“ESTUDIO DEL MANEJO DE LOS RESIDUOS PECUARIOS DE LA INDUSTRIA PESQUERA EN BUENAVENTURA Y SU ZONA DE INFLUENCIA CON EL PROPOSITO DE PROPONER PROCESOS

EFICIENTES EN SISTEMA DE PRODUCCIÓN MAS LIMPIA”

GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN EFICIENCIA ENERGÉTICA Y ENERGÍAS ALTERNATIVAS “GEAL”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - SEDE PALMIRA

Coordinadora JUDITH RODRIGUEZ SALCEDO, Ing., M.Sc.

Expositor

JUAN CARLOS CLAVIJO SALINAS. Ing.

geal@palmira.unal.edu.co

Cali, Noviembre de 2010

CONTENIDO

1. Antecedentes

2. Metodología del estudio

3. Estructura de saneamiento

4. El eslabón transformación

5. Producción más limpia

6. Experiencia en el aprovechamiento de residuos pesqueros

7. Conclusiones

8. Productos del Proyecto

Captura

• Pescadores artesanales

• Pescadores industriales

Transformación

• Platoneras

• Pesqueras

• Plantas de proceso

Comercialización

• Platoneras

• Pesqueras

• Distribuidores

• Almacenes de cadena

1 – Antecedentes

El sector pesquero aporta el 10.81% del PIB distrital, y genera el 24.57% de los empleos (PGIRS, 2009)

Actores Indirectos

Proveedores Financieros Instituciones

1 – Antecedentes

Las empresas transformadoras

presentan dificultades técnicas generalizadas en la manipulación de los productos pesqueros calidad

del producto

eficiencia del

proceso

acceso a mercados

internacionales

Impacto económico, ambiental y

social

El eslabón de transformación

• Las plantas de proceso no tienen acceso a servicio de alcantarillado, ni sistemas de tratamiento de aguas residuales

• Vierten sus residuos líquidos y parte de los sólidos directamente al mar.

1 – Antecedentes

Los residuos pecuarios sólidos son recogidos por la empresa de aseo junto a residuos urbanos, generando problemas de manejo.

1 – Antecedentes

Se aprovechan algunos tejidos ricos en colágeno y algunos órganos desecados con diversos fines. Los demás residuos actualmente no son aprovechados.

Fotografías cortesía de BMA.

2 – Metodología del estudio

Definición de la infraestructura de saneamiento de Buenaventura

Acueducto Alcantarillado

Acercamiento interinstitucional

2 – Metodología del estudio

Selección de 4 organizaciones muestra piloto

1 Productora de harina y

aceite

1 Organización de platoneras

2 Plantas de proceso de camarón y

pesca blanca

Producción más limpia

Cuantificación de residuos

Caracterización de residuos

Se realizaron estudios de:

• Diagnóstico • Estrategias

• Balances de masa • Extrapolación de datos

• Análisis proximal sólidos • Caracterización líquidos

2 – Metodología del estudio

Pruebas con residuos sólidos de la industria pesquera

Harinas Lípidos Calcio y fósforo

Se realizaron:

Diseño y validación de

procesos

Balances de masa

Caracterización de productos

3 - Infraestructura de Saneamiento

Abastecimiento de agua

• Del Río Escalerete captan 34m3/día.

– 30% PTAP Escalerete

– 70% PTAP Venecia

• Debilidades:

– Conexiones piratas

– Servicio promedio 10 horas/día

– Enfermedades intestinales

Fuente: Hidropacífico S.A. ESP., POT Buenaventura

Alcantarillado

• Características – La red cuenta con 239.000 m, de

los cuales 4400 se encuentran en mal estado (2%)

– No existe PTAR.

– Sistema actual: 7 Tubos emisores y 1 Estación de bombeo que opera al 40%

3 - Infraestructura de Saneamiento

Fuente: CVC, 2010

“CHANFLANITAS”

Alcantarillado

• Consecuencias

– Deposito de lodos

– Malos olores

– Disminución del oxigeno disuelto al cuerpo receptor

– Eutrofización de la zona intermareal

3 - Infraestructura de Saneamiento

Vertimientos de la agroindustria pesquera

Industria pesquera

Consumo de agua

Vertimiento Vertimiento por

personal

Pesca blanca 30m3 /ton 4,8m3 /ton 0,65 m3 /ton

Crustáceo 6,76m3

/ton 6,76m3 /ton 2,68m3 /0,6ton

TOTAL 11,56m3 /ton 5,11 m3 /ton

3 - Infraestructura de Saneamiento

• Pesca blanca: 88.126,12 m3 Aguas Residuales/Año

• Camarón: 5.541,86 m3 Aguas Residuales/Año

Ítem

Parámetros

DQO (mgO2 /L)

SS (g/l)

SD (g/l)

ST (g/l)

Grasas (g/l)

Pesca Blanca 386,15 2,35 9,56 11,91 11,5 Camarón 725,79 3,89 18,08 21,97

Platoneras 2784,15 5,48 33,68 39,17

Pruebas realizadas en el Laboratorio de Análisis Ambiental de la UN-Palmira

• Se identificaron 47 empresas transformadoras en el distrito de Buenaventura.

• Materias primas: camarón y algunas especies fileteables como el dorado y mero.

• Se seleccionaron 4 empresas y se hicieron balances de masa de procesos de transformación en periodos de 6 horas.

4 – El eslabón de transformación

Pescado fileteado

4 – El eslabón de transformación

Operación Entradas Salidas Consumo de agua

(L) Tipo Kg Tipo Kg

Descongelado Pescado 111 Pescado 110.8 186.5

Fileteado Pescado 110.8

Filetes con piel

68

54 Cabezas, agallas, huesos

42.8

Descuerado Filetes

con piel 68

Filetes sin piel

60.7

54 Piel 7.3

Maquillaje Filete sin

piel 60.7

Filete limpio

49.2

12 Espinas 11.5

Inmersión en agua Despreciable 30

Refrigeración Despreciable

Empaque Despreciable

Dorado (Coryphaena

hippurus)

Pescado fileteado

4 – El eslabón de transformación

Operación Entradas Salidas Consumo de agua

(L) Tipo Kg Tipo Kg

Fileteado Pescado 130.7

Filete con piel

80.64

22 Cabeza, agallas y

hueso 50.06

Descuerado Filete

con piel 80.64

Filete sin piel

69.9

18 Cuero 10.8

Maquillaje Filete sin

piel 69.9

Filete limpio

62.9 12

Espinas 7

Inmersión en agua Despreciable 30

Refrigeración Despreciable

Empaque Despreciable

Mero (Epinephelus marginatus)

Operación Entradas Salidas Consumo de agua

(L) Tipo Lb Tipo Lb

Descongelado Bloques de

camarón 607.5

Camarón descongelado

607.5

Pelado Camarón 607.5

Colas de camarón

463.8 75

Exoesqueleto 158.7

Lavado 1 Colas de camarón

463.8

Colas de camarón limpias

449.2 810

Impurezas 4.5

Selección Colas de camarón limpias

449.2

Camarón selecto

440.2

Impurezas 9

Lavado 2 Camarón selecto

440.2

Camarón selecto

440.2 540

Impurezas Despreciable

Enhielado 1 (Pretratamiento)

Camarón selecto

440.2 Camarón selecto

440.2 143

Polifosfatos Solución

al 8%

Pre-cocido Camarón tratado

440.2

Camarón pre-cocido

434.9

100 Sólidos

disueltos 5.3

Enhielado 2 (Choque térmico)

Camarón pre-cocido

434.9 Camarón enfriado

434.9 166.7

Empaque Despreciable

Congelado Despreciable

Beneficio de Camarón

Camarón Tití (Xiphopenaeus

riveti)

• Indicadores de generación de residuos por proceso estudiado

4 – El eslabón de transformación

Proceso Porcentaje de residuos Características

Fileteado de pescado 53.83% Cabezas, huesos, pieles, otros

Pescado fresco 10.80% Vísceras, escamas

Beneficio de camarón 28.34% Exoesqueleto e impurezas

o Pesca blanca capturada: 8.902.138,15 Kg o Estimado de especies fileteables: 5.300.819.96 kg (se procesa el 50% = 2.650.409,98 Kg) o Residuos generados del fileteado: 1.426.715,69 Kg

• Extrapolación con fuentes institucionales (CCI, 2009)

o Camarón tití capturado: 1.061.552,01 Kg o Residuos generados del camarón: 300.843,84Kg

o Pesca blanca capturada: 8.902.138,15 Kg o Estimado de especies comercializadas en fresco: 6.251.728,17 Kg o Residuos generados del pescado fresco: 675.186,64 Kg

GLOBAL ESTIMADO:

2.402.746,17 Kg

• Caracterización de Residuos Sólidos

4 – El eslabón de transformación

Exoesqueleto camarón tití

Hueso de pescado dorado

fileteado

Piel de pescado dorado

Vísceras de pescado jurel

Hueso de pescado dorado

Materia Seca 17,74 32,74 29,58 27,99 38,79

Ceniza 40,25 39,59 16,75 27,86 54

Proteína 39,52 39,77 11,63 54,88 34,62

Extracto etéreo

2,23 14,86 2,20 3,5 1,25

Carbohidratos 18 5,78 69,42 13,76 10,13

Energía Bruta (cal/g. MS)

3058,6 3019,6 4380,3 3967,5 2224,9

Pruebas realizadas en el Laboratorio de Nutrición Animal de la UN-Palmira

5 – Producción más limpia

Diagnóstico

Personal poco

capacitado

Altos costos de operación

Incumplimiento de condiciones

ambientales

Infraestructura productiva obsoleta

Bajo $

ESTRATEGIAS ORIENTADAS AL PROCESO

5 – Producción más limpia

Modelo de implementación - estrategias

5 – Producción más limpia

TRADICIONAL PROPUESTA

1. Instalar pistola de presión en las mangueras, para realizar actividades de

limpieza y desinfección.

2. Instalar medidores de agua.

P

R

O

C

E

S

O

Aproximadamente 1/6 del consumo energético de los cuartos fríos se debe a la falta de aislante en el piso de estos

P

R

O

C

E

S

O

3. Aislar correctamente los cuartos fríos.

5 – Producción más limpia Modelo de implementación - estrategias

Agua

Sistema de tratamiento de agua

Cloro

Agua tratada

Cuarto de producción de hielo

Hielo

Ambiente “caliente”

Vertida al mar Agua

Según el Comité Ejecutivo de INTI-Construcciones: Las pérdidas de calor causadas por infiltraciones de aire pueden representar hasta un 30 % de las totales de un edificio.

4. Implementar acciones preventivas de mantenimiento de los equipos

P

R

O

C

E

S

O

5 – Producción más limpia

5 – Producción más limpia

ESTRATEGIAS ORIENTADAS AL PRODUCTO

5 – Producción más limpia

• Según la Resolución No. 776 de 2008. Ministerio de la protección social, estos son los parámetros máximos permitidos para productos pesqueros frescos:

Parámetro n m M C

E. Coli 5 10 400 2

Recuento estafilococo coagulasa positiva

5 100 1000 2

Salmonella/25g 5 Negativo 0

Vibrio chloreae/25g

5 Negativo 0

n: número de muestras por examinar m: índice máximo permisible para identificar el nivel de buena calidad M: índice máximo permisible para identificar el nivel aceptable de buena calidad c: número máximo de muestras permisibles con resultados entre m y M

5 – Producción más limpia

EMPRESA PROCESO MUESRA Nº RESULTADO

UFC/ml

1 Fileteado H2O Proceso 290

1 Fileteado H2O de

descongelamiento 6000

2 Camarón H2O almacenamiento

después de cocción 50

2 Camarón H2O tratada 2

3 Fileteado

H2O residual de

proceso 116.000

3 Fileteado

H2O descuerado y

fileteado 170

4 Pescado fresco H2O proceso 1.036.500

Análisis realizados en las aguas de proceso de algunas empresas transformadoras pesqueras

5 – Producción más limpia 5. Implementación de herramientas que eviten el contacto del producto con el piso.

TRADICIONAL ALTERNATIVA

P

R

O

D

U

C

T

O

6. Proteger los utensilios que están en contacto directo con el producto.

TRADICIONAL ALTERNATIVA

5 – Producción más limpia

Asesoramiento a las empresas en la implementación y ejecución de procedimientos de autocontrol basados en el Sistema HACCP. Capacitación y el entrenamiento del personal de planta; dentro de este plan de capacitación deben ser entrenados desde jefes de planta y responsables del control de calidad, hasta personal de líneas de proceso.

7. Control permanente en la implementación y ejecución de toda estrategia implementada P

R

O

D

U

C

T

O

P

R

O

C

E

S

O

Diagrama general de procesos

Recepcion y

Adecuacion de

Materia prima

Cocción Prensado Maceración

Harina

Molienda

Secado

Análisis

Proximal

Análisis

Proximal

Centrifugacion

Líquidos de

Prensado

Fracción

Mas Densa

Fracción

Menos Densa

6 – Experiencia en el aprovechamiento de residuos pesqueros

6 – Experiencia en el aprovechamiento de residuos pesqueros

Producción de Harinas: Diseño metodológico

ENSAYO A ENSAYO B ENSAYO C

T1 T2 T1 T1

RF1 RP RF2 M1 M2 M3 M1 M2 M3 OPERACIÓN APLICADA

VARIABLES

COCCIÓN

Tiempo (Min) 15 15 10 NA 15 18 40 40 40

Presión (Bares) Atm Atm Atm NA Atm Atm 3 3 3

Temperatura (°C) 90 90 74 NA 70 60 95 95 95

PRENSADO Presión Aplicada

(Bares) 65 65 65 65 65 65 65 65 65

SECADO Temperatura (°C) 60 60 60 60 60 60 60 60 60

Tiempo (Horas) 48 48 48 48 48 48 48 48 48

MOLIENDA Diámetro de

Partícula (mm) 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Convenciones: T1: Cocción por baño maría, T2: Cocción por escaldado, M1: Muestra 1, M2: Muestra 2, M3: Muestra 3, RF1: Residuos frescos, RF2: Residuos frescos 2, RP: Residuos pasados. A todas las muestras se les realizo duplicado, NA: No Aplica

Producción de Harinas: Resultados en rendimiento

6 – Experiencia en el aprovechamiento de residuos pesqueros

Ensayo Muestra Baño María

Inmersión

A

RF1 - 17%

RP 19.92% -

RF2 23.93% -

B

M1 - -

M2 31.11% -

M3 23.22% -

C

M4 18.05% -

M5 22.18% -

M6 23.03% -

Muestra Descripción

RF1 Piel, agallas, huesos, recortes de filetes

RP Residuos pasados o expirados

RF2 Cuero, huesos, agallas, recortes de filetes

M1 Exoesqueleto de camarón

M2 Pieles

M3 Vísceras, cabezas, huesos

M4 Vísceras

M5 Huesos

M6 Vísceras, piel, huesos, aletas

Requisitos Mínimo Máximo

Proteína, % (m/m) 56 -

Ceniza, % (m/m) - 20

Sílice, % (m/m) - 1

Humedad, % (m/m) 6 10

Digestibilidad en pepsina, % (m/m)

80 -

Nitrógeno total volátil, mg/Kg

- 1200

Índice de peróxido Meq. de oxigeno/Kg

- 2

6 – Experiencia en el aprovechamiento de residuos pesqueros

Requisitos fisicoquímicos de la harina de pescado. NTC 646

6 – Experiencia en el aprovechamiento de residuos pesqueros

Producción de Harinas: Resultados análisis proximal

Cáscara de camarón

(M1) Piel (M2) Mezcla (M3)

Vísceras (M4)

Hueso (M5) Mezcla (M6)

Materia seca

21,89 25,91 27,48

Ceniza 30,49 30,16 16,35

Extracto etéreo

3,78 5,47 1,61 14,53 2,65 7,45

Proteína cruda

43,66 61,69 82,02 45,89 36,42 46,54

Aprovechamiento de lípidos

6 – Experiencia en el aprovechamiento de residuos pesqueros

ESTRUCTURA NOMBRE COMÚN %

C 8:0 Caprílico 0.15

C 10:0 Caprico 0.04

C 12:0 Láurico 0.26

C 14:0 Mirístico 17.66

C 16:0 Palmítico 35.24

C 16:1 Palmitoleico 0.53

C 17:0 Heptanóico 15.95

C 18:0 Esteárico 6.75

C 18:1 Oleico 7.14

C 18:2 Linoleico 4.73

C 18:3 Linolenico 1.5

C 20:0 Araquidico 0.78

Determinación (%)

WEENDE

Subproductos de pescado ESTEARINA

Materia Seca 88.70

Ceniza 0.45

Proteína 0.80

Extracto etéreo 97.82

FDN 0.00

Carbohidratos 0.93

Perfil Lipídico de Estearinas. C.I. SIGRA S.A.

Análisis Wendee

Estearinas resultantes del proceso industrial de elaboración de harina de pescado.

Cerca de 75 toneladas anuales

6 – Experiencia en el aprovechamiento de residuos pesqueros

Proceso para obtención de biodiesel a partir de Estearinas. Transesterificación Básica

Muestra Masa Inicial (g) Masa luego de tratamiento (g)

Agua Masa papel

filtro (g) Volumen

biodiesel (ml) Índice de refracción

M1. Lavado con agua caliente y filtrado

100.12 86.8 47.26 13.14 63 1.4590

M2. Solo filtrado 100.12 60.92 0 32.17 45 1.4592

Biodiesel obtenido en pruebas de laboratorio

Extracción de minerales: CaCO3

6 – Experiencia en el aprovechamiento de residuos pesqueros

Muestras de residuos para análisis de calcio total.

Muestra Características

M1 Residuos óseos provenientes

del fileteado M2

M3

M4 Harina de hueso proveniente

de la carduma y plumuda

Resultados Método de ensayo para determinar el contenido de

Calcio total. (NTC 302)

Muestra %Ca % CaCO3 %CaO % Ca (OH)2

M1 29,35 73,38 41,07 41,07

M2 27,38 68,45 38,31 50,65

M3 30,05 75,13 42,05 55,59

M4 29,78 74,45 41,67 55,09

6 – Experiencia en el aprovechamiento de residuos pesqueros

Relaciones

%CaO = %Ca x 1,3992

% CaCO3 = %Ca x 2,500

% Ca (OH)2 = %Ca x 1,850

La NTC 485 establece que el %Ca w/w

mínimo es de 23%

7- Conclusiones

• Las empresas agroindustriales pesqueras de Buenaventura presentan falencias en su área operativa, sumado a la escasez del recurso pesquero, lo que las hace operar a media capacidad, limitando la motivación para invertir en tecnología.

• Se requiere mayor divulgación y capacitación para el personal operativo, en temas de producción más limpia, con el fin de involucrarlo en el mejoramiento del proceso productivo.

• La generación de residuos tiene una razón estimada de 53.83, 12.1 y 28.34 % para los procesos de fileteado, pescado fresco y beneficio de camarón respectivamente.

• La agroindustria pesquera de Buenaventura genera alrededor de 2.400 toneladas/año de residuos, con potencial de aprovechamiento debido a su alto contenido de proteínas, minerales y carbohidratos. La no utilización de estos residuos constituye una problemática ambiental y social.

• En cuanto a los residuos líquidos, la agroindustria pesquera vierte mas de 93.000m3/año directamente el mar. La ausencia de una planta de tratamiento de aguas residuales y un adecuado sistema de bombeo, genera problemas ambientales en zona intermareal.

• El aprovechamiento de los residuos óseos generados en la industria pesquera como fuente de Calcio y fósforo es posible, ya que la harina obtenida de éstos presenta contenidos de calcio que satisfacen la normatividad. Es necesario optimizar los procesos para estar en regla con otras variables.

7- Conclusiones

• Las harinas a base de residuos de la agroindustria pesquera pueden ser aprovechados para nutrición animal conforme a lo establecido en la norma. Se recomienda un proceso con vapor indirecto, a 2-3 bares.

• La producción de biodiesel como salida a un problema de adecuada disposición final de lípidos residuales y como fuente de combustible para las flotas pesqueras debe ser considerada como un componente de avance tecnológico, de desarrollo social y económico.

• Para que un proyecto de aprovechamiento de residuos pesqueros sea sostenible, debe haber roles definidos: las empresas transformadoras deben asumir el compromiso de disponer y entregar sus residuos al sistema de recolección que se establezca; las instituciones deben acompañar y brindar asistencia técnica a este tipo de proyectos; la sociedad debe tener una identidad con la necesidad de desarrollar iniciativas tendientes a mejorar la calidad de vida.

7- Conclusiones

8 – Productos del Proyecto

• 5 trabajos de grado dirigidos: – Propuestas de alternativas de producción más limpia en la

agroindustria pesquera. Natalia Perea Velasco. – Estudio de la factibilidad técnico-ambiental de la producción de

biodiesel a partir de lípidos residuales en la agroindustrialización de la carduma – Centegraulis mysticetus. Raquel Vélez Peña.

– Definición actual de la estructura de saneamiento ambiental en buenaventura y propuestas de manejo de los residuos líquidos con viabilidad de aprovechar el potencial energético de la biomasa residual proveniente de la industria pesquera. Diana Nathali Castellanos Mendoza.

– Propuesta técnica y ambiental para la actividad laboral de las mujeres transformadoras y comercializadoras de pescado en el barrio Pueblo nuevo en el municipio de Buenaventura. Julio Alexander Delgado Delgado.

– Aprovechamiento de los residuos de la agroindustria del pescado como fuente de calcio y fósforo. Christian Santana Quintero.

• Realización de un evento temático en Junio de 2010: Residuos Pecuarios en la Industria Pesquera en Buenaventura: Propuestas de Implementación de Estrategias Ambientales y de Aprovechamiento Sostenible

• Dos artículos científicos: – Factibilidad de la producción de Biodiesel a partir de lípidos

residuales de la agroindustria pesquera en Buenaventura – Propuesta de producción más limpia en la agroindustria pesquera

de Buenaventura.

• El último fue expuesto en Agosto de 2010, en el I Congreso de Estudiantes de Agroindustria del Sector Alimentario y no Alimentario del Sur Occidente Colombiano

8 – Productos del Proyecto

Un libro titulado: “Agroindustria Pesquera en el Pacifico Colombiano: Gestión de Residuos Pecuarios en Sistema de Producción más Limpia”

Compila todos lo resultados obtenidos en el proyecto:

o Visión global de la pesca en el mundo, el país y el distrito

o Fundamentos energéticos en la agroindustria

o Técnicas de análisis de materiales biológicos

o Experiencia en el aprovechamiento de RRPP

o Agroindustria Pesquera, Ambiente y Sociedad

8 – Productos del Proyecto

• Autores: – JUDITH RODRÍGUEZ SALCEDO, Ing., MSc.

– JOSÉ IGOR HLEAP ZAPATA, Ing., PhD.

– FERNANDO ESTRADA, Ing., Esp.

– JUAN CARLOS CLAVIJO SALINAS, Ing.

– NATALIA PEREA VELASCO, Ing.

• Estudiantes: – RAQUEL VÉLEZ PEÑA, Ingeniería Ambiental

– DIANA NATHALI CASTELLANOS MENDOZA, Ingeniería Ambiental

– JULIO ALEXANDER DELGADO DELGADO, Ingeniería Ambiental

– CHRISTIAN ENRIQUE SANTANA QUINTERO, Ingeniería Agroindustrial

8 – Productos del Proyecto

Agradecimientos • A la Vicerrectoría de Investigación de la Universidad

Nacional de Colombia • A la Universidad Nacional de Colombia-Sede Palmira: Sus

dependencias administrativas, coordinadores y auxiliares de laboratorios de Microbiología Animal, Nutrición Animal, Análisis Ambiental, Carnes.

• Al personal de las instituciones del sector pesquero de Buenaventura: UMATA, HIDROPACIFICO S.A. E.S.P., CVC, INCODER

• Al personal de instituciones del sector pesquero de Tumaco: UMATA, INCODER.

• Al personal de empresas agroindustriales pesqueras de Buenaventura

• A la Asociación de Platoneras de Pueblo Nuevo

GRACIAS POR SU ATENCIÓN