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GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 1 GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRICOLAS PARA LA GENERACIÓN DE MATERIAS PRIMAS EN EL MUNICIPIO DE COTA CUNDINAMARCA RAUL CORONADO GUTIERREZ RICARDO VALENCIA LOPEZ UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA INDUSTRIAL BOGOTÁ 2015 GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 2 GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRICOLAS PARA LA GENERACIÓN DE MATERIAS PRIMAS EN EL MUNICIPIO DE COTA CUNDINAMARCA RAUL CORONADO GUTIERREZ CODIGO: 20031015025 RICARDO ARTURO VALENCIA LÓPEZ CODIGO: 20061015047 Proyecto de grado presentado para optar al título de INGENIERO INDUSTRIAL Director HELVER RICARDO TOCASUCHE UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA INDUSTRIAL BOGOTÁ 2015 GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 3 NOTA DE ACEPTACION _____________________________________ _____________________________________ _____________________________________ _____________________________________ _____________________________________ __________________________________________ FIRMA DEL JURADO __________________________________________ FIRMA DEL JURADO __________________________________________ FIRMA DEL DIRECTOR BOGOTA D.C, __________________ GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 4 DEDICATORIA Para nuestras familias las cuales siempre han sido un gran apoyo, durante nuestro proceso de formación personal y profesional. A mis padres que con su apoyo incondicional no permitieron que desfalleciera en esta meta propuesta, a mi tío quien siempre fue una guía en el camino, a mis hermanos y su buen ejemplo que me motivo a seguir adelante y a cada una de las personas que con sus buenos deseos me dieron fuerza para lograrlo. (Raúl Coronado, 2015) A mi madre Amalia Inés López Daza, quien ha estado en todo momento apoyándome y a quien gracias a sus esfuerzos ha contribuido en gran medida a alcanzar esta meta. A mis amigos y a todos quienes de alguna manera me ayudaron, en el camino de llegar a ser profesional, a todos ellos les dedico este nuevo logro en mi vida. (Ricardo Valencia, 2015) GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 5 AGRADECIMIENTOS Al Sr. Camilo Torres, persona que planto la semilla para que se desarrollara este proyecto, por su colaboración sin tener algún compromiso con nosotros. A todas las personas que aportaron de alguna manera para poder llegar a culminar con este trabajo de grado, con sus ideas, su tiempo y/o paciencia. GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 6 Tabla de Contenido INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................................................... 10 1. MARCO TEÓRICO ......................................................................................................................................... 12 1.1 RESIDUOS APROVECHABLES ............................................................................................................................. 12 1.2 RESIDUOS AGRÍCOLAS ...................................................................................................................................... 14 1.2.1 Residuos fitosanitarios ............................................................................................................................... 14 1.2.2 Fertilizantes ............................................................................................................................................... 14 1.2.3 Biomasa residual ....................................................................................................................................... 15 1.2.4 Residuos Inertes ......................................................................................................................................... 15 1.3 USOS ACTUALES PARA LA BIOMASA RESIDUAL ................................................................................................. 15 1.3.1 Compostaje ................................................................................................................................................ 16 1.3.2 Biocombustibles ......................................................................................................................................... 16 1.3.3 Alimento Animal......................................................................................................................................... 18 1.3.4 Biofertilizantes ........................................................................................................................................... 18 1.3.5 Biofermentos .............................................................................................................................................. 19 1.4 DESARROLLOS EN EL MUNDO ............................................................................................................................ 20 1.4.1 Biorefinerias .............................................................................................................................................. 20 1.4.2 Bioplásticos ................................................................................................................................................ 21 1.4.3 Estudios Relacionados al Aprovechamiento de Biomasa .......................................................................... 22 1.5 DESARROLLOS EN COLOMBIA ............................................................................................................................ 23 1.6 MUNICIPIO DE COTA .......................................................................................................................................... 27 1.6.1 Geografía ................................................................................................................................................... 27 1.6.2 Economía ................................................................................................................................................... 28 1.6.3 Producción Agrícola .................................................................................................................................. 31 1.6.4 Prácticas Agrícolas .................................................................................................................................... 33 1.6.5 Mapa del Municipio de Cota ..................................................................................................................... 37 1.7 MARCO CONCEPTUAL DEL PLAN DE GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS ...................................................... 38 1.7.1 Gestión ................................................................................................................................................... 38 GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 7 1.7.2 Gestión integral ...................................................................................................................................... 38 1.7.3 Tratamiento............................................................................................................................................ 38 1.7.4 Reciclaje .................................................................................................................................................. 39 1.7.5 Plan de Gestión Integral de Residuos .................................................................................................... 39 1.7.6 Contenido básico del plan de gestión integral de residuossolidos ....................................................... 39 2. IDENTIFICACIÓN DE RESIDUOS .............................................................................................................. 41 2.1 PRINCIPALES LAVADEROS DE LA REGIÓN ................................................................................................... 42 2.2 HORTALIZAS PRODUCTORAS DE RESIDUOS DE INTERÉS ............................................................................... 45 2.2.1 Lechuga (lactuca sativa) ............................................................................................................................ 45 2.2.2 Espinaca (Spinaciaoleracea) ..................................................................................................................... 47 2.2.3 Perejil (Petroselinumcrispum) ................................................................................................................... 48 2.2.4 Rábano (Raphanuns-raphanistrumsativus)................................................................................................ 49 2.3 ANÁLISIS DE OPERACIÓN DE LAVADEROS .................................................................................................. 50 2.4 RESIDUOS PRODUCIDOS EN LOS LAVADEROS .............................................................................................. 51 2.5 RESIDUOS EN LOS CULTIVOS .............................................................................................................................. 54 3. PLAN DE RECOLECCIÓN DE RESIDUOS ................................................................................................ 55 3.1 FRECUENCIA DE RECOLECCIÓN DE LOS RESIDUOS .............................................................................................. 58 3.2 ESPACIOS Y ELEMENTOS A IMPLEMENTAR .......................................................................................................... 65 3.2.1 Contenedores para la disposición de residuos .......................................................................................... 66 3.2.2 Espacio para la disposición de residuos dentro de los lavaderos. ............................................................ 68 3.2.3 Diseño de las tarimas para la disposición de residuos .............................................................................. 70 3.3 RUTA DE RECOLECCIÓN ...................................................................................................................................... 70 3.4 EQUIPO DE PROTECCIÓN DE PERSONAL ............................................................................................................... 72 4. PROCESAMIENTO DE RESIDUOS ............................................................................................................. 74 4.1 MATRIZ DOFA COMO HERRAMIENTA DE SELECCIÓN DE PROCESO DE GESTIÓN DE RESIDUOS .......................... 75 4.2 PRODUCCIÓN DE ABONO ORGÁNICO A TRAVÉS DE COMPOSTA ............................................................................ 77 4.1.1 Tamaño de pila de composta ..................................................................................................................... 79 GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 8 4.1.2 Actividades de control del proceso ............................................................................................................ 80 4.1.3 Distribución de planta ............................................................................................................................... 85 4.1.4 Eficiencia del proceso ................................................................................................................................ 86 5. ANÁLISIS DE IMPACTO ............................................................................................................................... 91 5.1 ANÁLISIS ECONÓMICO ................................................................................................................................ 91 5.1.1 Opción 1: Compra del vehículo ................................................................................................................ 91 5.1.2 Opción 2: Alquiler del vehículo ............................................................................................................. 96 5.1.3 Análisis de opciones mediante VAN y TIR .............................................................................................. 99 5.2 ANÁLISIS AMBIENTAL ...................................................................................................................................... 101 6. PLAN DE GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS ........................................................... 102 6.1 DIAGNÓSTICO DE LAS CONDICIONES ACTUALES ....................................................................................... 102 6.2 ALTERNATIVAS DE MANEJO EN EL MARCO DE LA GESTIÓN INTEGRAL DE LOS RESIDUOS ........................ 103 6.3 IDENTIFICACIÓN Y ANÁLISIS DE ALTERNATIVA VIABLE ........................................................................... 104 6.4 DESCRIPCIÓN DE ACTIVIDADES DE DIVULGACIÓN, CONCIENTIZACIÓN Y CAPACITACIÓN. ....................... 104 6.5 DESCRIPCIÓN DE ACTIVIDADES DISPOSICIÓN, RECOLECCIÓN, TRANSPORTE Y APROVECHAMIENTO .......... 104 6.6 DETERMINACIÓN DE LOS PUNTOS ESTRUCTURALES ................................................................................. 105 6.6.1 Objetivos .................................................................................................................................................. 105 6.6.2 Cronograma de Actividades ................................................................................................................ 106 6.5.3 Partes involucradas dentro del plan .................................................................................................... 106 7. RESULTADOS OBTENIDOS ....................................................................................................................... 108 7.1 IDENTIFICACIÓN DE RESIDUOS ......................................................................................................................... 108 7.2 RECOLECCIÓN DE RESIDUOS ............................................................................................................................. 109 7.3 PROCESAMIENTO DE RESIDUOS ........................................................................................................................ 111 7.3 ANÁLISIS DE IMPACTO ECONÓMICO Y AMBIENTAL .......................................................................................... 111 CONCLUSIONES ................................................................................................................................................... 113 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................................................... 115 GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 9 ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................................................................................. 119 ÍNDICE DE FIGURAS ........................................................................................................................................... 121 GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 10 Introducción Este se estudió se desarrolló con el apoyo la secretaria de medio ambiente, agricultura y desarrollo (SAMADE), sus ingenieros y técnicos expertos en estos temas siempre brindaron orientación y concejos respecto a las decisiones a tomar, además fueron ficha clave para el contacto directo con los procesos, cultivos, campesinos, propietarios de lavaderos hortícolas, además sirvieronde intermediarios en la consecución de permisos e ingreso a lugares de interés, todo el respaldo por parte de este ente público finalmente fue el que facilito el desarrollo del proyecto respecto al trabajo de campo. La producción agrícola en Colombia es uno de los pilares económicos para el desarrollo del país. Lo cual vitaliza las iniciativas que propenden hacia la búsqueda de soluciones a sus problemas más relevantes y a encontrar mejoras que optimicen su funcionamiento. Encontrar maneras de aumentar las utilidades de los productores agrícolas, dando un mejor uso de los recursos que se encuentren a su disposición, es una forma de generar una contribución a este sector, desde el campo de acción de un ingeniero industrial. Así mismo la gestión de los desechos y residuos desde el punto de vista ambiental, es un aspecto que preocupa actualmente a la sociedad, pues el rumbo que pueda tomar el futuro, depende de las acciones que se empiecen a tomar desde ahora, por eso buscar maneras de usar los residuos o mejorar el uso de los recursos, son aportes dentro de la búsqueda del equilibrio entre el avance de la sociedad y la protección del medio ambiente. La utilización de los residuos vegetales provenientes de la actividad agrícola y la posibilidad de implementar usos alternativos para estos, harán que mejore el funcionamiento de la cadena productiva agrícola desde el punto de vista económico, ambiental y social. La GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 11 generación de una materia prima, a base de insumos que eran considerados desperdicios y/o materiales de bajo valor, aumentarían la rentabilidad mediante un producto concebido a partir de estos, sumado a esto se lograra disminuir el costo por parte de los productores en el manejo de estos residuos. En el desarrollo de este proyecto, por medio de la identificación y clasificación de los residuos vegetales (producidos en el municipio de Cota), se determinarán los residuos predominantes, se seleccionarán cuáles entrarán en el proceso de aprovechamiento y seguido de esto se determinará un proceso que se ajuste a los residuos para obtener materias primas, para que se puedan usar dentro de los cultivos o se puedan comercializar como insumos, tales como compostaje, bioabonos, biocombustible, entre otras posibilidades. El propósito de este proyecto es desarrollar un plan de gestión integral de residuos vegetales, para los sistemas de producción agrícolas en el municipio de Cota (Cundinamarca), e identificar procesos de transformación adecuados que generen materias primas o insumos, a partir de los residuos recuperados. Se consideraron los siguientes puntos a trabajar para lograr el propósito principal del proyecto: Identificar los principales residuos vegetales de la producción agrícola en el municipio de Cota (Cundinamarca). Diseñar un plan de recolección para los residuos orgánicos de interés, producidos en el municipio de Cota (Cundinamarca). Determinar procesos de trasformación aplicables a los residuos orgánicos identificados, que los reincorporen al sistema productivo. GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 12 1. Marco Teórico Según el diccionario de la real academia de la lengua española un residuo se define como: “material que queda como inservible después de haber realizado un trabajo u operación” (Real academia de la lengua española, 2001), la acumulación de estos residuos se convirtió en un problema de impacto mundial, generando una preocupación por el estudio de estos temas. 1.1 Residuos Aprovechables El aprovechamiento se entiende como el conjunto de fases sucesivas de un proceso, cuando la materia inicial es un residuo, entendiéndose que el procesamiento tiene el objetivo económico de valorizar un residuo u obtener un producto o subproducto utilizable. Aprovechables son aquellos residuos que pueden ser utilizados o trasformados en otro producto reincorporándose al ciclo económico y con valor comercial. La maximización del aprovechamiento de los residuos generados y en consecuencia la minimización de las basuras, contribuye a conservar y reducir la demanda de recursos naturales, disminuir el consumo de energía, preservar los sitios de disposición final y reducir sus costos, así como reducir la contaminación ambiental al disminuir la cantidad de residuos que van a los sitios de disposición final, o que simplemente son dispuestos en cualquier sitio contaminando el ambiente. El aprovechamiento debe realizarse siempre y cuando sea económicamente viable, técnicamente factible y ambientalmente conveniente. (al. R. V., 2003) GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 13 De tal manera, que las normas y acciones orientadas hacia los residuos aprovechables deben tener en cuenta lo siguiente: Se trata de materia prima con valor comercial, en consecuencia sujeta a las leyes del mercado y consideradas como insumo. Su destino es el aprovechamiento ya sea de manera directa o como resultado de procesos de tratamiento, reutilización, reciclaje, producción de bioabono, generación de biogás, incineración con producción de energía, entre otros. La definición de residuo aprovechable se deberá hacer por las autoridades ambientales y municipales en sus respectivos planes de Gestión de Residuos Sólidos, que deberán formular. La calificación de residuo aprovechable debe darse teniendo en cuenta que existe un mercado para el residuo, en el cual están comprometidos los generadores de las materias primas y de los productos finales. Deben ser objeto del establecimiento de incentivos de toda índole, en especial económicos y tributarios. Teniendo en cuenta que el análisis del impacto de un producto o procesos debe ser integral, los incentivos que se otorguen deben considerar el proceso productivo en su integridad, de modo que no se distorsionen los objetivos de la gestión ambiental, que consisten no solo el disminuir un impacto ambiental especifico pos consumo, si no todos los que se generan durante el proceso productivo. La población que actualmente está realizando las actividades de recuperación debe tener reconocimiento y espacio para su trabajo. (Ministerio del Medio Ambiente, 1997) GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 14 1.2 Residuos Agrícolas Residuos procedentes de actividades agrícolas, ganaderas o forestales, a los que no se les puede dar un destino útil. No se incluyen aquí aquellos procedentes de la industria agroalimentaria (industria basada en los productos agrícolas). (al. R. V., 2003) En la actualidad se distinguen 4 tipos de residuos agrícolas: 1.2.1 Residuos fitosanitarios Son sustancias químicas cuya función es eliminar seres vivos que compiten con el hombre por los recursos agrarios, por la movilidad que presentan los productos utilizados, además de por su alto grado de persistencia en el ambiente y su empleo a escala mundial, pueden llegar a extenderse por toda la biosfera siendo factible llegar a encontrase en cualquier punto del planeta restos más o menos significativos de los mismos. (LIFESINERGIA.ORG, 2006) 1.2.2 Fertilizantes Varias son las causas por las que este tipo de residuos agrícolas contamina las aguas superficiales y profundas; su alta solubilidad, el desmedido abuso en su utilización y aplicación muchas veces incorrecta. Dentro de este tipo de contaminación es especial mente grave la ocasionada por los compuestos de nitrógeno-amonio, nitritos y nitratos- fosforo; ambos contribuyen a intensificar la eutrofización, llegando las aguas subterráneas de determinadas zonas agrícolas en muchas ocasiones a dejar de cumplir las especificaciones de potabilidad. Provocan una contaminación difusa, denomina así GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 15 por la dificultad de localizar las fuentes y su alto grado de dispersión. (LIFESINERGIA.ORG, 2006) 1.2.3 Biomasa residual Resultantede los residuos agrícolas o de las industrias de transformación estos residuos de composición química parecida son renovables puesto que provienen de seres vivos, se generan en grandes cantidades y están muy dispersos en el espacio. Todos los vegetales están constituidos mayoritariamente por agua, celulosa y lignina. Debido al carácter biológico de estos residuos son lentamente biodegradables por lo que el incremento experimentado por las producciones agrícolas ha desequilibrado su ciclo natural dando lugar a problemas sanitarios y paisajísticos, además de un despilfarro de recursos potenciales. (LIFESINERGIA.ORG, 2006) 1.2.4 Residuos Inertes Los materiales empleados en la actividad agrícola que queda como residuo (plásticos, sustratos artificiales, embaces metálicos o plásticos, cartón, restos de maquinaria, etc.), tienen potencial para contaminar el suelo y las aguas, es necesario impedir la contaminación de estos hábitats naturales poniendo los mecanismos oportunos de correcta gestión de dichos residuos inertes. (LIFESINERGIA.ORG, 2006) 1.3 Usos Actuales para la Biomasa Residual En la actualidad son muchos los usos que se le están dando a los residuos de todo tipo, puesto que son impulsados por factores ambientales, económicos, sociales o meramente políticos, GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 16 desde el punto de vista agrícola los principales usos que se le dan a los residuos son los siguientes: 1.3.1 Compostaje El compostaje es un proceso natural y bioxidativo, en el que intervienen numerosos y variados microorganismos aerobios que requieren una humedad adecuada y sustratos orgánicos heterogéneos en estado sólido, implica el paso por una etapa termófila dando al final como producto de los procesos de degradación de dióxido de carbono, agua y minerales, como también una materia orgánica estable, libre de patógenos y disponible para ser utilizada en la agricultura como abono acondicionador de suelos sin que cause fenómenos adversos. (ARROYAVE, 1999) 1.3.2 Biocombustibles Desde una perspectiva etimológica, serían los combustibles de origen biológico pero esta definición incluiría el petróleo, ya que este procede de restos fósiles que existen desde hace millones de años, una mejor definición seria que son los combustibles de origen biológico obtenidos de manera renovable a partir de restos orgánicos. Los biocombustibles constituyen la primera fuente de energía que conoció la humanidad. Entre las fuentes de los biocombustibles, están la biomasa proveniente de cultivos como caña de azúcar, maíz, sorgo, yuca y otros, usada para producir etanol y los aceites provenientes de la palma africana, soya, higuerilla, jatropha, curcas, colza y otras plantas, utilizados para producir biodiesel. (Intituto Interamericano de cooperacion para la agricultura, 2007) GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 17 Por otra parte: Los aceites vegetales (colza, soja, girasol, etc.) pueden transformarse en un sustituto del gasóleo denominado biodiesel, que puede mezclarse con el gasóleo convencional o utilizarse en estado puro. La remolacha azucarera, los cereales y otros cultivos producen por fermentación un alcohol (bioetanol) que además de poder aditivarse directamente a la gasolina o ser utilizado como combustible de automoción en estado puro, también puede incorporarse a la gasolina tras haber sido transformado en ETBE mediante su síntesis con el isobutileno (subproducto de la destilación del petróleo). Por otra parte, diversos indicios permiten pensar que en el futuro será posible producir un bioetanol económicamente competitivo a partir de la madera o de la paja. Los residuos orgánicos pueden ser transformados en energía utilizable como combustible de automoción. Los aceites usados (aceites de fritura) se pueden convertir en biodiesel, mientras que el estiércol y los residuos orgánicos de origen doméstico permiten producir biogás y los residuos vegetales son transformables en bioetanol. En la mayoría de los casos, las cantidades son limitadas, pero las materias primas son gratuitas y su utilización permitirá reducir los problemas de gestión de residuos (y los costes correspondientes). Los avances tecnológicos permiten suponer que, a medio plazo, podrían llegar a ser competitivos otros biocarburantes líquidos y gaseosos producidos mediante tratamiento termoquímico de la biomasa, entre los que cabe mencionar el biodimetiléter, el biometanol, los bioaceites (obtenidos por pirolisis) y el hidrógeno. (Comision de las comunidades europeas, 2001) GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 18 1.3.3 Alimento Animal En lo que concierne a: Los rumiantes, en virtud de su fermentación pre gástrica, son capaces de hacer un mejor uso de los alimentos ricos en celulosa que los mono gástricos. Por consiguiente, es importante aprovechar esta habilidad en la alimentación de rumiantes con forrajes y residuos celulósicos, que en otra manera no podrían utilizarse para la alimentación del hombre. En países tropicales, los problemas de alimentación de rumiantes son diferentes a los encontrados en las zonas templadas. Comparativamente en el trópico los recursos son escasos y los forrajes son de menor calidad como consecuencia de factores climáticos. Parte de la solución a los problemas del trópico puede ser el hallazgo de métodos de utilización más eficientes de residuos o desechos que actualmente son pobremente utilizados. Entre estos recursos se incluyen residuos de cosecha, subproductos y plantas nativas, particularmente aquellas de ramoneo. (Centro Internacional de investigaciones para el desarrollo - centro Agronomico tropical de investigacion y enseñanza, 1980) 1.3.4 Biofertilizantes Los biofertilizantes son inoculantes microbianos o grupos de microorganismos, los cuales, de una forma u otra, proveen o mejoran la disponibilidad de nutrientes cuando se aplican a los cultivos. La utilización de los biofertilizantes en los sistemas productivos es una alternativa viable y sumamente importante para lograr un desarrollo agrícola económicamente sostenible ya que permite una producción a bajo costo, no contamina el ambiente y mantiene la conservación del suelo desde el punto de vista de fertilidad y biodiversidad. (Soto & GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 19 Melendez , 2003) Tipos de biofertilizantes: Fijadores de nitrógeno: estos microorganismos tienen la capacidad de trasformar el nitrógeno atmosférico a amonio y suministrarlo a los cultivos mediante varios procesos. Solubilisadores de fosforo: paso de formas orgánicas a inorgánicas, insolubles a solubles mediado por microorganismos. Captación de fosforo: otro grupo de microorganismos ampliamente conocidos y estudiados tiene la capacidad de aumentar el área de captación y absorción de nutrientes, principal mente fosforo, a través de las raíces. Promotores de crecimiento: estos son microorganismos que durante su actividad metabólica, son capaces de producir y liberar sustancias reguladoras de crecimiento para las plantas. En la actualidad el uso de biofertilizantes, aplicados como inoculantes dentro de los sistemas de producción agrícola está teniendo un gran auge especial mente para lograr una mayor disponibilidad de nutrientes en el tiempo y una menor dependencia de los fertilizantes químicos. Esto ha permitido un rendimiento sostenible de los cultivos con la conservación del medio ambiente y una mayor tasa de retorno. (Soto & Melendez , 2003) 1.3.5 Biofermentos Fertilizantes en su mayoría para uso foliar que se preparan a partir de fermentaciones materiales orgánicos. En el país son de uso común los biofermentos a bases de excretas de ganado vacuno o biofermentos de frutas. (Soto & Melendez , 2003) GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 20 1.4 Desarrollos en el Mundo Debido a la importancia que ha tenido el mejortrato al medio ambiente las investigaciones de gestión y reutilización de residuos han tenido gran acogida, internacionalmente se pueden encontrar diferentes investigaciones y avances respecto al tema: 1.4.1 Biorefinerias En primer lugar: Es una instalación industrial que procesa y convierte la biomasa para transformarla en combustible, energía y productos químicos. De esta forma se establece un proceso análogo a las refinerías de petróleo las cuales producen una múltiple variedad de productos a partir del petróleo, las biorefinerias industriales representan una estrategia integral para la utilización de la biomasa y la creación de una nueva actividad basada en ella. En segundo lugar: La elaboración de productos diversos permite obtener ventajas comparativas sobre los procesos individuales ya que aprovecha las etapas intermedias de la transformación, para maximizar el rendimiento de la biomasa que es ingresada al sistema. De esta manera una biorefineria puede simultáneamente producir productos químicos, biocombustibles líquidos, electricidad y calor. (Castells, 2012) Por otra parte: La multinacional ABENGOABIOENERGIA, implemento una biorefineria en salamanca España y con el éxito de su tecnología wasteto fuel, está aplicando este modelo en Hugoton – Kansas, Estados Unidos la cual entrara en operación a finales del 2013. GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 21 Abengoa bioenergía es uno de los principales productores de biocombustibles en Europa y América, con un total de 3.175 ML de capacidad de producción instalada, distribuida entre 14 plantas, en cinco países distintos de tres continentes. Tecnología wasteto fuel: se obtienen biocombustibles a partir de residuos procedentes de materia orgánica mediante un tratamiento de fermentación e hidrólisis enzimática. Durante el proceso de transformación, la materia orgánica se somete a diversos tratamientos para producir fibra orgánica, rica en celulosa y hemicelulosa, que se convierte en bioetanol después. (Eleconomista España, 2013). Por consiguiente: El pasado 9 de julio se inauguró en el Reino Unido la mayor planta de bioetanol de esta región. Con una producción de 420 millones de litros, usando como materia prima trigo. Esta planta es una iniciativa entre AB Sugar, British Petroleum y dupont, la cual es capaz de producir cerca de 1/3 de la demanda actual de bioetanol en el reino unido. (Praj industries Limited, 2013). 1.4.2 Bioplásticos Una alternativa a la producción de plástico, es el uso bacterias que fabrican gránulos de un plástico biodegradable llamado polihidroxialcanoato (PHA). Las bacterias pueden crecer en cultivo y el plástico ser extraído fácilmente. Los científicos identificaron los genes bacterianos que llevan la información para fabricar el PHA y los transfirieron al maíz, para poder más adelante fabricarlo a partir de este cultivo. (Almeida, Ruiz, & Lopez, 2004) GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 22 1.4.3 Estudios Relacionados al Aprovechamiento de Biomasa Un ejemplo claro es un estudio en argentina sobre, "APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS AGRÍCOLAS. PROCESAMIENTO DE LA CAJA DEL MANÌ, SU CONVERSIÓN BIOLÓGICA Y PRODUCTOS”. El cual a groso modo trata de lo siguiente: En Córdoba (Argentina) se generan anualmente más de 150.000 t de cáscara de maní. Se la utiliza de diversas formas, pero la gran mayoría queda a cielo abierto generando contaminación, peligro de auto ignición o son quemadas intencionalmente para reducir su volumen que produce otros tantos inconvenientes ambientales. La estructura celular de la caja de maní está formada por celulosa, hemicelulosa y lignina, entre otros. La lignina presenta tiempos de biodegradación natural de 100 años o más. Esta se acelera vía fermentación sobre Sustrato Sólido (SSF) con Pleurotusostreatus. Este provoca la conversión de los compuestos lignocelulósicos generando un nuevo residuo de posible utilización como alimento de rumiantes, producción de enzimas y biofertilizantes. Objetivos: Conocer la dinámica de desarrollo de P. Ostreatus y su influencia sobre la degradación de lignina, ya que su crecimiento produce la degradación de la misma, además de setas comestibles se comprueba que el hongo durante la invasión del sustrato consume compuestos simples. Durante la fructificación disminuyen pectinas, oligosacáridos y claramente la lignina. Esto expresa que la fructificación es la etapa principal en la degradación de lignina. Por lo que es importante conocer más sobre la preparación del soporte para mejorar la reducción de lignina y la eficiencia biológica de setas. (REDISA Red de Ingeniería en Saneamiento Ambiental, 2008) GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 23 En México encontramos un artículo denominado, “Reaprovechamiento integral de residuos agroindustriales: cascara y pulpa de cacao para la producción de pectinas”, podemos resaltar dos fragmentos del resumen presentado en el artículo: En la explotación cacaotera sólo se aprovecha económicamente la semilla, que representa aproximadamente un 10% de la masa del fruto fresco. Los subproductos generados, la cáscara y la pulpa, cuando se depositan en los suelos se consideran un foco para la propagación de un hongo del género Phytophorasp, el cual es el causante principal de pérdidas económicas de la actividad cacaotera. Investigadores de México, productor de cacao desde épocas precolombinas, han estudiado su uso como fuente de fibra para galletas y como fuente de pectinas para mermeladas artesanales orgánicas. Existen estudios a nivel internacional para ambos usos, por lo que en esta investigación se comparan los resultados obtenidos con cáscara y pulpa de frutos que ya se encuentran en su última etapa del climaterio. Se comparó el comportamiento de la pectina extraída de los subproductos del cacao con una pectina comercial proveniente de la cáscara de cítricos, realizando evaluaciones organolépticas de escala hedónica para color, sabor, aroma, capacidad de gelatinización y aceptabilidad general… Puede concluirse que la pectina obtenida de la cáscara de cacao es aceptable para ser empleada en la industria alimentaria dando un valor agregado a este subproducto, especialmente para mejorar las condiciones de los campesinos mexicanos que cultivan el cacao. (Franco, 2010) 1.5 Desarrollos en Colombia En Colombia el ente regulador a nivel nacional del medio ambiente es el ministerio del medio ambiente y desarrollo sostenible, dentro de sus funciones que se encuentran estipuladas en el artículo 2 del decreto 3570 en el numeral 2 GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 24 Diseñar y regular las políticas públicas y las condiciones generales para el saneamiento del ambiente, y el uso, manejo, aprovechamiento, conservación, restauración y recuperación de los recursos naturales, a fin de impedir, reprimir, eliminar o mitigar el impacto de actividades contaminantes, deteriorantes o destructivas del entorno o del patrimonio natural, en todos los sectores económicos y productivos. (Ministerio Ambiente y Desarrollo Sontenible, 2011) Numeral 11, “Coordinar, promover y orientar las acciones de investigación sobre el ambiente y los recursos naturales renovables y sobre modelos alternativos de desarrollo sostenible.” (Ministerio Ambiente y Desarrollo Sontenible, 2011), esto demuestra la creciente preocupación por el medio ambiente, que como epidemia se ha desatado por todo el mundo y por supuesto ya ha llegado a Colombia. Ahora bien, el primer intento por conocer la situación de los residuos sólidos en el país, lo efectuó el ministerio de salud, dirección de saneamiento ambiental, en el año de 1975, la información que se obtuvo sirvió de base para formular el Programa Nacional de Aseo Urbano-PRONASU. El diagnostico identifico como problemas muy bajos niveles de coberturas, uso de equipos inadecuados, ausenciade servicio de aseo en sitios urbanos menores y zonas periféricas, cobro del servicio como impuesto y no como tarifa, entre otros; se destacaba que ni un solo centro urbano utilizaba un proceso de disposición final controlado, pero si tenía presencia importante las actividades de recuperación de papel, cartón, vidrio como envase, chatarra y hueso, entre los elementos de mayor mercado. Posteriormente se han adelantado, entre otros, los estudios que se citan a continuación y con los cuales se puede ampliar la información al respecto: GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 25 “contaminación industrial en Colombia” editada en 1994, en su artículo “el estado del ambiente en Colombia” realizado por Ernesto Sánchez Carlos Herrera. La información fue procesada en 1992. “Bases técnicas para el Plan de Agua del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico” del Ministerio de Desarrollo, realizado en 1995. “Análisis Sectorial de Residuos Sólidos en Colombia” (OPS 1995), documento liderado por el ministerio del medio ambiente y que contó con el apoyo de la OPS/OMS y el banco mundial, y en el cual se encuentra de manera detallada una representación de la problemática y manejo de los residuos sólidos por municipios y regiones. (Ministerio del Medio Ambiente, 1997) Es de vital importancia mencionar que, en la Universidad de Cartagena, Cartagena de indias (Colombia), se realizó un estudio sobre la producción de bioetanol a partir de la fermentación alcohólica de jarabes glucosados derivados de cáscaras de naranja y piña, este fue publicado en un artículo, como conclusiones llegaron ase pudo observar que las cáscaras de naranja son las de mejor comportamiento; poseen un mayor porcentaje de azúcares reductores y por consiguiente sus jarabes glucosados produjeron mayor contenido de etanol. El rendimiento en la obtención de etanol a partir de cáscaras de piña y naranja es bajo, sin embargo, teniendo en cuenta que las cáscaras son un residuo no aprovechado y de alta producción en los sectores hotelero e industrial, a gran escala puede constituirse en una alternativa de interés. (al. T. L., 2010) GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 26 De otra manera en la Universidad de Caldas, Manizales (Colombia), se realizó un estudio sobre: aprovechamiento industrial de residuos de cosecha y post cosecha del plátano en el departamento de caldas, este fue publicado en un artículo, donde se llegó a las conclusiones: Se pudo comprobar que se pueden aprovechar residuos de la cosecha y pos cosecha del plátano como el pseudotallo, raquis, segundas y terceras, mediante procesos que se pueden industrializar para obtener productos alimenticios (harinas) y no alimenticios (papel) para darle un mayor valor agregado al cultivo de plátano Dominico-Hartón en el departamento de Caldas. Los residuos de cosecha como el pseudotallo son aptos para la obtención de papel por métodos químicos con mayor rendimiento y calidad de la fibra. Sin embargo estos métodos requieren perfeccionarse desde el punto de vista comercial. Así mismo, se obtuvo harina de raquis del plátano Dominico-Hartón (Musa AAB Simmonds) cultivado en el departamento de Caldas, evaluando su calidad con fines de industrialización, obteniendo como principal resultado una harina con un contenido de fibra superior al de productos de características similares, por lo que se considera como un nuevo alimento que puede ser utilizado en la elaboración de productos de panificación como galletas, alimentos infantiles (coladas) y productos apanados, con excelentes propiedades organolépticas, igualmente, puede sustituir otras harinas tradicionales en especial harinas de subproductos de cereales como el trigo, arroz y el maíz en la alimentación animal. También, se logró extraer almidón mediante dos métodos (seco y húmedo) a partir de segundas y terceras del plátano Dominico-Hartón (Musa AABSimmonds), concluyendo, que el mejor método fue el húmedo por su mayor extracción promedio de 56,76% a GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 27 diferencia del método seco donde el porcentaje promedio fue 49.54%. Se considera que el proceso de molienda húmeda es un procedimiento sencillo y con recuperaciones aceptables, sin embargo este proceso debe perfeccionarse, ya que otros investigadores (Aguirre-Cruz A. et al., 2007) lograron alcanzar extracciones entre 63,90% y 65,30% para este fruto. De esta manera se pudo también confirmar que la extracción de almidones es otra utilidad potencial de los residuos de post cosecha como las segundas y terceras de plátano que se desechan en basureros o se venden a precios bajos, generando problemas sanitarios y elevando los costos de comercialización del plátano de primera calidad. (Meneseset, 2010) Aprovechando los beneficios de las frutas exóticas colombianas, la UN en Manizales adelanta un proyecto que aborda, desde el diseño de una biorrefinería, hasta la creación de un producto para tratar el cáncer. (agencia de noticias Unal Sede Manizales, 2013) 1.6 Municipio de Cota Cota fue fundada como municipio por orden del oidor Diego Gómez de Mena, el 29 de Noviembre de 1.604, siendo la en comendadora Doña María de Santiago. Después de esta fundación se hizo la repoblación en 1.638 por Gabriel Carvajal, y otra nuevamente en 1.670. (Alcaldia de Cota, 2014) 1.6.1 Geografía Cota es un municipio Colombiano situado en el departamento de Cundinamarca, en la provincia de Sabana Centro. El municipio está compuesto por el casco urbano conformado por el barrio Centro y el barrio la Esperanza; y sus 8 veredas: La Moya, Cetime, el Abra, Pueblo Viejo, Parcelas, Rozo, Vuelta Grande y Siberia. GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 28 A Cota se le conoce como la capital indígena colombiana, ya que la mayoría de los chibchas vivieron más cerca a este territorio que a la actual Bogotá El municipio de Cota limita al norte con el municipio de Chía, al sur con el municipio de Funza, al oriente con Suba localidad de Bogotá D.C y al occidente con el municipio de Tenjo. Extensión total: 10.5576 Km2 Extensión área urbana: 1,3 Km2 Extensión área rural: 9.2576 Km2 Altitud de la cabecera municipal (metros sobre el nivel del mar): 2.566 msnm Temperatura media: 14 º C Distancia de referencia: 26 Kilómetros al noroccidente de la ciudad de Bogotá D.C (Alcaldia de Cota, 2014) 1.6.2 Economía Cota es un municipio pequeño dedicado a la agricultura, y a la venta de comidas y platos típicos de la región. Cuenta con variados restaurantes y cafeterías que venden los platos del folclore Cundinamarqués. Cota posee muchos campos de cultivo, los principales son de repollo y lechuga, también se dedican en menor proporción a la ganadería. El municipio no produce mucho dinero anual y en general, la vocación económica de este municipio es Agroindustrial. (Alcaldia de Cota, 2014) GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 29 Principales actividades económicas locales; dentro de las actividades que se desarrollan en el municipio se tienen en cuenta las diferentes actividades como son: (Alcaldia Municipal de Cota, 2012) Agrícolas Pecuarias Artesanales Comercio informal Famiempresas Características que definen la actividad económica de cada sector (Alcaldia Municipal de Cota, 2012) Agrícola: Las características que se tienen son el 60% de la población se dedica a esta actividad donde se ha desarrollado por padres, hijos y nuestros ancestros, así mismo, la comunidad continua con esta actividad, por la cercanía con la ciudad de Bogotá y el aeropuerto podemos comercializar y exportar nuestro productos, haciendo más atractivo y apoyando la comunidad y la agricultura es la base del sustento no solo para ellos sino para toda la población. Pecuaria: Las familias que dependen de esta actividad en el municipio son 10% y 12% ya que por ser unapoblación con vocación agrícola la parte pecuaria se desarrolla en menor escala y se tiene en la mayoría de los núcleos. Artesanos: En este momento son grupo que representa un 1% y contamos que con la comunidad indígena que se encuentra rescatando y por ser un grupo GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 30 representativo de nuestra comunidad se convertirá en una fuente de actividad económica, turística, mejorando la calidad de vida. Comercio informal: Creación de la asociación de comerciantes para fortalecer estos grupos conformados por personas ubicadas en su gran mayoría en el casco urbano del municipio y donde la representación es de 1%. Famiempresas: Fortalecer y apoyar desde la parte gubernamental las Famiempresas para una generación de empleo donde contamos con un 5% de la población incluyendo sus núcleos familiares en el cual el resto de la población tiene diferentes actividades económicas. Acceso y uso del suelo: se cuenta con vías para el desarrollo de las diferentes actividades y comercializar los productos. (Alcaldia Municipal de Cota, 2012) a. Tamaño y uso de la tierra: La tierra está distribuida en las diferentes veredas del municipio en donde contamos con 1200 Ha para la actividad agrícola y 400 para la actividad pecuaria. b. Superficie de tierras bajo riego y a secano (Tierra de labor que no tiene riego y solo recibe el agua de lluvia): En este momento contamos con un 80% de las Ha para la producción de cultivos que tienen riego y 20% están en terrenos secano. c. Tenencia del suelo: La tierra en este momento en el municipio está distribuida en un 70% Aprox. propias y el 30 % de estas son en arriendo. GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 31 1.6.3 Producción Agrícola Sistemas de producción Sistemas de producción agrícola: Este se realiza en forma tradicional en labranza mínima y de esta solo un 20% se encuentra tecnificada. (Alcaldia Municipal de Cota, 2012) a. Principales cultivos y variedades: Los cultivos son las hortalizas, aromáticas y la floricultura. b. Tecnología empleada: Se tiene dos sistemas como es labranza mínima y tecnificada c. Superficies por cultivo: La mayoría de los cultivos se manejan en extensiones pequeñas donde podemos tener desde 0.2 Ha hasta 3 Ha de superficie de un cultivo. d. Rendimiento por cultivo: Este se encuentra supeditado a la época del año ya que por las condiciones medio ambientales que actualmente se están presentando sin embargo están entre 8 y 10 toneladas por hectárea. e. Destino de la producción: En la actualidad los productos se están comercializando con supermercados de grandes, pequeñas superficies y con Coor-abastos. f. Infraestructura productiva: Diseño y creación. g. Organización de la fuerza de trabajo: Esta se encuentra en forma informal con contratación por días o labores. 1.6.3.1 Áreas de cultivo En la tabla 1, se identifican las áreas de producción de los cultivos que hay en Cota. GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 32 Tabla 1. Áreas de producción agrícola en Cota CULTIVO AREA DE PRODUCCION (Hectárea) ESPINACA 77.9 CILANTRO 31.3 LECHUGA 13.7 ZANAHORIA 11.2 COLIFLOR 7.3 PEREJIL 3.9 RABANO 2.2 BROCOLI 9 ACELGA 3.1 Fuente: Censo Agrícola 2012 –Secretaría Agropecuaria Medio Ambiente y Desarrollo Económico En la tabla 2, se identifica la producción estimada y características de los productos los cultivos que hay en Cota. GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 33 Tabla 2. Producción estimada y características de los productos agrícolas. CULTIVO Producción Estimada Anual (Toneladas)* Variedad Predominante Estado Físico de la producción *ESPINACA 2325 Hibrido 424 No. 3 Marca Grenell Fresco *CILANTRO 621.40 Patimoro Marca Nacional Fresco *LECHUGA 284.96 Coolguard Fresco ZANAHORIA 336 Cascade Fresco *COLIFLOR 158 Casa Blanca Fresco PEREJIL 49.28 ExtratripleMossCurled Fresco *RABANO 73.62 Bejo 2740 F1 Fresco *BROCOLI 176.75 Legacy Fresco ACELGA 49.60 Penca Blanca Marca Arroyave Fresco Fuente: Evaluaciones Agropecuarias Municipales 2012 – Secretaría Agropecuaria Medio Ambiente y Desarrollo Económico La producción estimada en toneladas es anual, por tanto considera varios ciclos de cultivo de acuerdo a las características de cada cultivo transitorio. 1.6.4 Prácticas Agrícolas La información de este apartado prácticas agrícolas, fue suministrada por parte del tecnólogo agrícola Orlando Cifuentes, funcionario de la secretaria de medioambiente, agricultura y desarrollo económico de Cota. (O. Cifuentes, comunicación personal, 06 de julio de 2014). GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 34 1.6.4.1 Insumos usados Principalmente, para dar origen a nuevas plantas se utilizan diferentes semillas según el cultivo a plantar. Para incrementar o mantener los nutrientes en el suelo, se utilizan fertilizantes granulados los cuales se nombran según el porcentaje de aparición de sus componentes, nitrógeno, fosforo y potasio (pueden encontrarse de varias marcas), principalmente se usan: Fertilizante Triple 15 (15-15-15), de composición equitativa y de propósito general, utilizado para una amplia gama de cultivos Fertilizante13-26-6, desarrollado para altas necesidades de nitrógeno y fosforo. Fertilizante 12-34-12, refuerza el contenido de fosforo, indicado para presiembra o siembra. Para el control de seres vivos considerados como plagas, debido a que pueden estropear los cultivos se realiza el proceso de fumigación, este se realiza utilizando: Pesticida Carbofurano (Furadan), el cual es un insecticida/nematicida que actúa bajo contacto o ingestión y con la actividad sistémica al aplicar al suelo. Otros Así mismo, para el control del crecimiento de malas hierbas se utiliza: Herbicida Glifosato (Raundup) Gramoxone. Otros GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 35 1.6.4.2 Prácticas en cosecha Las prácticas en cosecha son las generales para cualquier cultivo, aun cuando no todos los productores realicen los procesos y procedimientos de la misma manera. Arado: es el proceso por el cual se le hace alistamiento previo a la tierra, se remueve y se generan surcos dependiendo las necesidades del cultivo, este proceso se realiza por medio de tractores. Fertilización: mediante este proceso se le agregan aditivos a la tierra para aumentar sus propiedades nutritivas, las cuales disminuyen conforme al uso del suelo o a veces no son las óptimas, esto según el producto a cultivar, este proceso se realiza por medio de equipos pulverizadores de mochila en algunos casos y en otros manualmente. Siembra: este proceso es en el cual se distribuyen las semillas o plántulas dentro del cultivo para que comience su crecimiento, este proceso es realizado netamente manual Riego: es el proceso por medio del cual es hidratado el cultivo, este proceso se realiza por medio de sistemas de riego diseñados específicamente para cada cultivo. Control biológico: proceso mediante el cual se fumigan los cultivos para eliminar los agentes externos que disminuyen las capacidades del cultivo o lo perjudican. 1.6.4.3 Prácticas en post-cosecha EL producto es lavado antes de entregar al cliente, este se realiza en puntos especializados en el municipio. Se cuenta con aproximadamente seis lavaderos, solo uno de estos es de servicio público y gratuito. GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 36 La selección del producto que será entregado al cliente se realiza de manera manual, aquí se genera grandes desperdicios en cuanto al producto cultivado se refiere. Luego se procede al embalaje, en medidas llamadas atados o canastillas. Finalmente cuando se ha terminado el proceso de embalaje se trasporta a los clientes. En cuanto al área de cultivo será utilizada para otro tipode cultivo diferente, esto es para que se disminuya en lo posible desgaste de la tierra, en cuanto a los mismos nutrientes. 1.6.4.4 Alternativas aprovechables Respecto a las alternativas aprovechables cabe resaltar que durante el proceso de lavado, se realiza una selección manual y se retiran porciones de la hortaliza que disminuyan su calidad, por lo cual es en este punto del proceso donde se puede aprovechar para recolectar los residuos, pues podemos encontrar grandes cantidades de residuos que al final son desechados por los lavaderos. Es así que utilizar los lavaderos como puntos de recolección para los residuos es una oportunidad muy importante para el desarrollo del proyecto. GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 37 1.6.5 Mapa del Municipio de Cota Fuente. Alcaldía Cota Figura 1. Mapa del municipio Cota GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 38 1.7 Marco Conceptual del Plan de Gestión Integral de Residuos En el desarrollo del proyecto se requiere demarcar el significado de algunos conceptos en el marco de gestión de residuos, para direccionar positiva y efectivamente los esfuerzos durante el desarrollo. Algunos conceptos que se consideraran importantes se abordan a continuación, con el fin de alinear al lector con uso de estos en el proyecto, delimitando su significado. 1.7.1 Gestión El concepto de gestión tiene significados similares que varían según el marco de referencia en que se aprecia, se busca abordar los conceptos desde el marco de la gestión de residuos, lo cual arroja: “Es un conjunto de los métodos, procedimientos y acciones desarrollados por la Gerencia, Dirección o Administración del generador de residuos, sea éste persona natural o jurídica, así como por los prestadores del servicio de desactivación y del servicio público especial de aseo, para garantizar el cumplimiento de la normatividad vigente sobre residuos.” (Instituto Nacional de Salud, 2010) 1.7.2 Gestión integral “Es el manejo que implica la cobertura y planeación de todas las actividades relacionadas con la gestión de los residuos desde su generación hasta su disposición final.” (Instituto Nacional de Salud, 2010) 1.7.3 Tratamiento “Es el conjunto de operaciones, procesos o técnicas mediante los cuales se modifican las características de los residuos sólidos incrementando sus posibilidades de reutilización o para GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 39 minimizar los impactos ambientales y los riesgos para la salud humana.” (Ministerio de Desarrollo Económico, 2002) 1.7.4 Reciclaje Es el proceso mediante el cual se aprovechan y transforman los residuos sólidos recuperados y se devuelve a los materiales su potencialidad de reincorporación como materia prima para la fabricación de nuevos productos. El reciclaje puede constar de varias etapas: procesos de tecnologías limpias, reconversión industrial, separación, recolección selectiva acopio, reutilización, transformación y comercialización. (Ministerio de Desarrollo Económico, 2002) 1.7.5 Plan de Gestión Integral de Residuos Los planes de gestión de residuos sólidos nacen con la necesidad de disminuir las acumulaciones de residuos provenientes de las actividades cotidianas de la sociedad, el PGRS o plan de gestión de residuos sólidos es definido según el decreto 1713 del 2002 como: “el conjunto de operaciones y disposiciones encaminadas a dar a los residuos producidos el destino más adecuado desde el punto de vista ambiental, de acuerdo con sus características, volumen, procedencia, costos, tratamiento, posibilidades de recuperación, aprovechamiento, comercialización y disposición final.” (Ministerio de Desarrollo Económico, 2002). 1.7.6 Contenido básico del plan de gestión integral de residuos solidos Diagnóstico de las condiciones actuales técnicas, financieras, institucionales, ambientales y socioeconómicas de la entidad territorial en relación con la generación y manejo de los residuos producidos. Identificación de alternativas de manejo en el marco de la Gestión Integral de los Residuos Sólidos con énfasis en programas de separación en la fuente, presentación y GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 40 almacenamiento, tratamiento, recolección, transporte, aprovechamiento y disposición final. Identificación y análisis de factibilidad de las mejores alternativas, para su incorporación como parte de los Programas del Plan. Descripción de los programas con los cuales se desarrollará el Plan de Gestión Integral de Residuos Sólidos, que incluye entre otros, las actividades de divulgación, concientización y capacitación, separación en la fuente, recolección, transporte, tratamiento, aprovechamiento y disposición final. Determinación de Objetivos, Metas, Cronograma de Actividades, Presupuestos y responsables institucionales para el desarrollo de los programas que hacen parte del Plan. (Ministerio de Desarrollo Económico, 2002) GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 41 2. Identificación de Residuos La producción agrícola de la región es principal mente hortícola dadas las características climáticas de la región (los principales cultivos se muestran en la tabla 1), esto limita drásticamente al proyecto en cuanto a los residuos disponibles para el estudio. Sin embargo las cantidades de residuos producidos por este tipo de cultivo son altas, debido a las características físicas de los mismos, las cuales se trataran más adelante. Sumado a esto y siguiendo la orientación y concejo de especialistas de SAMADE, para quienes era preponderante enfocar el proyecto a una cantidad específica de ítems de estudio y así aumentar su eficacia, se determinó enfocar los esfuerzos del estudio a los residuos hortícolas, apoyados en la cantidad de producción y fácil consecución. La selección de residuos se realizó en los lavaderos hortícolas del municipio, después de entrevistas con dueños de cultivos, trabajadores y expertos, se determinó que aunque los cultivos son gran fuente de residuos, su momento relevante de generación es durante la cosecha. Teniendo en cuenta que los tiempos de cosecha oscilan entre uno y seis meses, para los cultivos hortícolas, predominantes de la región, lo cual impacta de forma negativa el desarrollo del estudio en cuanto a la toma de datos, debido a que se necesitaría un gran periodo de tiempo o se deberían tener un gran número de cultivos participantes (con el momento de la cosecha próximo a la toma de datos) y adicional a esto para realizar la recolección de dichos residuos, se debería pagar un jornal adicional para sacar el rastrojo y poder tomar las muestras, que los dueños no estarían dispuestos a pagar. Las razones antes expuestas llevaron a enfocarse en la opción que ya estaba planteada, la cual consistía en tomar los lavaderos hortícolas como referencia y punto de partida del estudio. GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 42 En los lavaderos arriban principalmente productos que intermediarios recolectan en cultivos de toda la región para su posterior comercialización, asegurando grandes cantidades de producto entrando al proceso de lavado diariamente. Antes de ser comercializados la mayoría de los productos deben someterse a un proceso de lavado (ver anexo #1) para su alistamiento final, por lo cual son canalizados a los diferentes lavaderos de la región. Se pueden encontrar lavaderos de carácter público o privado, en los lavaderos privados el costo es de $20.000 por carga, en los lavaderos públicos el lavado es gratis, pero los interesados están sujetos a la disposición de turnos y orden de llegada diario. La producción de residuos es constante dentro de los lavaderos, pues la demanda de estas hortalizas es alta y los intermediarios siempre están a la búsqueda de cultivos queestén en cosecha para suplir las necesidades alimentarias, principalmente de la capital del país. 2.1 Principales Lavaderos de la Región Los lavaderos son un punto donde converge la producción agrícola de cota, donde se genera en gran medida residuos. Los más destacados y reconocidos por la comunidad son: Lavadero SAMADE: Este es el lavadero que provee la Secretaria de Medio Ambiente y Desarrollo (SAMADE) del municipio, que es una dependencia de la Unidad Municipal de Asistencia Técnica Agropecuaria (UMATA), por lo cual el servicio es gratuito y sus instalaciones se encuentran dentro de los predios de la secretaria, ubicada en la vereda Parcelas al oriente de Cota. GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 43 Lavadero Néstor Acevedo: Lavadero privado ubicado al noroccidente del municipio en la vereda Cetime, aunque se usa para los cultivos personales de los propietarios, también es alquilado a comerciantes particulares. Lavadero Mario Acevedo: Este es el lavadero de una serie de bodegas particulares de hortalizas, ubicadas al oriente del municipio, en la vereda Parcelas, allí las hortalizas son almacenadas y posteriormente lavadas para su distribución, también es alquilado a particulares. Lavadero Miguel Díaz: Este es un lavadero privado ubicado al noroccidente del municipio en la vereda La Moya, el cual está recién construido. No se alquila a particulares, y se tiene para uso exclusivo del propietario, los residuos producidos son pocos, pero debido a sus dimensiones y capacidad puede que a futuro sea fuente potencial de residuos. Es conocido por los habitantes del sector por ello se hace referencia a este, pero no se tendrá en cuenta en las siguientes etapas del estudio por su baja producción de residuos. Lavadero Santa helena: Lavadero privado ubicado oriente del municipio en la vereda parcelas, usado para el lavado de las hortalizas cultivadas por los propietarios y también se alquila a particulares. GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 44 Fuente. Autores Figura 2. Ubicación de los lavaderos en Cota Durante el proceso de lavado se realiza una selección del producto que será entregado para la venta, los productos que no cumplen con los estándares de calidad son separados, además la presión del agua retira partes de los productos (hojas, tallos, raíces), todos estos elementos quedan en el lavadero y son desechados como residuos de la operación. El uso que se le está dando a esto residuos en el municipio es mínimo. En las instalaciones de SAMADE se realizan programas piloto para su reutilización, tienen un programa de compostaje y otro de biodigestores los cuales tienen un propósito educativo. En los demás lavaderos el destino de estos residuos no es claro, según los dueños en ocasiones son reincorporados a los cultivos directamente como abono, otra parte es recogido como alimento de ganado, pero generalmente es desechado como basura, en ningún lavadero se tiene un destino definido formalmente de los residuos. GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 45 Durante el trabajo de campo y la toma de datos se observó que no se encontraban residuos para todos los productos hortícolas definidos en el anteproyecto y la razón es que no todos los productos son sometidos al proceso de lavado, tienen un proceso de lavado especializado, o durante la toma de datos no se encontraba en temporada de cosecha. Puede suceder que por cercanía al suelo durante el cultivo requiera del lavado, otros se queman si se llegan a mojar después de ser cosechados, por su fisiología no lo requiere hasta antes de ser consumido, esta información se muestra en la tabla 3 para los distintos cultivos. Tabla 3. Hortalizas que entran al proceso de lavado Cultivo Operación de lavado Encontrado en el lavadero Descripción SAMADE Nestor Acebedo Miguel Díaz Santa Helena Espinaca Si Si Si Si Si Por cercanía al suelo Cilantro No No No No No Se quema Lechuga Si Si Si Si Si Por cercanía al suelo Zanahoria Si No No No No Lavado especial Coliflor No No No No No Por su fisiología Perejil Si Si Si Si Si Por cercanía al suelo Rábano Si Si Si Si Si Por cercanía al suelo Brócoli No No No No No Por su fisiología Acelga Si No No No No Fuera de temporada Fuente. Autores. 2.2 Hortalizas productoras de residuos de interés Los productos cuyos residuos fueron hallados en los trabajos de campo en los lavaderos y los cuales harán parte del estudio, se identifican a continuación, para los cuales se realizó un resumen de propiedades y características generales las cuales se describen a continuación 2.2.1 Lechuga (lactuca sativa) Verdura de hojas grandes, blandas ovaladas, enteras o dentadas, las inferiores agrupadas en roseta; del centro de esta roseta nace un tallo cilíndrico ramificado de 40-60 cm de altura, que GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 46 lleva en su ápice numerosos capítulos amarillos. El fruto es un aquenio oval y comprimido. Su forma de embalaje es el atado, se consume principal mente cruda. (Enciclopedia Salvat, 1995) Fuente. Autores Figura 3. Lechuga Tabla. 4 Características fisicoquímicas lechuga Valor nutricional por cada 100 g, Agua: 95,5g Vitamina C: 46,4mg Calorías: 13 kcal Vitamina A: 19 AU Grasas: 0,2g Vitamina B6: 0,222mg Proteínas: 1,2g Tiamina: 0,06mg Hidratos carbono: 5,20g Riboflavina: 0,06mg Fibra: 1g Niacina: 0,3mg Potasio: 257mg Ácido Fólico: 215mcg Fosforo: 23mg Selenio: 0,2 mg Sodio: 5mg Magnesio: 13mg Calcio: 32mg Fuente. (Enciclopedia Salvat, 1995) Los residuos derivados en el proceso de lavado y selección de este producto son: Hojas secas, hojas quemadas por el frio, hojas maltratadas por el transporte. Fuente. Autores Figura 4. Residuo lechuga GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 47 2.2.2 Espinaca (Spinaciaoleracea) Planta herbácea originaria de oriente, con tallo erecto, acanalado y ramoso, de unos 50 cm de altura; nace de un rosetón de hojas aflechadas. Las flores de color verdoso, aparecen en la axila de la hoja. Contiene en su composición una notable cantidad de hierro. Se consume hervida, frita etc. (Enciclopedia Salvat, 1995) Fuente. Autores Figura 5. espinaca Tabla. 5 Características fisicoquímicas espinaca Valor nutricional por cada 100 g, Calorías: 20,74 kcal. Vitamina A: 589,17 mg. Grasa: 0,30 g. Vitamina B12: 0 mg. Colesterol: 0 mg. Hierro: 2,70 mg. Sodio: 69 mg. Vitamina C: 40 mg. Carbohidratos: 0,61 g. Calcio: 117 mg. Fibra: 2,58 g. Vitamina B3: 1,38 mg. Azúcares: 0,47 g. Proteínas: 2,63 g. Fuente. (Enciclopedia Salvat, 1995) Los residuos derivados en el proceso de lavado y selección de este producto son: Hojas secas, hojas quemadas por el frio, hojas maltratadas por el transporte, tallos partidos y tallos secos Fuente. Autores Figura 6. Residuo espinaca GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 48 2.2.3 Perejil (Petroselinumcrispum) Hierba anual o bienal de la familia umbelíferas (Petroselinumcrispum), el perejil es originario del SE de Europa y de Oriente. Se cultiva en las huertas por emplearse como condimento, y a veces se le encuentra asilvestrado cerca de pueblos y caseríos. Se conocen diversas razas de cultivo: el perejil común, de segmentos foliares bastante anchos y planos, el crespo, de hojas risadas, el de raíz gruesa, etc. (Enciclopedia Salvat, 1995) Fuente. Autores Figura 7. Perejil Tabla.6 Características fisicoquímicas perejil Valor nutricional por cada 100 g, Calorías: 20,74 kcal. Vitamina A: 589,17 mg. Grasa: 0,30 g. Vitamina B12: 0 mg. Colesterol: 0 mg. Hierro: 2,70 mg. Sodio: 69 mg. Vitamina C: 40 mg. Carbohidratos: 0,61 g. Calcio: 117 mg. Fibra: 2,58 g. Vitamina B3: 1,38 mg. Azúcares: 0,47 g. Proteínas:2,63 g. Fuente. (Enciclopedia Salvat, 1995) Los residuos derivados en el proceso de lavado y selección de este producto son: Hojas secas, hojas quemadas por el frio, hojas maltratadas por el transporte, tallos partidos y tallos secos GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 49 Fuente. Autores Figura 8. Residuo Perejil 2.2.4 Rábano (Raphanuns-raphanistrumsativus) Hierba anual o bienal de la familia crucífera (Raphanuns-raphanistrumsativus), hierva vivaz de la familia de crucíferas. El rábano rusticano es originario del SE de Rusia. Su raíz es comestible, ha sido muy empleada en medicina, externamente, como rubefaciente y vejigatoria, y en forma de vino o de jarabe como aperitivo, diurético y antiescorbútico. Se consume crudo, generalmente como entremés. El Rábano tiene el tallo erguido y ramoso que alcanza hasta 80 cm de altura; hojas grandes, partidas en segmentos desiguales, de bordes dentados; flores blancas o violáceas, con venas oscuras, y fruto alargado, grueso, que descompone en segmentos monospermos cuando madura. La base del tallo y la parte de la raíz están engrosadas formando un tubérculo globoso o alargado, de color rosa intenso, blanco o negruzco, según sean las variedades. Dicho tubérculo es comestible y de sabor picante. (Enciclopedia Salvat, 1995) Fuente. Autores Figura 9. Rabano GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 50 Tabla. 7 Características fisicoquímicas rábano Valor nutricional por cada 100 g, Calorías: 20,74 kcal. Vitamina A: 589,17 mg. Grasa: 0,30 g. Vitamina B12: 0 mg. Colesterol: 0 mg. Hierro: 2,70 mg. Sodio: 69 mg. Vitamina C: 40 mg. Carbohidratos: 0,61 g. Calcio: 117 mg. Fibra: 2,58 g. Vitamina B3: 1,38 mg. Azúcares: 0,47 g. Proteínas: 2,63 g. Fuente. (Enciclopedia Salvat, 1995) Los residuos derivados en el proceso de lavado y selección de este producto son: Hojas secas, hojas quemadas por el frio, hojas maltratadas por el transporte, frutos dañados. Fuente. Autores Figura 10. Residuo rábano 2.3 Análisis de Operación de Lavaderos Durante la visita y observación del funcionamiento de los lavaderos, se ha podido determinar las malas prácticas y puntos positivos que se tienen en estos lugares, se van a mencionar los que se consideran de relevancia para el proyecto. No se cuenta con el espacio suficiente para el almacenaje interno de los residuos hortícola, se arroja basura común en donde solo deberían estar los residuos. Los camiones generalmente traen más de un tipo de producto a lavar el cual es lavado en la misma área y no debido a la afluencia de agua de hace incoherente la separación de los diferentes residuos, el tiempo de degradación de propiedades del producto es un lapso de GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 51 tiempo muy corto por ser hortícolas dificultando así el aprovechamiento de sus propiedades iniciales a posteriori. Teniendo en cuenta lo analizado, se recurre a concebir los diferentes residuos hortícolas como una gran masa vegetal en descomposición y su tratamiento indiscriminado. 2.4 Residuos Producidos en los Lavaderos En la siguiente tabla se observa la producción de residuos en cada lavadero durante quince días, los residuos son depositados en un contenedor donde se juntan, por lo cual para la medida del peso no se discrimina entre uno u otro y se toman como un total de biomasa. Según el análisis realizado de la operación de lavado la discriminación o clasificación de los residuos según su procedencia (según producto) no se realizara por lo mencionado en apartados anteriores y se toma los residuos como una masa total de desperdicio. Teniendo en cuenta esto el peso de los residuos se toma de forma total. GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 52 Tabla 8. Peso de los residuos por día y lavadero dado en kilogramos Día SAMADE Mario Acevedo Néstor Acevedo Santa Helena Total Lavaderos 1 72 96 67 63 298 2 72 95 50 76 293 3 140 79 68 43 330 4 76 125 79 86 366 5 47 94 46 66 253 6 115 68 79 71 333 7 76 77 58 77 288 8 122 121 79 62 384 9 95 99 56 64 314 10 116 82 40 49 287 11 105 69 77 69 320 12 118 60 42 58 278 13 95 94 45 62 296 14 81 83 60 70 294 15 95 61 78 39 273 Total 1.425,00 1.303,00 924,00 955,00 4.607,00 Promedio 95,00 86,87 61,60 63,67 307,13 % Participación 30,93 28,28 20,06 20,73 100,00 % Acumulado 30,93 59,21 79,27 100,00 - D. Estándar (S) 24,65 19,42 14,73 12,66 34,92 Fuente. Autores. GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 53 Fuente. Autores Figura 11. Peso de los residuos por lavadero Fuente. Autores Figura 12. Porcentaje de participación en la generación de residuos por lavaderos. La producción aproximada de residuos en los lavaderos seleccionados alcanza las 4 toneladas en tan solo dos semanas, los lavaderos con mayor producción de residuos son el de SAMADE y Mario Acevedo, esto puede ser obvio a simple vista con la afluencia de comerciantes que asisten a hacer uso de estos lavaderos. 1,425.0 1,303.0 924.0 955.0 95.0 86.9 61.6 63.7 307.1 0.0 500.0 1,000.0 1,500.0 2,000.0 2,500.0 3,000.0 3,500.0 4,000.0 SAMADE Mario Acevedo Nestor Acevedo Santa Helena Total Lavaderos Residuos por Lavaderos Total Residuos (Kg) Promedio Residuos Diario (Kg) 31% 28% 20% 21% Participación por Lavadero SAMADE Mario Acevedo Nestor Acevedo Santa Helena GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 54 2.5 Residuos en los Cultivos Los residuos generados en los cultivos durante la cosecha de hortalizas, no son de mayor importancia debido a que no generan un problema para próximas siembras o para el medio ambiente. Los pocos residuos que se quedan en el cultivo son removidos y mezclados con la tierra mientras se realiza el proceso de aireado y mullido para preparar el terreno para una nueva cosecha, la tierra es removida a unos 20 a 25 cm de profundidad añadiendo previamente el fertilizante. En caso de ser necesario según agricultores experimentados en recoger los residuos por ser una cantidad considerable, se deberá recoger y disponer para la alimentación de animales ya sea ganado, aves de corral u otros que puedan tener en las fincas o cultivos. GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS AGRÍCOLAS 55 3. Plan de Recolección de Residuos Para la recolección de residuos de los diferentes lavaderos en Cota se definió un plan detallado, por lo cual se tomaron en cuenta varios factores y elementos requeridos para su ejecución. Se quiere mantener almacenados los residuos de manera ordenada, que siempre estén en un contenedor fácil de manipular, de esta forma se puedan trasportar todos los residuos generados y recolectados en un periodo de tiempo corto (no más de 4 días de residuos acumulados en lo posible), para que no se encuentren demasiado deteriorados al pasar a la siguiente fase. A continuación se muestra como se comportaron los datos en los quince días, se incluyen cinco líneas de datos en los gráficos, las cuales teniendo en cuenta la posición de arriba abajo, son: el promedio más dos veces la desviación estándar (�̅� +𝟐𝑺), el promedio más la desviación estándar (�̅� +𝑺), el promedio (�̅�), el promedio menos la desviación estándar (�̅� -𝑺) y por último el promedio menos dos veces la desviación estándar (�̅� -𝟐𝑺). Con esto se logra percibir que tan dispersos se encuentran los datos, logrando tener un mayor acercamiento al control sobre estos durante los diferentes procesos. Se observa que en el rango del promedio más/menos dos veces la desviación estándar tenemos un 95%, de los datos en los diferentes lavaderos y en el rango del promedio más/menos la desviación estándar el 80% de los datos. A continuación se muestran las gráficas del comportamiento de los datos por cada lavadero según estos parámetros.
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