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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

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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

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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

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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

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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.”

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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.

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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).

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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).

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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

Page 26: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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

Page 27: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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

Page 28: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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

Page 29: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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

Page 30: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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

Page 31: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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

Page 32: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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

Page 33: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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

Page 34: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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).

Page 35: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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.

Page 36: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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

Page 37: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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,

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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

Page 39: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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

Page 40: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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).

Page 41: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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).

Page 42: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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).

Page 43: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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

Page 44: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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

Page 45: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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).

Page 46: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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%

Page 47: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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)

Page 48: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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

Page 49: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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.

Page 50: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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.

Page 51: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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

Page 52: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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

Page 53: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

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14

20

15

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20

17

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19

20

20

20

21

20

22

20

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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

Page 54: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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

Page 55: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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

Page 56: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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

Page 57: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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).

Page 58: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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

Page 59: EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA GESTIÓN DEL …

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.

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