidas. Actualmente, 31 de
los 50 estados de EE.UU. cuentan con leyes y regulaciones específicas y
programas de inspección continua para la asignación de permisos (EPA, 2010).
No obstante, la regulación de gases de efecto invernadero aún es limitada.
Por otra parte, en Colombia no se encuentran leyes sobre el manejo de estiércol
de la actividad ganadera. Dado esto, tiene más relación la parte ambiental y
cambio climático en el cual se dicta las disposiciones generales sobre el control,
la prevención de agua y contar con niveles directos de control y eliminación de
estiércol (Decreto 2811 del 18 de diciembre de 1974 (Congreso de la Republica,
1974).
41
En otro país de Latinoamérica, como lo es Argentina no se encuentra un marco
legal especifico en la gestión de estiércol, para ello, en alguna de sus ciudades se
encuentra una ley de protección de las fuentes de provisión y a los cursos y
cuerpos receptores de agua y a la atmosfera, por lo cual se regula todo lo que
tiene que ver con los sólidos, líquidos o gaseosos que puedan degradar el aíre o
agua (Congreso de Buenos Aires, 2009). La reglamentación ambiental en Chile
no menciona la actividad agropecuaria ni el manejo de estiércol. La Ley 19300
sobre bases generales del ambiente señala la función del Estado como protector
de los recursos naturales y la prevención de la contaminación. Para reglamentar
algunos artículos de dicha ley hay decretos que establecen (Ministerio Secretaria
General de la Presidencia, 1994) : 1) normas de emisión de residuos líquidos a
aguas subterráneas, incluyendo sustancias que se infiltren por el suelo, y
presenta límites permisibles de nitrógeno en el suelo; 2) regulación de
contaminantes asociados a las descargas de residuos líquidos a aguas marinas y
continentales superficiales, estableciendo límites para nutrientes y patógenos
como coliformes fecales (Decreto 90); 3) normas para evitar emanaciones o
contaminantes atmosféricos de cualquier naturaleza, ya sean gases, polvos,
humos o vapores en cualquier lugar de trabajo, aunque no se mencionan las
operaciones de ganadería intensiva (Decreto 144).
4.2.3 Determinación de la generación de estiércol de ganado en un periodo
de 10 años con la estimación de gases de efecto invernadero
La FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la
Argicultura - FAO, 2015), cuenta con una fórmula para estimar la cantidad de
emisiones de efecto invernadero la cual puede expresarse como la multiplicación
de los datos de actividad por el factor de emisión (ver figura 11).
42 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
42 Méndez, Camilo Andrés
Figura 11. Ecuación para calcular las emisiones / absorciones de GEI.
Fuente: (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la
Argicultura - FAO, 2015).
Para ello, el factor de emisión son coeficientes que cuantifican las emisiones o
absorciones de un gas por los datos de la unidad de actividad. Los factores de
emisión están basados en muestras de mediciones, con el objeto de desarrollar
una tasa representativa de emisión para un dado nivel de actividad, bajo un
conjunto de condiciones operativas dadas.
Por otra parte, los datos de actividad describen la magnitud de la actividad
humana que resulta en emisiones o absorciones de gases de efecto invernadero,
que tiene lugar durante un periodo dado de tiempo y en una zona determinada.
Consecuentemente existen directrices del IPCC que proporcionan una
documentación sobre cómo proceder para estimar emisiones y absorciones de
gases de efecto invernadero (ver figura 12).
43
Figura 12. Ciclo de desarrollo de estimación de gases de efecto invernadero.
Fuente: (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la
Argicultura - FAO, 2015).
Del mismo modo, las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes en
la gestión de estiércol consisten en los gases metano (CH4) y óxido nitroso N2O
generados durante los procesos aeróbicos y anaeróbicos de descomposición de
estiércol. El término estiércol incluye tanto la orina como el excremento animal (es
decir, material líquido y sólido) producido por el ganado. Más concretamente, el
gas CH4 se produce durante la descomposición anaeróbica del estiércol
almacenado o tratado, mientras que N2O se produce directamente a través de los
procesos de nitrificación y desnitrificación en el estiércol, e indirectamente por los
procesos de volatilización del nitrógeno (N) y redeposición, así como de la
lixiviación del estiércol (Organización de las Naciones Unidas para la
Alimentación y la Argicultura - FAO, 2015). Dado que algunas emisiones de
sistemas de gestión del estiércol dependen en gran parte de la temperatura, es
una buena práctica estimar la temperatura anual promedio relacionada con los
lugares donde se gestiona el estiércol. Para determinar dichas emisiones se toma
44 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
44 Méndez, Camilo Andrés
como base las siguientes ecuaciones identificadas con sus números originales de
Ias directrices del IPCC 2006.
Las emisiones CH4 se calculan a nivel país mediante la siguiente formula
Para ello, las variables se representan a continuación:
Emisión: Emisiones de GEI en Kg CH4 año
A: Datos de actividad que representa el número de ganado por cabezas.
EF: Factores de emisión por defecto del IPCC expresados en Kg CH4, cabezas y
año (Ver Tabla 16).
Para determinar las emisiones tanto directas como indirectas de N2O de la
gestión del estiércol, se deben desarrollar varias ecuaciones, las cuales se
indican a continuación:
Tasa de excreción anual de N
Dónde:
Nex(T) = excreción anual de N para la categoría de ganado T, kg N animal-1
año1.
Níndice(T) = tasa de excreción de N por defecto, kg N (1000 kg masa
animal)1día-1 (ver Tabla 12).
TAM(T) = masa animal típica para la categoría de ganado T, kg animal- (Ver
Tabla 13).
=70.08 Kg N animal -1año-1
45
Perdidas de N debidas a la volatilización de la gestión del estiércol
Dónde:
Nvolatilización-MMS = cantidad de nitrógeno del estiércol que se pierde debido a la volatilización de NH3 y NOx , kg N año-1. N(T) = cantidad de cabezas de ganado de la especie/categoría T del país.
Nex(T) = promedio anual de excreción de N por cabeza de la especie/categoría T
en el país, kg N animal-1 año-1(Ver ecuación anterior).
MS(T,S) = fracción de la excreción total anual de nitrógeno de cada especie/categoría de ganado T que se gestiona en el sistema de gestión del estiércol S en el país, sin dimensión (El valor medio de fracción de 10% para todos los países se usa para la lixiviación (IPCC, 2006: Vol. 4, Cap. 10, Ecuación. 10.28). FracGasMS = porcentaje de nitrógeno del estiércol gestionado para la categoría de ganado T que se volatiliza como NH3 y NOx en el sistema de gestión del estiércol S, % (ver Tabla 14).
Emisiones indirectas de N2O debidas a la volatilización de N de la gestión
del estiércol
Dónde:
N2OG(mm) = emisiones indirectas de N2O debidas a la volatilización de N de la
gestión del estiércol del país, kg N2O año-1.
EF4 = factor de emisión para emisiones de N2O resultantes de la deposición atmosférica de nitrógeno en la superficie del suelo o del agua, kg N2O -N (kg NH3
-N + NOx -N volatilizado)-1; el valor por defecto es 0,01 kg N2O -N (kg NH3 -N + NOx -N volatilizado)-1(Ver Tabla 15). 44/28 = conversión de emisiones de (N2O -N) (mm) a emisiones de N2O (mm).
46 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
46 Méndez, Camilo Andrés
Tabla 12. Valores por defecto para la tasa de excreción de nitrógeno (kg N
(1000kg masa animal)
VALORES POR DEFECTO PARA LA TASA DE EXCRECION DE NITROGENO (KG N MASA ANIMAL) ^-1 DIA ^-1)
Categoría de animal Región
América del Norte
Europa Occidental
Europa Oriental
Oceanía
América Latina
Oriente Medio
Ganado vacuno 0,44 0,48 0,35 0,44 0,48 0,70
Otros vacunos 0,31 0,33 0,35 0,50 0,36 0,79
Porcinos 0,50 0,68 0,74 0,73 1,64 1,64
Mercado 0,42 0,51 0,55 0,53 1,57 1,57
Cría 0,24 0,42 0,46 0,56 0,55 0,55
Aves de corral 0,83 0,83 0,82 0,82 0,82 0,82
Gallinas >/= 1 año 0,83 0,96 0,82 0,82 0,82 0,82
Pollas 0,62 0,55 0,60 0,60 0,60 0,60
Otros pollos 0,83 0,83 0,82 0,82 0,82 0,82
Parrileros 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10
Pavos 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74
Patos 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83
Ovinos 0,42 0,85 0,90 1,13 1,17 1,17
Caprinos 0,45 1,28 1,28 1,42 1,37 1,37
Caballos (y mulas, asnos)
0,30 0,26 0,30 0,30 0,46 0,46
Camélidos 0,38 0,38 0,38 0,38 0,46 0,46
Búfalos 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32
Visón y turón (kg N cabeza^-1 año^-1)
4,59 4,59 4,59 4,59 4,59 4,59
(kg CH4 cabeza^-1 año^-1)
8,10 8,10 8,10 8,10 8,10 8,10
Zorro y mapache (kg N cabeza^-1 año^-1)
12,9 12,9 12,9 12,9 12,9 12,9
La incertidumbre de estas estimaciones es de = 50%
47
°Resumido de las Directrices del IPCC de 1996, 1997; European Environmental Agency, 2002; USA EPA National NH, Inventory Draft Report, 2004, y datos de inventarios de GEI del anexo I que las partes presentaron ante la secretaría de la CMNUCC en 2004
°La excreción de nitrógeno de los porcinos está basada en una población del país estimada en 90% de porcinos de mercado y 10% de cría.
°Modificado de la Agencia Europea de Medio Ambiente, 2002.
°Datos de Hutchings at al. 2001.
Fuente: Hutchings at al. 2001
Tabla 13. Masa animal típica (kg) por categoría de animales y área IPCC.
Área IPCC Vacuno, lechero
Vacuno, no lechero
Búfalos Porcino de carne
Porcino de cría
Subcontinente indio 275 110 295 28 28
Europa Oriental 550 391 380 50 180
África 275 173 380 28 28
Oceanía 500 330 380 45 180
Europa Occidental 600 420 380 50 198
América Latina 400 305 380 28 28
Asia 350 391 380 50 180
Oriente Medio 275 173 380 28 28
América del Norte 604 389 380 46 198
Fuente: IPCC, 2006.
Tabla 14. Valores por defecto para pérdida de nitrógeno debida a volatilización de NH3 y NOx de la gestión del estiércol.
Tipos de animales
Sistema de gestión del estiércol (MMS)^a
Pérdida de N del MMS debido a la volatilización de N- NH3 y N- NOx (%) FracGasMS (Rango de FracGasMS)
Porcinos Laguna anaeróbica 40% (25-5)
Almacenamiento en pozos 25% (15-30)
Cama profunda 40% (10-60)
48 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
48 Méndez, Camilo Andrés
Líquido/fango 48% (15-60)
Almacenaje de sólidos 45% (10-65)
Vacas lecheras
Laguna anaeróbica 35% (20-80)
Líquido/Fango 40% (15-45)
Almacenamiento en pozos 28% (10-40)
Corral de engorde 20% (10-35)
Almacenaje de sólidos 30% (10-40)
Distribución diaria 7% (5-60)
Aves de corral Aves de corral sin hojarasca
55% (40-70)
Laguna anaeróbica 40% (25-75)
Aves de corral con hojarasca
40% (10-60)
Otros vacunos Corral de engorde 30% (20-50)
Almacenaje de sólidos 45% (10-65)
Cama profunda 30% (20-40)
otros Cama profunda 25% (10-30)
Almacenaje de sólidos 12% (5-20)
°Aquí, el sistema de gestión de estiércol icluye las pérdidas asociadas de N en el ámbito de los animales y en el sistema de almacenamiento final.
°Tasas de volatilización basadas en el Dictamen del Grupo de Expertos del IPCC y en las siguientes fuentes: Rotz (2003), Hutchings at al. (2001), y U.S EPA (2004).
°Otros incluye ovinos, equipos y pelíferos
Fuente: IPCC, 2006
Tabla 155. Factores de emisión, volatilización y lixiviación por defecto para
emisiones indirectas de N2O del suelo
FACTOR Valor por defecto
EF4 (volatilización y re-deposición de N), kg N2O -N (kg NH3 -N + NOx
-N volatilizado) 1 19 0,010
EF5(lixiviación/escurrimiento), kg N2O -N (kg N lixiviación/escurrimiento) 1 20
0,00075
Frac GASF(Volatilización de fertilizante sintético), (kg NH3 -N + NOx 0,10
49
-N) (kg N aplicado)-1
Frac GASM(Volatilización de todos los fertilizantes de N orgánicos aplicados, y de estiércol y orina depositados por animales en pastoreo), (kg NH3 -N + NOx -N) (kg N aplicado o depositado)-1
0,20
Frac LIXIVIACIÓN(H) (perdidas de N por lixiviación/escurrimiento en regiones donde ∑ (lluvia en la estación lluviosa) - ∑(EP en el mismo periodo)> capacidad de retención del agua del suelo, O donde se emplea irrigación (excepto por goteo), kg N (kg N agregado o por deposición de animales en pastoreo)-1
0,30
Fuente: IPCC, 2006.
Tabla 166. Factores de emisión por fermentación entérica de nivel 1 para ganado vacuno.
Características regionales
Categoría de ganado
Factor de emisión 2(kg CH4 cabeza-1 año-1)
Comentarios
América del Norte: sector lechero comercializado de alta productividad con alimentación de forraje y grano de alta calidad. Planteles de ganado de carne por separado, fundamentalmente a pastoreo y suplementos alimentarios estacionales. Novillos/vaquillonas para carne de rápido crecimiento terminados en corral con granos. Las vacas lecheras constituyen una pequeña parte de la población.
Lechero
Otros vacunos
121
53
Promedio de producción de leche de 8 400 kg cabeza-1 año-1.
Incluye vacas, toros, terneros y novillos/vaquillonas de engorde para carne y ganado alimentado a corral.
Europa Occidental: sector lechero comercializado de alta productividad con alimentación de forraje y grano de alta calidad. Vacas lecheras
Lechero
Otros
109
Promedio de producción de leche de 6 000 kg cabeza-1 año-1.
50 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
50 Méndez, Camilo Andrés
utilizadas también para producción de terneros para carne. Hato muy pequeño especializado en vacunos para carne. Pequeña cantidad de alimentación en corral con granos.
vacunos
57
Incluye toros, terneros y novillos/vaquillonas de engorde.
Europa Oriental: sector lechero comercializado con alimentación principalmente de forrajes. Hato de vacunos para carne por separado, fundamentalmente bajo pastoreo. Pequeña cantidad de alimentación en corral con granos.
Lechero
Otros vacunos
89
58
Promedio de producción de leche de 2 550 kg cabeza-1 año-1.
Incluye vacas, toros y ganado joven para carne.
Oceanía: sector lechero comercializado en base a pastoreo. Plantel de ganado de carne por separado, fundamentalmente en tierras de pastoreo con alta diversidad en su calidad. Cantidad cada vez mayor de alimentación en corral con granos. Las vacas lecheras constituyen una pequeña parte de la población.
Lechero
Otros vacunos
81
60
Promedio de producción de leche de 2 200 kg cabeza-1 año-1.
Incluye vacas, toros y ganado joven para carne.
América Latina: sector lechero comercializado en base a pastoreo. Hato de vacuno por separado en pasturas y tierras de pastoreo. Pequeña cantidad de alimentación en corral con granos. El ganado no lechero para engorde constituye una gran parte de la población.
Lechero
Otros vacunos
63
56
Producción promedio de leche de 800 kg cabeza-1 año-1
Incluye vacas, toros y animales jóvenes para carne.
Fuente: IPCC, 2006.
51
Tabla 177. Factores de emisión considerados en la herramienta de cálculo de la huella de carbono.
GAS DE EFECTO INVERNADERO - GEI
POTENCIAL DE CALENTAMIENTO GLOBAL (para obtener CO2 eq multiplicar por)
IPCC 1995 IPCC 2007
Dióxido de Carbono CO2 1 1
Metano CH4 21 25
Óxidos Nitroso N2O 310 298
Fuente: IPCC, 2007.
Figura 13. Inventario de ganado de bovino 2001 – 2016.
Fuente: Elaboración propia a partir de los datos de Fedegan.
Respecto al inventario de ganado se indica un crecimiento exponencial entre los
años 2001 al 2016, a su vez, el pico más alto de inventario conto en el año 2010
donde se cuentan la mayor cantidad de ganado que ha contado el Colombia a
través de los años, a su vez se demuestra que a partir de ese año no ha contado
con la misma producción hasta la actualidad.
20.000.000
20.500.000
21.000.000
21.500.000
22.000.000
22.500.000
23.000.000
23.500.000
Po
bla
cio
n d
e g
an
ad
o (
Mil
lon
es
de
c
ab
eza
s)
Tiempo (Años)
INVENTARIO 2001 - 2016
52 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
52 Méndez, Camilo Andrés
Figura 14. Inventario de ganado de bovino proyectado 2029.
Fuente: Elaboración propia.
En el inventario de ganado proyectado hasta el 2029, se demuestra que el
volumen de ganado va a crecer de manera exponencial cada año, a su vez,
indica que el inventario aumentara de manera proporcional cada año.
20.000.000
21.000.000
22.000.000
23.000.000
24.000.000
25.000.000
26.000.000
Po
bla
cio
n d
e g
an
ad
o (
Mil
lon
es
de
c
ab
eza
s)
Tiempo (Años)
INVENTARIO 2001-2029
53
Figura 15. Emisiones acumuladas Mton CO2eq.
Fuente: Elaboración propia.
En las emisiones CO2 con los equivalentes de CH4 y N2O indica, que a través del
tiempo va contar con un crecimiento cada año, a su vez, indica entre más
inventario va contar el país, mas emisiones de gases de efecto invernadero van a
producir, por lo cual para reducir notoriamente las emisiones de los gases de
efecto invernadero tiene como gran objetivo llevar a cabo un desarrollo sostenible
en las operaciones que se enmarquen los sectores económicos, igualmente en
mejorar las perspectivas del cambio climático a nivel mundial. Para esto, esto se
pueden aplicar diversas herramientas que permita la disminución directa de las
emisiones de gases de efecto invernadero que tenga un alto impacto con el
medio ambiente.
15
20
25
30
35
402
001
20
02
20
03
20
04
20
05
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13
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15
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16
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17
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20
24
20
25
20
26
20
27
20
28
20
29
Mto
n C
O2eq
Tiempo (Años)
Emisiones acumuladas de MTON CO2 Eq
Mton CH4 eq CO2 Mton N20 eq CO2
54 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
54 Méndez, Camilo Andrés
Según el inventario de GEI para el año 2004, Colombia aporta el 0,37% (180.01 Mton) del total emitido en el mundo además de este último informe se concluye también que el módulo “Agricultura” registra la mayor proporción en las emisiones totales de GEI en Colombia con una participación de 38,1% (68.583 Mton CO2 Eq), siendo del 18,5% la proporción en que la fermentación entérica participa en el total de los GEI en Colombia en 2004 (IDEAM, 2009).
Bajo este enfoque, respecto a la proyección de la Contribución Prevista y
Determinada a Nivel Nacional (NDC) de 315 Mton CO2 Eq, para el año 2030,
corresponderían para Colombia, en el sector agropecuario 58.275 Mton CO2 Eq,
que este sector vislumbra en la emisión de gases de efecto invernadero,
contando con una proyección similar proyectado desde el modelo propuesto para
el año 2029
con un resultado de 58.606 Mton CO2 Eq.
4.2.4 Identificación de las tecnologías para la gestión del estiércol de bovino
enfocadas en la mitigación de gases de efecto invernadero
La digestión aeróbica consiste en procesos realizados por diversos grupos de
microorganismos, principalmente bacterias y protozoos que, en presencia de
oxígeno actúan sobre la materia orgánica disuelta, transformándola en productos
finales inocuos y materia celular. Al comienzo, el proceso de digestión aeróbica
tuvo escasa aceptación, debido a que se desconocían sus principios
fundamentales, además de que encarecían los costos del tratamiento por la
cantidad adicional de energía necesaria para el suministro de aire al proceso. En
contraste, los procesos de digestión anaeróbica permiten utilizar el metano (CH4)
generado como fuente de energía. La principal ventaja del proceso aeróbico es la
simplificación en las operaciones de disposición de los lodos comparada con la
relativa complejidad operativa del proceso de digestión anaeróbica. La digestión
aeróbica es un proceso mediante el cual los lodos son sometidos a una aireación
prolongada en un tanque separado y descubierto. El proceso involucra la
oxidación directa de la materia orgánica biodegradable y la autooxidación de la
materia celular (Global Environment Facility, 2011).
Por otra parte, La digestión anaeróbica es un proceso biológico complejo y
degradativo en el cual parte de los materiales orgánicos de un substrato (residuos
55
animales y vegetales) son convertidos en biogás, mezcla de dióxido de carbono
(CO2) y metano (CH4) con trazas de otros elementos, por un consorcio de
bacterias que son sensibles o completamente inhibidas por el oxígeno o sus
precursores (Global Environment Facility, 2011).
Tabla 18. Sistemas de gestión de residuos en las explotaciones ganaderas
Aplicación directa al suelo
Es la técnica más usada por los ganaderos para dar salida a los purines de la explotación. El aprovechamiento como fertilizante es hoy en día una de las soluciones más convenientes, permitiendo tanto un importante ahorro en fertilizantes minerales como un rendimiento análogo a los mismos. Ahora bien, su aplicación no está exenta de ciertos riesgos de contaminación que es necesario controlar.
Ventajas Desventajas
Abono para los prados y cultivos Aplicación sencilla y relativamente barata
Se necesitan fosas cubiertas e impermeabilizadas y dimensionadas para almacenar el purín por un período de tiempo entre 4 y 6 meses, como mínimo, y siempre adecuada a las posibilidades de utilización agrícola.
Compostaje
El compostaje es un proceso de descomposición biológica y estabilización de la materia orgánica, bajo condiciones que permitan un desarrollo de temperaturas termofílicas (40-60ºC) como consecuencia de una producción biológica de calor, que da un producto final estable, libre de patógenos y semillas de malas hierbas y que aplicado al terreno produce un beneficio. El resultado del proceso es pues un material estable y parecido al humus que se puede emplear como abono en sustitución de los fertilizantes químicos. Se elabora a partir de restos de cosechas, estiércoles animales, hojas, abonos verdes, ramas de poda, etc. por lo que una vez procesado se convierte en un excelente fertilizante orgánico fácil de producir.
Ventajas Desventajas
Incremento de la capacidad de retención de agua Disminución de la pérdida de suelo por acción de la lluvia. Disminución de la densidad de suelo. Aumento del pH. Aumento en nutrientes del suelo. Incremento de C y materia orgánica
Requiere grandes superficies Límites en la carga a tratar Debe resguardarse de la lluvia
56 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
56 Méndez, Camilo Andrés
del suelo.
Biometización
Es la fermentación de materia orgánica en ausencia de oxígeno, resultando biogás y residuos de la digestión o digestato (material que puede someterse a compostaje para la obtención de abono). En la biometanización, la materia orgánica se descompone en compuestos más simples, que se transforman en ácidos grasos volátiles. Estos ácidos son consumidos.
Ventajas Desventajas
se evita la emisión de gases de efecto invernadero se eliminan compuestos tóxicos se reduce el riesgo de incendio se produce electricidad (cogeneración) se produce un nuevo combustible (aún mejor desde el punto de vista termodinámico que el bioetanol y el biodiesel)
Muchos parámetros a tener en cuenta (Temperatura, oxigeno, pH, agitación, nutrientes, etc)
Nitrificación Desnitrificación
Conversión biológica de amoniaco (NH3) a gas nitrógeno (N2). Se trata de un proceso clásico de eliminación de nitrógeno, combinando nitrificación autótrofa bajo aireación y desnitrificación heterótrofa bajo condiciones de anoxia y presencia de carbono orgánico.
Ventajas Desventajas
Si se comprara esta técnica con el tratamiento de almacenamiento sin aireación (basado en 6 meses de almacenamiento, antes de esparcirse en campo) se reducen las emisiones de gases invernadero (metano (CH4) y óxido nitroso N2O) y amoniaco (NH3).
Los costes de inversión (equipos) y aplicación (elevado consumo eléctrico en el proceso de aireación) son factores limitantes de la técnica.
Nitrificación Desnitrificación
Conversión biológica de amonio en gas nitrógeno (N2) empleado un avanzado tratamiento autotrófico de eliminación de nitrógeno, combinando la nitrificación parcial (NP) bajo aireación y la desnitrificación por oxidación anaerobia de amonio.
Ventajas Desventajas
Altamente compleja y todavía en fase de investigación en laboratorio. Los
Bajos índices de crecimiento de bacterias Anammox pueden implicar largos tiempos
57
requerimientos teóricos para la aireación durante la nitrificación son un 60% menor que la nitrificación completa. No aplicable desde el punto de vista comercial.
para la puesta en marcha de los reactores.
Construcción de humedales artificiales
Los humedales artificiales están considerados como tratamiento efectivo para la eliminación de ciertos contaminantes en aguas residuales o en purín. Son sistemas de bajo coste, con una alta integración medioambiental y mayor resistencia a las variaciones de carga que los sistemas convencionales.
Ventajas Desventajas
Es generalmente aplicable en explotaciones, tanto a título individual como colectivo, que dispongan de un separador de fases para eliminar la fracción sólida y superficie para ubicar las celdas o unidades de depuración del humedal artificia
Para la depuración de purín se recomienda el funcionamiento por lotes y no en continuo, ajustando el tiempo de retención hidráulica o permanencia del purín en las celdas del humedal. Esto requiere un sistema de almacenamiento, compuesto por balsas impermeabilizadas donde continúa el proceso de depuración y en las que se almacena el efluente hasta su aplicación en superficies agrícolas
Fuente: Ecorega (2011).
58 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
58 Méndez, Camilo Andrés
CAPÍTULO 5. CONCLUSIONES
El mundo está cambiando, las sociedades de todo el planeta están
experimentando profundas transformaciones. La aspiración al desarrollo
sostenible exige que se resuelvan tensiones comunes y se reconozcan nuevos
horizontes. Los modelos insostenibles que causan un alto impacto ambiental y
contribuyen directamente al calentamiento planetario, el deterioro de medio
ambiente, ante este escenario emergen nuevos retos que se deben enfrentar y se
buscan acciones para canalizar que se deben adoptar en los próximos años. Es
por ello, que las estrategias que están constituidas con el fin de forjar planes para
reducir el impacto ambiental en la gestión de estiércol de ganado, a su vez, se
conforma desde diferentes sectores que buscan directamente la utilización de
recursos naturales o acciones que propendan un alto grado de afectación en la
temática ambiental.
A su vez, la intensificación de producción de ganado bovino aumenta en gran
medida la generación de estiércol, lo cual contrae directamente impactos de
gases de efecto invernadero. Por lo cual, las naciones se han unido con el fin de
colocar protocolos que ayuden a minimizar este impacto negativo de las excretas
ganaderas, igualmente Colombia, cuenta con la implementación y el cumplimiento
de diversos marcos regulatorios sobre el manejo y la aplicación de este estiércol,
lo cual ofrece diversos beneficios a el cumplimiento de un desarrollo sostenible,
por otra parte, los gobiernos deben responsabilizarse de la monitorización
periódica en los sistemas ganaderos para controlar las descargas excedentes de
contaminantes al ambiente y a los recursos naturales.
En la proyección de emisiones agregadas nacionales 2019 – 2029 propias del
sector agropecuario. Por lo cual se observa, un crecimiento de las emisiones
durante el periodo evaluado, el cual se estima cerca de 60 Mton de CO2 eq. Esta
proyección contempla en uno de los sectores que cuentan mayor emisión en la
actualidad, es por esto que se han desarrollado acciones que permitan la
mitigación de estas emisiones correspondiente a contar con un desarrollo
sostenible en las operaciones que se enmarcan en el sector productivo. En las
emisiones dióxido de carbono (CO2) con los equivalentes de metano (CH4) y
óxido nitroso (N2O) respecto al modelo, estas seguirán creciendo de acuerdo al
modelo de producción de ganado bovino, a su vez, el gobierno debe emplear
59
estrategias que permitan minimizar estos porcentajes, en la medida de que este
sector es el que genera mayor impacto climático en Colombia.
RECOMENDACIONES
La falta de datos específicos para Colombia, hace que el resultado de las
emisiones tanto de metano (CH4) como de óxido nitroso (N2O), no sean cien por
ciento precisas. Se recomienda a los entes encargados de llevar a cabo estudios
de los diferentes factores que pueden hacer que se disminuya o aumenten las
emisiones de GEI por parte de la ganadería confinada.
Se sugiere en el Inventario Nacional de Emisiones de Gases Efecto Invernadero
que realiza el IDEAM, clasificar las emisiones para cada una las especies de
animales, con el fin de establecer el grado de contribución de cada una de ellas al
GEI.
El inventario de la población bovina en Colombia de la Federación Colombiana de
Ganaderos FEDEGÁN, permitió determinar las emisiones de dos GEI en la
gestión del estiércol como lo son: emisiones de metano (CH4), perdidas de
nitrógeno (N) debidas a la volatilización de la gestión del estiércol y emisiones
indirectas de óxido nitroso (N2O) debidas a la volatilización de nitrógeno (N) de la
gestión del estiércol, por los sistemas de producción bovina confinada en
Colombia, teniendo en cuenta las directrices establecidas en el IPCC 2006. Dado
que en Colombia no existe datos propios para desarrollar las ecuaciones se tomó
la información necesaria igualmente de las directrices del IPCC 2006.
60 Evaluación del estado actual de la gestión del estiércol del ganado bovino en Colombia Título de la tesis o trabajo de investigación
60 Méndez, Camilo Andrés
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