Desechos de la carne y de los subproductos

Bromatologia. Física, química, biología. Salud. Medio ambiente. Contaminación. Aguas residuales. Mataderos. Animales. Tratamiento. Fases. Sistemas

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TRATAMIENTO DE LOS DESECHOS Y ELIMINACION DE LAS AGUAS RESIDUALES

- Consideraciones generales

La prevención y contención de los desechos de la carne y de los subproductos es una necesidad económica y de higiene pública. La principal fuente de contaminación se encuentra en las aguas residuales de los mataderos que incluyen heces y orina, sangre, pelusa, lavazas y residuos de la carne y grasas de las canales, los suelos, los utensilios, alimentos no digeridos por los intestinos, las tripas de los animales sacrificados y a veces vapor condensado procedente del tratamiento de los despojos.

Para el mantenimiento de unas normas de higiene adecuadas, la industria de elaboración de productos cárnicos está obligada a utilizar grandes cantidades de agua, lo que constituye un factor importante del costo de elaboración. Su tratamiento a posteriori en la planta y su descarga final en vertederos aceptables aumenta los gastos generales, por lo que resulta esencial que se utilice el volumen mínimo de agua necesario para alcanzar unas normas higiénicas adecuadas, así como la constante verificación del uso.

Después de un pretratamiento o de un tratamiento completo adecuado se suele disponer de varios medios de eliminación:

  • A una autoridad responsable del tratamiento parcial o total de los desechos urbanos.

  • A vertederos que dan a los océanos sin tratamiento adicional.

  • A una planta de tratamiento de desechos y de allí a las aguas que los reciben.

  • A las instalaciones de riego después de un tratamiento primario y el paso por un tamiz fino.

  • La mayor parte de los países cuentan con leyes o con códigos de reducción voluntaria de la contaminación para el tratamiento de desechos, en los que se establecen normas de manejo que reducirán las formas más graves de contaminación y que utilizarán, a su vez, los productos de los desechos que se han recogido.

      • Origen de las aguas residuales en los mataderos y plantas de elaboración

    Los corrales o establos anexos a los mataderos suelen estar dotados de canales de captación pavimentados y cubiertos. Las aguas están constituidas por los desbordamientos de los depósitos, excrementos líquidos y las aguas para lavar los corrales que contienen estiércol. Los corrales no cubiertos están expuestos a inundaciones en las épocas de lluvias con la consiguiente lixiviación del propio estiércol al sumidero.

    La naturaleza de estos desechos es de prever que varía considerablemente, según que existan o no canales de captación, las prácticas de retirada del estiércol o la frecuencia de los lavados, así como el grado en que los materiales de paja de las camas y los restos de alimentos no utilizados se incorporan a la carga diaria y el grado de la limpieza en seco inicial de los establos o de los vehículos de transporte. Cuando no se respetan esas prácticas de limpieza, aumentará el número de coliformes y la carga orgánica en las aguas residuales descargadas. Los excrementos se deben recoger secos y apiñarse para formar un composte o un cúmulo de estiércol para la recogida periódica con el fin de utilizarlo como abono agrícola o, en los climas cálidos y secos, si se trata de excrementos de oveja, como ingrediente para la fabricación de ladrillos.

    Las actividades enumeradas más arriba son los procesos primarios realizados en los mataderos propiamente dichos a los que se añade quizá las operaciones de tratamiento de subproductos que contribuyen a la carga de aguas residuales del matadero. Conviene repetir que con la limpieza inicial en seco de los corrales en ciertos departamentos se pueden reducir las cargas de aguas negras.

    Piso de los locales de matanza: Muchos mataderos recogen la sangre para elaborarla en las plantas de preparación de subproductos o venderla a fabricantes de fertilizantes. Algunas plantas utilizan parte de la sangre para incorporarla a su harina de carne y venden o regalan la restante. Esto reducirá sustancialmente la demanda de oxígeno y colorantes de las aguas residuales descargadas en el alcantarillado y se debe, por tanto, estimular.

    Estiércol de las tripas: Se suele segregar de los desechos líquidos y se añade al estiércol de los corrales para la preparación de compostes, por separado. Los mataderos de las ciudades pueden también deshacerse del estiércol con la basura. Una eliminación por separado del estiércol de las tripas reduce materialmente la cantidad de sólidos sedimentables en las aguas residuales que entran en las alcantarillas.

    Lavazas del suelo y del equipo: Contienen en todos los departmentos sangre, excrementos, carne, grasas y partículas de huesos.

    Preparación de las canales: Las aguas con que se han lavado las canales contienen sangre, carne y partículas de grasa de los recortes.

    Preparación de subproductos: Muchos mataderos utilizan las canales decomisadas y los despojos para preparar sebos y harina de carne no comestible. Cuando se utiliza el tratamiento húmedo de subproductos, el agua que queda en los depósitos después de quitar las grasas y los residuos se vuelve a tratar. Las instalaciones de tratamiento de subproductos en seco no producen aguas depositadas ya que toda el agua cargada en el fundidor se evapora. La materia prima utilizada para la preparación de subproductos se desmenuza y lava. Esta operación incorpora una considerable cantidad de residuos a las aguas negras que están constituidos por pequeñas partículas de carne y grasa y contenido de los intestinos. Cuando se emplea el procedimiento de tratamiento por vapor la centrifugación produce más aguas depositadas.

    Eliminación de las cerdas de los porcinos: Las cerdas se aflojan en una caldera de escaldado y se quitan raspándolas. La descarga de las aguas de la caldera y los restos de los raspados contienen pelo, suciedad y costras de la piel de los cerdos que se añaden a la carga de las aguas residuales. Para reducir estos residuos, las cerdas se pueden hidraulizar por medio de su tratamiento por vapor con la incorporación de cal y cuando se seca produce un material en polvo.

    Almacenamiento de los cueros: Los cueros recién extraídos en el piso para la matanza se apilan con el lado de la carne hacia arriba y se espolvorean con sal. Una pequeña cantidad de residuos de esas pilas, además de las aguas utilizadas para lavar los suelos, van a parar al sistema de drenaje.

    Cámara de refrigeración: Los desechos líquidos procedentes de esta unidad tienen escasa importancia.

    Limpieza de las entrañas: Después de extraer el contenido sólido, que se elimina como desecho semisólido destinado a la preparación de compostes, las entrañas se lavan para extraerles su mucosidad por compresión o presión, se salan, secan, vuelven a salar y envasan para el despacho. Los recortes y la mucosidad de las tripas se tratan para recuperar las grasas y las proteínas. Las aguas residuales de las máquinas de limpieza se descargan en los canales de captación para recuperar las grasas.

    Cuarto de las tripas: La tripa o la parte muscular del estómago de los bovinos se lava y escalda. Las aguas del lavado y del escaldado que contienen grasas y materia suspendida se descargan en los canales de captación.

    Lavandería: Las lavanderías de los mataderos grandes son de considerable dimensión y pueden producir aguas residuales con una demanda bioquímica de oxígeno de cinco días de 1300ppm.

    - Consideraciones relativas al diseño del canal comunes a todos los tipos de recolección

    Las aguas de desagüe y residuales deben ser recogidas, tratadas y eliminadas teniendo en cuenta las cantidades, el tipo de ganado, la índole de los líquidos y sólidos, las posibilidades de su uso después del tratamiento, la necesidad de evitar la contaminación del medio ambiente y la protección de la salud pública.

    La instalación de recogida de las aguas residuales debe estar diseñada de manera que se divida en diferentes sistemas en el punto de origen, particularmente en lo que respecta a las plantas medianas o grandes.

  • Drenaje de la sangre.

  • Desagües de los corrales y del estiércol de las tripas.

  • Desagüe de las áreas de la matanza, los subproductos y su tratamiento.

  • Desagüe de residuos domésticos.

  • Desagüe de las aguas caldeadas, y de las zonas de venta, aparcamiento y servicios.

  • La separación de los sistemas de desechos permitirá reducir gastos en la adopción de medidas de tratamiento secundario en todo el sistema. La necesidad de esas medidas se limita a los departamentos o zonas donde la carga de contaminación o DBO es máxima. La separación normalmente dará origen a varios sistemas principales, como se ha mencionado más arriba, pero el desagüe desde las zonas de matanza, subproductos y tratamiento de subproductos es posible que requiera una mayor segregación. La fig. 1 muestra un diagrama esquemático que ilustra estos principios.

    Las cantidades de agua residuales estarán relacionadas con el número de animales sacrificados y el agua total (caliente y fría) consumida en la nave de carnización y las áreas para subproductos y su tratamiento, con inclusión de todos los desechos que contengan lavazas y sólidos en suspensión, y el cálculo del volumen total se examima al tratar del volumen de las aguas de desecho con respecto al tratamiento.

    El sistema de desagüe de la sangre debe calcularse para los mataderos sobre la base de un mínimo de 0,75 a 1,00 litros de sangre por cada oveja y cabra y de 10 a 12 litros por cada bovino y de 3 litros por cada cerdo sacrificado. Estas cifras se aumentan en un 30 por ciento para los bovinos cuyo peso en vivo es comparable al que se encuentra en Europa septentrional.

    El sistema de alcantarillado para el estiércol de las tripas debe calcularse en lo que respecta a los mataderos sobre la base de 1,25kg de estiércol por cada oveja y de 16kg de estiércol por cada bovino sacrificado. Estas cifras se aumentan en el 30 por ciento para los bovinos con un peso en vivo comparable con el que se encuentra en Europa septentrional.

    El sistema de alcantarillado doméstico debe calcularse en función de la población. Los sistemas de drenaje de los corrales y de las áreas de aparcamiento y servicios suelen depender de la elección final y del emplazamiento del matadero y no solo de la capacidad de matanza.

    Sea cual sea el tratamiento y el sistema de eliminación posteriores, las medidas de pretratamiento de las aguas residuales son obligatorias y es prescriptivo que las aguas residuales crudas no contengan más de 50 ppm de grasas que puedan flotar y deben haber atravesado una parrilla de barrotes.

    En esas situaciones los efluentes, hayan recibido tratamiento secundario o no, pueden descargarse en los cursos de agua o en los canales de regadío. La descarga, sin embargo, sólo debe autorizarse cuando la corriente de agua de todas las fuentes es suficiente en todas las estaciones del año para arrastrar las aguas residuales lejos de la planta o, en las zonas de fuertes precipitaciones, cuando el aumento de la corriente durante la estación de las lluvias no las acumulará en los locales del matadero.

    Nunca se insistirá lo bastante en que el tratamiento de las aguas residuales comienza en la planta, donde se debe hacer todo lo posible por adoptar una recuperación eficiente de los subproductos y una limpieza en seco, no sólo porque ese material es en sí valioso, sino también porque la cantidad de desechos en el agua y el volumen efectivo del agua utilizada disminuyen asimismo, reduciendo de ese modo los gastos.

    - Volumen de agua utilizada que puede requerir tratamiento

    La evaluación del volumen de agua necesaria para convertir a un animal en carne depende del grado de tratamiento de los subproductos que se lleva a cabo en los locales. Se utiliza la cifra de 1700 litros de agua por res procesada como pauta, con un aumento del 25 por ciento si se lleva a cabo el tratamiento de los productos no comestibles. La DBO de las aguas residuales podría girar en torno a las 1500 ppm. Estos niveles medios parten del supuesto de una recuperación máxima de los desechos en la fuente mediante una eficaz administración y la recuperación de subproductos.

    La comparación del agua y la materia contaminantes con el número de reses sacrificadas se considera un procedimiento más satisfactorio que la tonelada de carne elaborada ya que el peso medio de los animales varía de un país a otro y de una región a otra, en particular en los países en desarrollo. Obviamente dos o más animales de menor tamaño siguen requiriendo el mismo procedimiento de preparación de la carne individual y, por consiguiente, más agua que el peso equivalente de un animal mayor.

    - Fases y sistemas de tratamiento

    Tras la separación inicial de las diversas categorías de aguas residuales, el grado y el método tecnológico de tratamiento varía considerablemente debido en parte a la falta de uniformidad de la producción, la tecnología de elaboración, el equipo de tratamiento de las aguas residuales y su emplazamiento.

    Siempre que es posible, las aguas residuales deben dirigirse a un sistema de alcantarillado público, aunque este procedimiento requerirá cierto grado de tratamiento primario o pretratamiento como requisito mínimo. Las exigencias de los países en desarrollo se diferencian en la medida en que no existen sistemas de alcantarillado principales salvo, quizá, en el centro de la capital o de las ciudades principales y en esos países, por tanto, se debe dar por supuesto que las aguas residuales se descargan en las aguas de superficie (ríos, lagos o tuberías de desagüe en alta mar) y en esas situaciones se producen invariablemente diversos grados de tratamiento que pueden contribuir a la viabilidad económica de la empresa de elaboración de manera aún más significativa que en los países industrializados.

    Los procedimientos de tratamiento que se pueden emplear se clasifican en tres categorías distintas: primario, es decir, tratamientos físicos y químicos; secundario, es decir, tratamientos biológicos anaeróbicos o aeróbicos y, por último, una combinación de los dos tratamientos secundarios. Todos los tratamientos indicados garantizan cierto grado de control, si no un control total, de los patógenos y de los niveles de contaminación.

    Desechos de la carne y de los subproductos

    FIGURA 1 DIAGRAMA DE LAS SECCIONES DE ELABORACION DE LA CARNE Y DE TRATAMIENTO DE LOS DESECHOS EN EL MATADERO

    En la mayor parte de los sistemas, una vez extraída la grasa y los elementos sólidos gruesos de las aguas de desecho, por lo general se deja que las corrientes separadas se mezclen y, si es posible descargar las aguas de desecho en un alcantarillado público local. quizá no se requiera ningún otro tratamiento en el matadero. Cuando resulta posible, la descarga en un alcantarillado público local es el mejor método de eliminación. pero en los países en desarrollo apenas se dispone de alcantarillas y las instalaciones de tratamiento no tienen la capacidad para ocuparse de los desechos comerciales, por lo que en esas situaciones es factible tratar las aguas de desecho directamente por medio del tratamiento primario más arriba indicado.

    Las corrientes de agua residuales: el uso de depósitos que equilibren e igualen las corrientes evita que las plantas especializadas de tratamiento tengan una dimensión excesiva para ocuparse de las corrientes máximas. El depósito equilibrador está constituido por un depósito de acero o de hormigón fabricado localmente (o de una laguna cuando se dispone de tierras) y ofrece la ventaja de que la descarga del matadero se efectúe en un sistema municipal de alcantarillado y de tratar a sus propias aguas residuales.

    Se puede necesitar una cisterna para evitar que se supere el límite de la corriente impuesto por las autoridades locales en los momentos de máxima producción. En el caso de un depósito equilibrador, al regular las diversas corrientes diurnas, permite que el procedimiento de tratamiento en la planta se conciba para corrientes medias y no máximas. El control de los contaminantes y de las cargas de choque puede también dar origen a una utilización más eficiente de las instalaciones de tratamiento posterior.

    Un ejemplo típico: las aguas residuales se impulsan a un ritmo regular a lo largo del período de trabajo deseado (es decir, si las aguas residuales diarias totales = 400m3, una bomba puede dar un impulso de 17m3/hora durante 24 horas o de 40m3 durante 10 horas). El ritmo efectivo debe poder ajustarse insertando en la cadena de descarga una juntura en T, haciéndose retroceder a la corriente controlable hacia el depósito de igualización. El nivel no debe descender por debajo del 30 por ciento del volumen total para que se disponga de líquido que permita la igualización de las corrientes de entrada de aguas residuales.

    Tratamiento primario (físico):

    Como se ha insistido en el apartado de origen de las aguas residuales y diseño del canal, hay algunos métodos que resultan provechosos y rentables para reducir la cantidad o la fuerza de los vertidos de las fábricas o instalaciones de productos cárnicos, entre estos se encuentra el de recuperación de la sangre y la grasa y la utilización de depósitos de agua y de los líquidos de las presas. La recogida por separado del estiercol de la panza es rara vez rentable, pero si es aconsejable.

    Los procedimientos de tratamiento físico comúnmente utilizados son los siguientes: procedimientos de ordenación y de limpieza propiamente dicha seguidos del tamizado para la eliminación de los sólidos pesados y sedimentables, tubos en U para grasas y depósitos de despumación para la eliminación de los sólidos finos y las grasas y aceites.

    En el pretratamiento de las aguas residuales de la industria de la carne se utiliza siempre el paso por una rejilla para excluir la carne, los huesos, las descarnaduras de pieles y cueros y otros sólidos gruesos de las aguas de desecho. Su función es muy importante y produce la eliminación de condiciones perjudiciales (bloqueos de la bomba o de las tuberías), corriente abajo, así como aumenta la eficacia de los pretratamientos. Ese método tiene poco efecto en la reducción de la DBO, las grasas y los aceites o los sólidos en suspensión. Los tamaños de estas varian entre las bastas 1,68-0,84 mm de malla y las finas 0,125- 0,044mm. En general no se consideran faborables las rejillas de barrotes, por obstruirse fácilmente y requerir una constante atención para evitar bloqueos, esta desventaja se puede pasar por alto cuando existe abundancia de mano de obra barata. Una serie de rejillas fabricadas localmente podría también resultar adecuada, cuando se utilicen dos o tres rejillas de barras con aperturas comprendidas entre los 5 cm y los 0,5 cm.

    Esas rejillas pueden necesitar ser limpiadas a mano con regularidad. Más eficientes, pero que no dejan de necesitar limpieza, son los tamices del tipo Baur Hydrasieve construidos con patente con alambre en forma de cuña. Tambien están las rejillas North y Sweco, las primeras rotativas, son autolimpiables. El micro-tamizado es un sistema especial de rejillas para la clarificación de agua, está compuesto por unos tambores que giran a gran velocidad y que se lavan continuamente, en contracorriente, trabajando en caudal libre.

    Las altas concentraciones de grasas que se dan en las aguas residuales de la industria de la carne se pueden reducir si los canales de desagüe del suelo y el equipo de los departamentos competentes se dota de tubos en U antes de pasar por la criba para evitar el bloqueo de las tuberías, los desagües y otro equipo. Las grasas pueden causar problemas en las cámaras de sedimentación que cuentan con separadores de espumas insuficientes, ( un equipo de separacion de espumas podría ser un fraccionador en columna de espumas) cuya acumulación puede bloquear el filtro y provocar un posterior estancamiento y problemas de olor, en el lodo activado a causa de la acumulación y en los digestores al formar una capa en la superficie que no se degradará. La eliminación de hasta el 90 por ciento de las grasas que flotan libremente mediante la utilización de tubos en U para grasas es posible, pero de tratarse de desechos de carne, particularmente cuando se transportan trozos de carne, es más eficiente la flotación por aire disuelto.

    La flotación por aire disuelto es el procedimiento de flotación más común y se utiliza principalmente para el tratamiento primario de las aguas residuales de los mataderos. Genera burbujas de aire por precipitación de una solución supersaturada de gas, basándose en la Ley de Henry que indica la relación entre la solubilidad del gas y la presión total. El aire se disuelve en el agua residual bajo presión (3-4m3/hora por m3 de depósito) y posteriormente se transforma en microburbujas (de 50 mm a 200 mm de diámetro) a presión atmosférica. La flotación por aire disuelto facilita la recuperación de sebos, aceites y grasas, sólidos suspendidos y la demanda bioquímica de oxígeno, por un total de un 30 por ciento a un 60 por ciento de sólidos suspendidos y de un 50 por ciento a un 80 por ciento de sebos, aceites y grasas.

    Tratamiento primario (fisicoquímico):

    Una tecnología relativamente sencilla permite extraer hasta el 95 % de los sólidos en suspensión y posiblemente el 70 % de la DBO por medio del tratamiento fisicoquímico.

    Consiste en los siguiente:

    Pretratamiento de las aguas residuales mediante la incorporación de coagulantes y agentes de floculación para facilitar la sedimentación de los sólidos en suspensión. Esta fase va seguida de la clarificación: paso a través del depósito de sedimentación que separa el sedimiento pesado del flotante, que es un líquido claro casi desprovisto de sólidos en suspensión y con unos niveles muy reducidos de DBO.

    Cuando las aguas residuales se tratan íntegramente en el lugar del matadero, es esencial facilitar la sedimentación primaria, que es probablemente necesaria si los desechos van a pasar posteriormente por filtros.

    El método mas común dede eliminar sólidos es por coagulación química, el proceso consiste en desestabilizar los coloides y inirlos para facilitar la sedimentación, se forman flóculos químicos que absorben la materia en suspensión, los productos químicos que se usan son: sulfato de alúmina, sulfato ferroso, sulfato férrico, cloruro férrico y mezcla de sulfato férrico y cloruro. También se puede producir la coagulación por neutralización de las cargas electricas o se pueden eliminar los coloides por adsorción usando carbon activo, pero esto es para compuestos como pesticidas, clorobenceno... que no suelen llevar las aguas procedentes dee mataderos.

    El rendimiento de los tanques de sedimentación, que se usan para la eliminación de los sólidos en suspensión, depende de los siguientes factores: periodo de retención, características de las aguas residuales, profundidad del tanque, (cuanto mas profundo, más difícil es que suban las sustancias precipitadas por turbulencias deebidas a una variación brusca del caudal, lo cual es peligroso si los lodos no se retiran continuamente), área del tanque y velocidad de salida, explotación (limpieza), temperatura, tamaño de las partículas, pretratamiento (eliminación de arena), variaciones en el caudal, longitud del depósito, velocidad del viento, diseño de la entrada y salida, velocidad de las particulas, densidad de las particulas, efecto de las paredes, numero de depósitos (tabiques), eliminacion de lodos, velocidad en vertedero. La coagulación, autofloculación de las partículas produce un incremento de la velocidad, mayor reducción de los sólidos en suspensión

    Se utilizan dos tipos de depósitos de sedimentación y las dimensiones varían considerablemente.

    Los depósitos de sedimentación de corriente horizontal (fig. 2) son necesarios para las cargas pesadas y sus dimensiones deben permitir un período de retención de seis horas. Esos depósitos requieren, sin embargo, la eliminación regular del cieno, por lo que es necesario disponer de un depósito de reserva. La eliminación del cieno puede efectuarse por gravedad o con una bomba de cieno después de haber bombeado las materias flotantes al depósito de reserva. Para corrientes de más de 1000 m3/día pueden resultar rentables raspadores mecánicos.

    Los depósitos cilíndricos de sedimentación vertical de fabricación local parecen ser sedimentadores primarios más eficientes y eficaces en función de los costos para los mataderos de tamaño mediano (fig. 3). Se pueden fabricar de acero con revestimiento epoxídico, con fibras de vidrio o construidos en forma rectangular empleando hormigón armado, si se dispone de este material.

    Al ser los ángulos de 60°, el cieno de las paredes se quita solo. El requisito fundamental es en este caso que se produzca cierto grado de turbulencia en la entrada para lograr la mezcla e impulsar la floculación. Las turbulencias deben evitarse en los demás lugares. Con el empleo de la gravedad, los sólidos se asientan y se concentran en la base, desde la que pueden extraerse a través de la válvula. Las aguas residuales clarificadas se extraen suavemente de la parte superior. El ritmo de la corriente ascendente debe oscilar entre 1,0 m3 y 1,5 m3/hora.

    Manejo y eliminación del lodo: El lodo resultante de los sistemas de sedimentación descritos debe estar libre de sustancias tóxicas y resultaría aceptable en muchas regiones como fertilizante agrícola. El lodo resultante contendrá de un 3 % a un 5 % de sólidos y podrá pasar por gravedad o por bombeo al área de eliminación; de lo contrario se necesitarán lechos para el secado.

    Lechos para el secado o bandejas de evaporación: Se recomiendan para mataderos de tamaño pequeño o mediano, aunque sólo si están situados en la periferia de las ciudades. Para países con amplios recursos de tierras, la disponibilidad de cieno en las zonas de engorde del ganado puede mejorar la viabilidad económica y proporcionar empleo. Estas tareas requieren mucha mano de obra y el vaciado se debe efectuar a mano cuando la concentración de sólidos alcanza aproximadamente 1m3 por 40 kg de cieno.

    Construcción de los lechos o bandejas: Normalmente se construyen con capas de materiales de filtración provistas de tuberías en la base que conducen a las tierras agrícolas para recoger los materiales de desecho líquidos que deben volver a reciclarse en el depósito de igualización para proceder a un nuevo tratamiento. Los tanques de evaporación se recomiendan para países con altas tasas de transpiración y escasas precipitaciones y se construyen de manera análoga con revestimiento interior de butilo para contener el cieno y con tubos de desbordamiento y terraplenes para retener las aguas residuales en períodos de aguaceros o de las lluvias cortas de los monzones.

    Desechos de la carne y de los subproductos

    FIGURA 2 CISTERNA DE SEDIMENTACION DE CORRIENTE HORIZONTAL

    Desechos de la carne y de los subproductos

    FIGURA 3 CISTERNA DE SEDIMENTACION DE CORRIENTE VERTICAL

    A título de indicación, por cada metro cúbico de lechado de cieno producido al día hace falta 1m2 de superficie de lecho al día. Por ejemplo, si un lecho tuviera 14 m × 5 m de superficie para secar a 35 m3 de lechado de cieno, período de secado podría variar de 2 a 4 semanas según las condiciones locales y el grado de acondicionamiento de cualquier producto químico recibido. Si la semana es de seis días de trabajo, se necesitarían de 10 a 12 lechos de secado con las dimensiones más arriba indicadas (superficie total requerida de 700 m2 a 1400 m2).

    Contaminación de las aguas subterráneas: durante la instalación y utilización de lechos, bandejas, cuencas o estanques se debe prestar la debida consideración a las condiciones geológicas locales. Si no se dispone de datos en cuanto a la permeabilidad de los subsuelos puede resultar apropiado revestir todos esos elementos con láminas de butilo o con hormigón pintado con betún natural, para evitar la contaminación de las aguas subterráneas por lixiviación de la planta de tratamiento.

    Otros sistemas de eliminación del agua del cieno: Los espesores del cieno (coagulantes) anteriormente indicados pueden emplearse para intensificar la condensación del cieno hasta que se transforme en sólidos al 10 % en un día. Sin embargo, incluso cuando están así condensados, siguen siendo difíciles de manipular y necesitan otro tratamiento (por ejemplo, los lechos de secado).

    Si la clarificación (eliminación de los sólidos en suspensión) es eficiente en los procedimientos de tamizado y fisicoquímicos, las aguas residuales finales procedentes de ese tratamiento deben tener una turbiedad y un color mínimos y estar prácticamente libres de tóxicos, por lo que su descarga sería aceptable en casi todas las circunstancias. Ese tratamiento resulta económico y la tecnología sencilla para el personal de mantenimiento del matadero.

    Tratamiento secundario (biológico)

    • Aeróbicos;

    • Procedimiento de lodo activado (convencional);

    • Procedimiento de lodo activado (foso de oxidación);

    • Tratamiento biológico anaeróbico (formación de estanques).

    .

    La elección del sistema más adecuado depende de los costos, del nivel de DBO requerido, de la superficie de tierras disponibles, del nivel de olores y de los requisitos municipales, en la forma en que proceda. Estos sistemas secundarios , deben ser selectivos y requieren un gran capital. Un tratamiento secundario de ese tipo para una planta de tamaño intermedio estaría justificado únicamente si se comparte con otros usuarios industriales o si se incluye una carga doméstica de la ciudad de que se trate para sacar partido de las economías de escala necesarias. En todos los sistemas mencionados, se da por supuesto que es necesario un tratamiento preliminar en el matadero, particularmente en la sedimentación, cuando las aguas residuales pasan por filtros como en los sistemas aeróbicos.

    Proceso aerobico:

    A continuación se resume este proceso del cual se ha hecho ya mención en los anteriores tratamientos.

    Consiste en una oxidacion de la materia organica por los propios microorganismos que lleva esa agua, a CO2 y agua sin oxidar, se lleva a cabo en una camara donde se inyecta oxigeno en pequeñas burbujas de aire por la parte inferior, para aumentar la eficacia del tratamiento se usan tanques algo profundos, se ponen paletas giratorias mediante una turbina con un flujo continuo el agua arrastra a los microorganismos hasta un decantador de laminas para facilitar la sedimentacion del fango, una parte de este se recircula a la camara de aire para mantener la concentracion constante. A continuacion se hace un tratamiento de floculacion/ flotacion, como ya sabemos, para que precipiten las particulas que queden y se puedan separar, el agua resultante tine materia organica en disolucion (esta contaminada de electrolitos), su conductividad es mayor que la del agua natural de procedencia, tendrá tambien malos olores y compuestos organicos volatiles formados en fases fermentativas.

    Eliminación del Nitrogeno en forma amoniacal:

    Hay distintos procesos que se basan en dos fases:

  • nitrificación:

  • Consiste en el paso de nitrito a nitrato por las Nitrobacterias para lo cual consumen oxígeno, esta reacción se lleva acabo a pH alcalino y debe haber compuestos inorgánicos, carbonatos y bicarbonatos. Se puede dar en un reactor biológico.

  • desnitrificación:

  • Consiste en una oxido-reducción, porque el nitrato oxida la materia orgánica, los microorganismos desnitrificantes pueden ser Pseudomonas. Se puede realizar en un clarificador secundario a continuación del reactor biológico.

    Digestión anaerobia:

    Es un proceso empleado para oxidar la materia organica en depósitos cerrados ausencia de aire,sirve para tratar lodos y reducir la DBO de aguas procedentes de mataderos.

    Por aireacion con microorganismos se genera mucho lodo y no se elimina toda la materia organica, por eso lo mejor es hacerlo en condiciones anaerobias para transformar el carbono a CO2 y CH4 (biogas que se puede usar como fuente calorifica en la propia industria , para calentar el reactor, siempre que sea una cantidad importante) y microorganismos, puede ser el mismo proceso de lodos activos, pero tapado y sin airear, en el proceso de digestion anareobia se genera una cantidad baja de lodos, ademas no hay que suministrar oxigeno.

    La digestión de la materia orgánica se produce entonces en dos etapas:

    1.acción hidrolítica por la que la materia orgánica se transforma en otra de bajo peso molecular, acidos organicos y alcoholes.

    2. producción de CO2 y reducción simultanea a metano

    y por dos grupos de microorganismos principalmente: hidrolíticos y de metano, las bacterias hidrolíticas atacan a las sustancias organicas complejas para convertirlas en simples, entre estas hay bacterias que forman en la degradacion acidos organicos de bajo peso molecular, como el acetico y el butirico, en algunos casos se forman en cantidad suficiente para bajar el pH tanto que pare la actividad biologica. Sin embargo, las bacterias del metano son capaces de utilizar esos productos finales, lo que ocurre es que proliferan en un margen de pH entre 6,5 y 8 y con lentitud, por lo que los acidos formados se pueden acumular.

    Añadiendo una base, cal apagada Ca(OH)2 resulta barata, ponemos el pH basico, el equilibrio de la reaccion se desplaza haciendo que el nitrogeno este en forma de amoniaco, pasando una corriente de aire se facilita el desprendimiento de amoniaco ( que es un gas toxico) del agua.

    Una descripcion de un sistema montado completo:

    • Reducción del consumo de agua del matadero, ya que el costo de la descontaminación es directamente proporcional al volumen de agua a descontaminar

    • Recolección en seco del estiércol de los corrales

    • Primera trampa de grasa para las aguas grasosas

    • Rejillas gruesas y finas

    • Bombeo de 18 L/s

    • Tamiz estacionario para separar todos los sólidos suspendidos mayores a 0.75 milímetros

    • Tanque de flotación de grasas

    • Tanque pulmón y de homogeneización

    • Bombeo de 6 L/s

    • Tratamiento anaerobio en un reactor UASB (rehabilitación del tanque existente)

    • Lechos de secado para deshidratar los lodos de purga del reactor UASB

    • Laguna para el post-tratamiento aerobio de los efluentes, que actúa también como reservorio de riego.

    • Planta de compostaje (fermentación aerobia en montones), para transformar todos los desechos sólidos del matadero en abono agrícola. La planta de compostaje procesa estiércol de los corrales, grasa, sólidos de tamizaje, lodos del reactor UASB y viruta de madera de los camiones que transportan el ganado.

    • Riego de los efluentes tratados sobre 100 hectáreas de cultivos aledaños, para evitar todo vertimiento al río.

    Desechos de la carne y de los subproductos

    Se estudio la supervivencia de Salmonella montevideo en líquidos de un matadero, sometidos a digestión anaerobia, en un reactor a 35 grados Celsius de temperatura constante, con un tiempo promedio de retención celular de 20 días. El digestor fue alimentado diariamente con líquidos residuales, inoculados, con una concentración conocida de Salmonella montevideo. Durante el funcionamiento del equipo, se determinó el número más probable (NMP) de Salmonellas por cm3 a la salida del reactor. El coeficiente de desaparición o grado de inactivación de Salmonellas fue calculado hasta las 48 horas. El valor máximo fue de 4,2 días y se alcanzó a las 24 horas. Aunque en un reactor anaerobio de escala de laboratorio se demostró la inactivación de Salmonella montevideo, se pudo detectar la presencia esporádica de bacterias del mismo género, en barros de un reactor de escala real, alimentado con líquidos residuales contaminados de mataderos

    Conclusiones y consideraciones sanitarias aplicables a los países en desarrollo

    La purificación de las aguas residuales es un proceso de centralización y aceleración que normalmente se da en la naturaleza. Sin embargo, las variaciones en la índole de los desechos crudos, en los grados de pretratamiento en las operaciones de elaboración de la carne, en las prácticas de conversación de los desechos, en las condiciones climáticas y en las características del subsuelo influirán en el diseño. Algunos estanques son anaeróbicos por proyecto, otros por accidente. Algunos sistemas reciben un tratamiento de aeración inducido en la etapa primaria, mientras que otros lo reciben en la etapa secundaria en un intento por conseguir que el agua contaminada entre en contacto íntimo con el aire en la medida en que resulte posible.

    Dados los diferentes tipos de sistemas convencionales de tratamiento mecánico utilizados y las variantes de sus subsistemas, muchos de los cuales no están todavía internacionalmente uniformados, resulta difícil cualquier intento de generalización. No obstante, se pueden sacar algunas conclusiones generales para los países en desarrollo, y una premisa importante es que es más realista y factible instalar una planta de tratamiento segura y cuya dirección resulte fácil para eliminar hasta el 75 % de los contaminantes que gastar posiblemente el séxtuplo del capital para montar una planta convencional perfeccionada, que requeriría unos conocimientos tecnológicos de que no se dispone. Existe además la posibilidad de que en cuestión de meses incluso esas plantas resulten inoperativas. Debido al costo, al mantenimiento y al propio proceso, no se aconseja un tratamiento convencional sofisticado, por los motivos siguientes:

  • Comparado con otros procedimientos, incluso el tratamiento convencional de las aguas residuales es muy caro tanto en capital como en gastos de funcionamiento. Pocos países en desarrollo disponen de las instalaciones para fabricar el equipo relativamente complejo requerido para el tratamiento convencional, equipo que se ha de importar y pagar con las escasas divisas de que se dispone; a título de ejemplo, los gastos anuales del tratamiento convencional de las aguas residuales son de 4 a 6 veces superiores a los de los sistemas de estanques aireados y de estabilización de desechos.

  • Mantenimiento: El tratamiento convencional depende en gran medida de todo un conjunto de máquinas eléctricas que han de mantenerse a un alto nivel de rendimiento para que la planta funcione de manera satisfactoria. En muchos países en desarrollo no se dispone de los expertos en mantenimiento necesarios.

  • El propio proceso: El tratamiento convencional de las aguas residuales está concebido principalmente para eliminar materia orgánica con el fin de evitar la contaminación en los cursos de agua receptores; se presta escasa atención al destino de los patógenos fecales, pese a que en muchos países en desarrollo tropicales y subtropicales la distribución de los patógenos fecales es considerablemente más importante que la eliminación de la demanda bioquímica de oxígeno.) El tratamiento del cieno puede resultar difícil y caro, y representar hasta el 40 % del gasto total del tratamiento de las aguas residuales. La formación y emisión de olores puede ser muy intensa en climas cálidos, especialmente si se dispone de filtros de goteo de ritmo lento que tienen también la desventaja de ser un criadero de sicódidas, cuya presencia en grandes nubes puede impedir efectivamente toda actividad humana en las cercanías de las instalaciones.

  • En los mataderos emplazados en o cerca de las periferias urbanas, donde las tierras son escasas, el tratamiento convencional es inevitable y el empleo de filtros de goteo muy rápidos con unos ritmos de carga hidráulica de hasta cinco veces los de los filtros de ritmo elevado pueden resultar necesarios, al igual que las técnicas de filtración doble alternativa para conseguir unos niveles satisfactorios con una utilización mínima de la tierra. Esta consideración puede por sí sola determinar en gran medida la elección de un matadero. En zonas rurales, con escasa limitación de disponibilidad de tierras, los sistemas primarios (tratamiento físico/químico) suelen bastar y, de ser necesario lograr unos niveles superiores de tratamiento de las aguas residuales, se ha considerado adecuada alguna forma de tratamiento en estanques.

    La mayoría de los países en desarrollo se encuentran en zonas tropicales o áridas y cuando la incidencia de enfermedades epizoóticas es sumamente elevado el peligro para la salud pública es mayor que en las regiones templadas. Incluso así, los animales sanos en cualquier región debe darse por supuesto son portadores no descubiertos de salmonelas. Los organismos patógenos, como los bacilos de la fiebre tifoidea, los quistes de la disentería y las huevas de las lombrices, se ha demostrado que inicialmente no se ven afectados por los tratamientos anaeróbicos. Debido a ello, sea cual sea el procedimiento o grado de tratamiento de las aguas residuales que se adopte, habría que desinfectar siempre a las aguas residuales finales y aplicar tratamiento térmico al cieno, particularmente en las plantas de preparación de productos no comestibles donde pueden proliferar las esporas del ántrax.

    No obstante las desventajas climáticas, la situación de la tierra es tal que a menudo se dispone de más terrenos para la producción de cultivos y la aplicación de procedimientos de riego que en los países industrializados posiblemente más urbanizados. Cuando se dispone de una superficie de tierra adecuada y las condiciones climáticas son favorables, las aguas residuales digeridas pueden estancarse en estanques de oxidación adecuadamente diseñados, para que la fotosíntesis pueda actuar y se pueden descargar las aguas residuales que tienen una demanda bioquímica de oxígeno negativa. Ese tratamiento en estanques evita las dificultades de la nitrificación y supera los problemas relacionados con un cieno finamente dividido puesto que los únicos sólidos descargados son los asociados con el fitoplancton vivo que puede darse por supuesto se transforma en un componente de la flora biológica de las aguas receptoras. Una ventaja de este tratamiento en estanque reside en la capacidad de reducir las bacterias en las aguas residuales descargadas. Por otro lado, para los mataderos de tamaño intermedio, el costo de esa purificación de las aguas residuales es prohibitivo y, aunque sea a expensas de la calidad de las aguas residuales, la etapa del tratamiento en estanque podría omitirse y el tratamiento primario solo resultaría de una calidad suficiente para el riego en los pastizales para el ganado bovino o en los forrajes para las ovejas. Esas aguas residuales primarias tendrían un alto contenido orgánico (la demanda bioquímica de oxígeno podría llegar a 1000 mg/L), cierta cantidad de sólidos en suspensión (por ejemplo, 100 mg/L) y un elevado número de bacterias, por lo que consecuentemente las aguas de desecho probablemente contendrían algunos microorganismos patógenos.

    Los estanques, en cambio, reducirían considerablemente las posibilidades de que las aguas residuales finales contengan organismos patógenos. Sin embargo, si las aguas residuales se utilizan después del tratamiento primario exclusivamente, este problema podría superarse en gran medida utilizando una rotación de pastizales y tierras de regadío en barbecho después del período de riego durante por lo menos dos semanas antes de un nuevo pastoreo. Durante ese período morirían los microorganismos patógenos y de otro tipo.

    El empleo de estas aguas residuales primarias para pastos para ovejas o para forrajes para ovejas se ajustaría a lo indicado en el informe técnico de la OMS No 517, relativo a la nueva utilización de las aguas residuales. Esas aguas residuales se han utilizado en muchos países, entre ellos Nueva Zelanda. En las normas de renovación de las aguas de California y Alemania se han enumerado las aguas residuales primarias como adecuadas para los cultivos de semillas y de fibras de forraje. La adopción de esas medidas reduce los gastos del tratamiento de desechos y las economías en la renovación de los pastos de las tierras de regadío aumentará los ingresos resultantes del engorde de ganado en situaciones donde las reses necesitan un amplio descanso y piensos antes de la matanza.

    Uso de las aguas y sus cauces

    Según los decretos 1541/78 por el cual se reglamenta “ De las aguas no marítimas” y 1594/84 por el cual se reglamenta usos del agua y residuos líquidos, se debe seguir un procedimiento y suministrar la información necesaria para obtener concesión de un volumen de agua, permiso de uso de cauces o vertimiento de residuos líquidos, como se relaciona a continuación:

    - Vertimientos

    • Para los vertimientos que se generarán por el desarrollo o ejecución del proyecto, obra o actividad, se deberá mencionar el tipo de vertimiento que se espera, su caracterización, cantidad, calidad, forma de almacenarlo, tratarlo y su disposición final.

    • Ubicación de los vertimientos

    • Caracterización de sus residuos líquidos, indicando las referencias a medir, la frecuencia y demás aspectos que consideren necesarios

    • Número de puntos de vertimiento de los residuos líquidos

    • Sistemas de control existentes, su ubicación y eficiencia de diseño

    • Procesos de producción. Flujograma adjunto con sus puntos de vertimiento

    • Producción actual, proyectos de expansión y proyecciones de producción a cinco años

    • Materias primas y otros suministros utilizados

    • Cuerpos receptores de los vertimientos

    • Concesiones otorgadas o identificación de la cuenta en el acueducto correspondiente

    • Usos del agua y suelo ( aguas abajo y arriba del proyecto).

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