Estudio comparativo de la mitigación de la huella de carbono y ecológica de sistemas de depuración aplicados a efluentes de explotaciones ganaderas

Abstract

La industria porcina es uno de los sectores ganaderos de mayor importancia en España. A nivel mundial, España es el segundo país productor de carne después de China y la cuarta potencia productora después de China, EEUU y Alemania. Dado el incremento en el sector ganadero, las explotaciones extensivas han evolucionado a sistemas de producción intensivos en donde se incrementó generación de los residuos ganaderos. Los residuos orgánicos generados por esta industria derivan una serie de problemas medioambientales si no son gestionados de forma correcta, no solo causando problemas atmosféricos, como malos olores, gases irritantes, desnitrificación sino además impacto suelo y aguas causando como consecuente variación de pH, metales pesados, carga orgánica… Es por ello, que para minimizar estos impactos han venido implantando sistemas de tratamiento-depuración, “convencionales”, con eficiencia variable pero que a menudo, incurren en costos y modos de operación y mantenimiento que, en ocasiones, el ganadero no puede afrontar o por sistemas de tratamiento-depuración natural o “noconvencional” que usualmente utilizadas en pequeñas comunidades podrían ser adaptados para un uso dentro de una explotación ganadera, debido a su bajo coste y mantenimiento y con una huella de carbono reducida. Debido a la necesidad de ampliar los conocimientos entorno a los sistemas de tratamiento-depuración natural esta tesis se basa en la experiencia de aplicación de estos sistemas en tres explotaciones ganaderas ubicadas en la isla de Gran Canaria estudiadas en la tesis del el tutor Carlos Alberto Mendieta Pino desarrollando correlaciones matemáticas con el fin de conocer el ciclo de vida de estos sistemas y la reducción de contaminantes de estos residuos. Continuando con estos resultados y observando que se disminuye el impacto ambiental aplicando estos sistemas se ha desarrollado una herramienta para a partir de la caracterización de los residuos ganaderos, diseñar estos sistemas según tipo, caudal, carga orgánica y ubicación. Por último, el modelo de un proceso de digestión anaerobia constituye una herramienta muy útil, tanto para la optimización del diseño, como para la operación de plantas de tratamiento. Esto permite determinar el efecto de las características del sustrato y la carga sobre la evolución del proceso lo que mejora el conocimiento de los mismos mediante la comparación con datos experimentales y testar hipótesis. En este estudio se propone el uso de un modelo matemático AM2 basado en dos reacciones biológicas de descomposición anaeróbica, uno para el proceso de acetogénesis, considerando un crecimiento tipo Monod, y otro para la metanogénesis, teniendo en cuenta el crecimiento de Haldane. Este se llevará a cabo en un digestor CSTR de mezcla completa, sobre el cual a posteriori se realizarán las simulaciones correspondientes para distintos estados