Pordomingo1, Aníbal y Pasinato2, Andrea Ingenieros
Agrónomos 1 INTA EEA “Guillermo Covas” Anguil 2 INTA EEA Concepción del
Uruguay.
Estructuras de captura y manejo de efluentes y
estiércol
El manejo de efluentes líquidos y
estiércol requiere del diseño de estructuras de captura o concentración,
recolección, procesamiento y reuso o dispersión de las excretas. La información
sobre la escala del feedlot (cantidad de animales a contener) y sobre las
características topográficas, edáficas, hidrológicas y climáticas del sitio
constituye la base del diseño. El objetivo debe ser la contención y manejo de
los efluentes líquidos y sólidos para reducir al mínimo los escapes al medio y
el proceso debería iniciarse con la estimación de los volúmenes a generar y
consecuentemente a contener, tanto en líquidos como en sólidos.
En los feedlots a cielo abierto,
los efluentes líquidos son generados a partir de las deyecciones y el aporte de
agua de las precipitaciones. El área del feedlot, las precipitaciones y las
condiciones del suelo o piso de los corrales (textura, compactación y
pendientes) definen el volumen de líquidos. El sistema de captura de efluentes
tendrá sentido si se corresponde con un buen diseño topográfico y tratamiento
del piso de los corrales para reducir al mínimo la infiltración y facilitar el
escurrimiento controlado (NSW Agriculture, 1998).
De manera similar, los volúmenes
de sólidos generados (estiércol) deben ser estimados, y luego planificado su
manejo de acuerdo a pautas que permitan maximizar la retención de nutrientes y
elementos con potencial contaminante en la masa de estiércol y, minimizar la
movilización no controlada, y prepararlo para su traslado fuera de los corrales
y el uso posterior.
Manejo de líquidos
Las instalaciones para el manejo
de efluentes se componen de un sistema de recolección de los líquidos en
escurrimiento superficial a través de una estructura de drenajes primarios y
secundarios colectores y su captura en sistemas de tratamiento (decantación de
sólidos, reducción de materia orgánica y evaporación de agua) y almacenamiento
para su posterior uso (riego).
Área de captura y drenajes
Se entiende por área de
escurrimiento de efluentes a la superficie de todo el feedlot que recibe o
captura líquidos, lo que finalmente deberán ser conducidos y tratados evitando
su infiltración o movimiento descontrolado. El área deberá incluir:
-área de corrales de alimentación,
recepción y enfermería,
-área de corrales y manga de
manejo o tratamientos,
-caminos de distribución de
alimento y de movimiento de animales,
-áreas de almacenamiento y
procesamiento de alimentos,
-áreas de acumulación de heces de
la limpieza de los corrales,
-áreas de silajes,
-área de lavado de camiones.
En algunos casos el área de
corrales recibe los efluentes de los sectores destinados al almacenamiento y
procesado de alimentos, en otros estos sectores no comparten la misma pendiente
por los que sus escurrimientos deben ser conducidos por vía independiente hacia
las lagunas de decantación y almacenamiento.
El sistema de drenajes debería
ser concebido para: i) evitar el ingreso de escurrimientos superficiales al
área del feedlot, ii) crear un área de escurrimiento controlado, iii) colectar
el escurrimiento del área del feedlot y transferirlo, vía sistemas de
sedimentación, a lagunas o sectores de decantación y sistemas evaporación, y
iv) proveer sistemas de sedimentación para remover sólidos arrastrados en el
líquido efluente, con el objeto de manejar los efluentes y proteger los
recursos hídricos locales de la contaminación, evitar la formación de barros y
sectores sucios propicios para el desarrollo de putrefacciones, olores y
agentes patógenos.
Sistema de almacenamiento
En la totalidad de la superficie
del feedlot las pérdidas por infiltración deberían ser mínimas y las producidas
por evaporación dependerán del tiempo de permanencia del agua en la superficie
del feedlot y en las lagunas precedentes. Los diseños de mayor seguridad
contemplan una relación entre agua de escorrentía/precipitada de 0,7 a 0,8 (NSW
Agriculture, 1998). Otros menos exigentes utilizan valores relaciones de 0,3 a
0,5 (Phillips, 1981). Sin embargo, estos últimos se combinan con el uso
frecuente y sistemático en riego.
Desde la laguna de sedimentación
el líquido fluye hacia los sistemas de evaporación y finalmente hacia las
lagunas de almacenamiento. Estas lagunas se diseñan para contener los líquidos
y sus funciones son:
a) la captura
de la escorrentía del feedlot para minimizar la polución del suelo y los
recursos hídricos,
b) el almacenamiento del agua de escurrimiento para su posterior uso en riego,
c) el tratamiento del agua recogida antes de su aplicación,
d) la recolección del agua efluente para continuar evaporación.
Sistemas alternativos para el manejo de efluentes
La utilización de franjas de
vegetación que operen de filtro verde de los efluentes se ha difundido como una
alternativa de menor costo, comparada con el almacenaje y bombeo y riego por
aspersión o traslado en tanques regadores a predios agrícolas. En estos
sistemas, se construyen lagunas de sedimentación y almacenamiento para corto
tiempo y volúmenes limitados, las cuales drenan por desborde de vertedero regulable
a sectores cultivados con especies vegetales de alta tasa de crecimiento y
captura de nutrientes. Ese sector debería ser sistematizado para que se riegue
por inundación. Se puede diseñar un sector de cultivos anuales de invierno y de
verano sobre la misma superficie para continuar con una forestación de rápido
crecimiento. El agua que continúa por pendiente hacia sectores más bajos, luego
de pasar por estos filtros llega con menos del 10% de los sólidos totales con
los que ingresara al filtro y el 1 % del nitrógeno y fósforo iniciales
(Ikenberry y Mankin, 2000; Fajardo et al. 2001;Woerner y Lorimor, 2002).
Ikenberry y Markin (2000) observaron una remoción total de nitrógeno, fósforo y
el 85% del amonio.
Manejo del estiércol
Dependiendo de la digestibilidad
de la dieta, un feedlot de 5000 cabezas puede producir entre 6000 y 9000
toneladas de estiércol anualmente. Un novillo de 450 kg produce un promedio de
38 litros o 27 kg de excrementos húmedos (orina y heces) por día, con una
variación del 25% dependiendo del clima, el consumo de agua y el tipo de dieta.
La reducción de la producción total de heces es el primer factor reductor de
polución. Las dietas de baja fibra se caracterizan por digestibilidades mayores
y menores emisiones.
Acumulación
La mayor acumulación de estiércol
ocurre en los sectores adyacentes a los comederos. En esas áreas, también el
contenido de humedad es mayor. El ritmo de producción es mayor al de secado. En
años lluviosos, y especialmente en instalaciones con problemas de escurrimiento
o drenajes, las limpiezas periódicas en el área anexa a los comederos reducen
problemas de anegamiento, suciedad y expresión de afecciones de las patas y
enfermedades (NSW Agriculture, 1998).
El otro sector de alta
concentración de heces es el contiguo a los bebederos. Se le suma aportes de
agua por orina. Es un sector donde los animales frecuentemente orinan. También
se aportan agua los rebalses por desperfectos o salpicado desde los mismos
bebederos que los animales producen. Las limpiezas frecuentes reducen las
acumulaciones de material fecal húmedo y problemas posteriores.
Limpieza de los corrales
La remoción frecuente del
estiércol y su aplicación directa en la tierra maximiza el valor fertilizante,
reduce los riesgos de polución de aguas y aire y reduce el costo de los dobles
manipuleos. Cargadores con pala frontal se utilizan comúnmente para limpiar los
corrales. En feedlots grandes suelen utilizarse auto cargadores con cepillos
raspadores frontales. Normalmente se limpian los corrales cuando están vacíos
entre salidas y entradas de lotes de animales. Se deberían limpiar dentro de
los 5 días luego de salido el lote de animales para evitar el encostrado con la
humedad diaria y lluvias eventuales. Si la cantidad de material acumulado
excede los 15 o 20 cm de altura y ocurren lluvias, puede comenzar un flujo
masal de la excreta (movimientos similares a los de la lava volcánica) que
ensucia todo a su paso, congestiona drenes y compromete el acceso a las calles
y corrales. Este es otro motivo para mantener limpios los corrales.
Fertilización con líquidos y estiércol
Riego con efluentes líquidos
El objeto de establecer áreas a
regar con los efluentes consiste en minimizar los riesgos de contaminación con
los líquidos emanados del feedlot a través de la generación de un uso económico
del agua, nutrientes y materia orgánica almacenados en la laguna de
almacenamiento. Los cultivos o pasturas producidos bajo riego serán
seleccionados por su alta capacidad de retención de nutrientes en biomasa aérea
y la facilidad de cosecha mecánica del forraje (Clark et al., 1975a; Sweeten,
1990). Si la cosecha fuera por medio del pastoreo directo, el retorno de
nutrientes al lote es muy alto y se reducen la capacidad del sitio para aceptar
riegos frecuentes con líquidos efluentes de alta carga de nutrientes en
solución (particularmente fuentes nitrogenadas y azufradas de alta movilidad).
La capacidad del suelo de asimilar nutrientes es crucial. Los suelos arenosos
tienen una muy baja capacidad de retención de nutrientes, los más francos o
arcillosos tienen mayor capacidad.
Abonado con estiércol
El manejo del estiércol debería
plantear un programa de uso semejante al planteado para el uso de efluentes
líquidos. Sería conveniente la opinión técnica de un especialista en fertilización
con abonos para ajustar el programa. En términos estimados, una tonelada de
excrementos de bovinos de feedlot contiene cerca de 5 kg de nitrógeno, 1 kg de
fósforo y 4 kg de potasio. Si no se considera la fracción líquida, el
excremento resulta en 2,5 kg de nitrógeno, 1 kg de fósforo y 0,8 kg de potasio
(1kg K2O). Determinaciones en varios feedlots de EEUU indicaron que el
excremento promedio de feedlot contiene entre 2 y 2,5% de nitrógeno, 0,3 a 0,8
% de fósforo y 1,2 a 1,8 %de potasio en base seca (Mathers y Stewart., 1971,
Mathers et al., 1975; Arrington y Pachek, 1981; Sweeten y Amosson, 1995).
Investigaciones australianas (NSW Agriculture, 1998) sugieren rangos de 0,7 a
3% de nitrógeno, 0,2 a 1,4% de fósforo, 0,7 a 4% de potasio sobre base seca y
un contenido de humedad del 9 al 54% para cálculos de mínimos o máximos según
se lo requiera. A manera de ejemplo adicional, en el Cuadro 87 que sigue se
resume información de composición química de muestreos realizados en feedlots
de Australia (NSW Agriculture, 1998).
Bibliografía
Algeo J.W., Elam C.J., Martinez
A. y Westing T. 1972. Feedlot air, water, and
soil analysis: Bulletin D, How to Control Feedlot Pollution. California Cattle
Feeders Association, Bakersfield, CA.
Amosson
S.H., Sweeten J.M. y Weinheimer B. 1999. Manure handling characteristics of
high plains feedlots. Special Report. Texas Agricultural Extension Service,
Amarillo, TX.
Arrington
R.M. y Pachek C.E. 1981. Soil nutrient content of manures in an arid climate.
Conference on Confined Animal Production and Water Quality. GPAC Publication
151. Great Plains Agricultural Council, Denver, CO. pp 259-266.
ASAE
(American Society of Agricultural Engineers). 1988. Manure production and
characteristics. ASAE D-384-1. American Society of Agricultural Engineers, St.
Joseph, MI.
Barrington
S.F. y Jutras .J. 1983. Soil sealing by manure in various soil types. Paper
83-4571. American Society of Agricultural Engineers, St. Joseph, MI.
Butchbaker
A.F. 1973. Feedlot runoff disposal on grass or crops. L-1053. Texas
Agricultural Extension Service, Texas A&M University DPE-752 I, Great
Plains Beef Cattle Feeding Handbook, Amarillo.
Clark
R.N., Gilbertson C.B. y Duke H.R. 1975a. Quantity and quality of beef feedyard
runoff in the Great Plains. In: Managing Livestock Wastes, Proceedings of the
third International Symposium on Livestock Wastes. American Society of
Agricultural Engineers, St. Joseph, MI, pp 429-431.
Clark
R.N., Schneider A.D., Stewart B.A. 1975b. Analysis of runoff from southern
Great Plains feedlots. Trans ASAE 15(2):3l9-.322.
Dantzman
C.L., Richter M.F. y Martin F.G. 1983. Chemical elements in soils under cattle
pens. J Environ Qual 12(2):164-168.
Elliott
L.F., McCalla T.M., Mielke L.N., Travis T.A. 1972. Ammonium, nitrate and total
nitrogen in the soil water of feedlot and field soil profiles. Appl Microbiol
23:810-813.
Gilbertson
C.B., Clark R.N., Nye J.C. y Swanson N.P. 1980. Runoff control for livestock
feedlots: state of the art. Trans ASAE 23(5):1207-1212.
Gilbertson
C.B., Nienaber, J.A., Gartrung I.L., Ellis J.R. y Splinter W.E. 1979. Runoff
control comparisons for commercial beef feedlots. Trans ASAE 22(4):842-849.
Gilbertson
CB, Nye J.C., Clark R.N. y Swanson NP. 1981 Controlling runoff from feed- lots.
Aa state of the art. Ag Info Bulletin 441. U.S. Department of Agriculture,
Agricultural Research Service, Washington, DC.
Jones,
O.R., Willis, W.M., Smith, S.J. y Stewart, B.A. 1995 Nutrient cycling of cattle
feedlot manure and composted manure applied to southern high plains drylands.
In: Steele K (ed) Animal Waste and the Land-Water Interface. Proceedings of
Animal
Waste in
the Land-Water Interface Conference, Fayettevilie, AR, July 16-19. Lewis, Baton
Rouge, pp 265-272.
Lehman
O.R. y Clark R.N. 1975. Effect of cattle feedyard runoff on soil infiltration
rates. J Environ Qual 4(4):437-439.
Lehman,
O.R., Stewart, B.A. y Mathers, A.C. 1970. Seepage of feedyard runoff water im
pounded in playas. MP-944. Texas Agricultural Experiment Station, Texas A&M
University, College Station, TX.
Lott,
S.C., Watts, P.J. y Burton, J.R. 1994a. Runoff from Australian cattle feedlots.
In: Balancing Animal Production and the Environment, Proceedings, Great Plains
Animal Waste Conference on Confined Animal Production and Water Quality. GPAC
Publication 151. Great Plains Agricultural Council, Denver, CO. pp 47-53.
Lott,
S.C., Powell, E. y Sweeten, J.M. 1994b. Manure collection, storage and
spreading. In: Watts PJ, Tucker R (eds) Designing Better Feedlots. Queensland
Department of Primary Industries, Toowoomba, Queensland, Australia.
Loudon,
T.L., Jones, D.D., Peterson, J.B., Backer, L.F., Bragger, M.F., Converse ,J.C.,
Fulhage, C.D., Lindley, J.A., Melvin, S.W., Person, H.L., Schulte, D.D. y
White, R.K. 1985. Livestock Waste Facilities Handbook. MWPS-l 8, 2nd Ed. Midwest
Plan Service, Iowa State Univer sity, Ames, IA, pp 2.1-2.2; 5.1-.9.
Marek,
T.H., Harman, W.L. y Sweeten, J.M. 1994. Irrigation and runoff water quality
implica tions of high load, single frequency (HLSF) applications of feedlot
manure. In: Balancing Animal Production and the Environment, Proceedings, Great
Plains
Animal
Waste Conference on Confined Animal Production and Water Quality. GPAC
Publication 151. Great Plains Agricultural Council, Denver, CO. pp 199-124.
Marek,
T.M., Harman, W.L. y Sweeten, J.M. 1995. Infiltration and water quality
inferences of high load, single frequency (HLSF) applications of feediot
manure. In: Proceedings, Innovations and New Horizons in Livestock and Poultry
Manure
Management,
Vol. 1, Sept 6-7, 1995, Austin, Texas. Texas Agricultural Extension Service and
Texas Agricultural Experiment Station, College Station, TX, pp 162-169.
Mathers,
A.C. y Stewart, B.A. 1971. Crop production and soil analysis as affected by
appli cation of cattle feedlot waste. In: Livestock Waste Management,
Proceedings of the Second International Symposium on Livestock Wastes. American
Society of Agricultural Engineers, St. Joseph, MI, pp 229-231, 234.
Mathers,
A.C. y Stewart, B.A. 1981. The effect of feedlot manure on soil physical and
chem ical properties. In: Livestock Waste: A Renewable Resource, Proceedings of
the Fourth International Symposium on Livestock Waste, 1981. American Society
of Agricultural Engineers, St. Joseph, MI, pp 159-162.
Mathers,
A.C. y Stewart, B.A. 1984. Manure effects on crop yields and soil properties.
Trans ASAE 27(4): 1022-1026.
Mathers,
A.C., Stewart, B.A. y Thomas ,J.D. 1975. Residual and annual rate effects of
manure on grain sorghum yields. In: Managing Livestock Wastes, Proceedings of
the Third International Symposium on Livestock Wastes, 1975. American Society
of Agricultural Engineers, St. Joseph, MI.
Mielke,
L.N. y Mazurak, A.P. 1976. Infiltration of water on a cattle feedlot. Trans
ASAE 19(2):34l -344.
Mielke, L.N., Swanson, N.P. y
McCalla, T.M. 1974. Soil profile conditions of cattle feedlots. J Environ
Qual l3(1):14-17.
Miller,
W.D. 1971. Infiltration rates and groundwater quality beneath cattle feedlots,
Texas high plains. Final Report 16060 EGS. Water Quality Office, U.S.
Environmen tal Protection Agency, Washington, DC.
Nienaber,
J.A., Gilbertson, C.B., Klopfenstein, T.J., Palm, S.D. y McCalla, T.M. 1974.
Animal performance and lot surface conditions as affected by feedlot slope and
animal densities. In: Proceedings, International Livestock Environment
Symposium, Lincoln, NE, pp 130-137.
NSW
Agriculture, 1998. The New South Wales feedlot manual. The Inter-Department
Committee on Intensive Animal Industries (Feedlot Section) (2nd ed.): Update
98/I.
Phillips,
P.A. y Culley, J.L.B. 1985. Groundwater nutrient concentrations below
small-scale earthen manure storage. In: Agricultural Waste Utilization and
Management, Proceedings of the Fifth International Symposium on Agricultural
Wastes. American Society of Agricultural Engineers, St. Joseph, MI, pp 672-679.
Phillips,
R.L. 1981. Maps of runoff volumes from feedlots in the United States. In: Live
stock Waste: A Renewable Resource, Proceedings of the Fourth International
Sympo sium on Livestock Waste. American Society of Agricultural Engineers, St.
Josepk, MI, pp 274-277.
Powell, E.E. 1994. Economic
management of feedlot manure. Final Report, Parr. 2. Evan Powell Rural
Consultants, Dalby, Queensland, for Meat Research Corpo ation con tract M.087,
Sydney, NSW, Australia.
Schuman, G.E. y McCalla, T.M. 1975 Chemical characteristics of a feedlot soil
profile. Soil Sci 119(2):113-118.
Smith,
S.J., Sharpley, A.N., Stewart, B.A., Sweeten, J.M. y McDonald, T. 1994. Water
quality implications of storing feedlot waste in southern Great Plains playas.
In: Balancing Animal Production and the Environment, Proceedings, Great Plains
Animal Waste Conference on Confined Animal Production and Water Quality. GPAC
Publication 151. Great Plains Agricultural Council, Denver, CO. pp 267-270.
Swanson,
N.P., Lorimor, J.C. y Miejke, L.N. 1973. Broad basin terraces for sloping
cattle feedlots. Trans ASAE 16(4):746-749.
Swanson,
N.P., Mielke, L.N. y Ellis, J.R. 1977. Control of beef feedlot runoff with a
waterway. ASAE Paper 77-4580. American Society of Agricultural Engineers, St.
Joseph, MI.
Sweeten,
J.M. l988a. Composting manure and sludge. L-2289. Texas Agricultural Exten sion
Service, Texas A&M University, College Station, TX.
Sweeten,
J.M. 1988b. Groundwater quality protection for livestock feeding operations. B-
1700. Texas Agricultural Extension Service, Texas A&M University System,
College Station, TX (revised 1992).
Sweeten,
J.M. 1990. Feedlot runoff characteristics for land application In: Agricultural
and Food Processing Wastes, Proceedings of the 6 International Symposium on
Agricultural and Food Processing Wastes, Chicago, IL, pp 168-184.
Sweeten,
J.M. y Amosson, S.B. 1995. Manure quality and economics. In: Total Quality
Manure Management Manual. Texas Cattle Feeders Association, Amarillo, TX.
Sweeten,
J.M., Marek, T.H. y McReynolds, D. 1995a. Groundwater quality near two cattle
feedlots in the Texas high plains. AppI Eng Agric 1 1(6):845
Sweeten,
J.M. y McDonald, R.P. 1979. Results of TCFA environmental and energy survey-
Texas Cattle Feeders Association, Amarillo, TX.
Sweeten,
J.M., Pennington, H.D., Seale, D., Wilson, R., Seymour, R.M., Wyatt, A.W.,
Cochran, I.S. y Auvermann, B.W. 1990. Well water analysis from 26 cattle
feedyards in Castro, Deaf Smith, Parmer, and Randall counties, Texas. Texas
Agricultural Extension Service, Texas A&M University System, College
Station, TX.
Sweeten
,J.M. 1976. Dilution of feedlot runoff. MP-1297. Texas Agricultural Extension
Service, Texas A&M University, College Station, TX.
Sweeten,
J.M. 1979. Manure management for cattle feedlots. L-1094. Texas Agricultural
Extension Service, Texas A&M University, College Station, TX.
Sweeten, J.M. 1984.
Utilization of cattle manure for fertilizer. In: Baker FH, Miller ME (eds) Beef
Cattle Science Handbook, Vol. 20. Westview Press, Boulder, CO. pp 59-74.
TNRCC . 1995. Concentrated animal feeding operations. Control of certain
activities by rule. Texas Natural Resources Conservation Commission. Tex Reg
June 30, 20(50):4727- 4742.
Walker,
J. 1995. Seepage control from waste storage ponds and treatment lagoons. In:
Proceedings, Innovations and New Horizons in Livestock and Poultry Manure
Management Conference, Vol. 1, Sept 6-7, Austin, Texas. Texas Agricultural
Extension Service and Texas Agricultural Experiment Station, Texas A&M
University System, College Station, TX, pp 70-78.
Wallingford,
G.W., Murphy, L.S., Powers, W.L., Manges, H.L. 1974 Effect of beef feedbot
lagoon water on soil chemical properties -growth and composition of corn
forage. J Environ Qual. 3(1):74-78.
Wiese,
A.F., Sweeten, J.M., Bean, B.W., Salisbury, C.D. y Chenault, E.W. 1998. High
temperature composting of cattle feedlot manure kills weed seeds. Appl Eng
Agric 14(4):37
