“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” Coordinadora JUDITH RODRIGUEZ SALCEDO, Ing., M.Sc. Expositor JUAN CARLOS CLAVIJO SALINAS. Ing. [email protected]

GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN EFICIENCIA ENERGÉTICA Y ENERGÍAS ALTERNATIVAS “GEAL” UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - SEDE PALMIRA Cali, Noviembre de 2010

CONTENIDO 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Antecedentes Metodología del estudio Estructura de saneamiento El eslabón transformación Producción más limpia Experiencia en el aprovechamiento de residuos pesqueros 7. Conclusiones 8. Productos del Proyecto

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

Captura • Pescadores artesanales • Pescadores industriales

Transformación • Platoneras • Pesqueras • Plantas de proceso

Comercialización • Platoneras • Pesqueras • Distribuidores • Almacenes de cadena

Actores Indirectos Proveedores

Financieros

Instituciones

1 – Antecedentes El eslabón de transformación

Las empresas transformadoras presentan dificultades técnicas generalizadas en la manipulación de los productos pesqueros

eficiencia del proceso

calidad del producto

Impacto económico, ambiental y social

acceso a mercados internacionales

1 – Antecedentes • 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.

Fotografías cortesía de BMA.

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

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

Se realizaron estudios de:

Producción más limpia

Cuantificación de residuos

• Diagnóstico • Estrategias

• Balances de masa • Extrapolación de datos

Caracterización de residuos • 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

3 - Infraestructura de Saneamiento 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%

Fuente: CVC, 2010

“CHANFLANITAS”

3 - Infraestructura de Saneamiento 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

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

• Camarón: 5.541,86 m3 Aguas Residuales/Año

Parámetros Ítem Pesca Blanca Camarón Platoneras

DQO (mgO2 /L) 386,15 725,79 2784,15

SS (g/l) 2,35 3,89 5,48

SD (g/l) 9,56 18,08 33,68

ST (g/l) 11,91 21,97 39,17

Grasas (g/l) 11,5

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

4 – El eslabón de transformación • 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

Operación Descongelado

Fileteado

Descuerado

Dorado (Coryphaena hippurus)

Maquillaje

Inmersión en agua

Entradas

Salidas

Tipo

Kg

Tipo

Kg

Consumo de agua (L)

Pescado

111

Pescado

110.8

186.5

Filetes con piel

68

Pescado

Filetes con piel

Filete sin piel

110.8

68

60.7

54

Cabezas, agallas, huesos

42.8

Filetes sin piel

60.7

Piel

7.3

Filete limpio

49.2

Espinas

11.5

54

12

Despreciable

Refrigeración

Despreciable

Empaque

Despreciable

30

4 – El eslabón de transformación Pescado fileteado

Operación

Fileteado

Descuerado

Mero (Epinephelus marginatus)

Maquillaje Inmersión en agua

Entradas Tipo

Pescado

Filete con piel

Filete sin piel

Kg

130.7

80.64

69.9

Salidas Tipo

Kg

Filete con piel

80.64

Consumo de agua (L)

22

Cabeza, agallas y hueso

50.06

Filete sin piel

69.9

Cuero

10.8

Filete limpio

62.9

Espinas

7

18

Despreciable

Refrigeración

Despreciable

Empaque

Despreciable

12 30

Entradas

Salidas

Operación

Beneficio de Camarón

Descongelado

Pelado

Lavado 1

Selección

Lavado 2

Enhielado 1 (Pretratamiento)

Camarón Tití (Xiphopenaeus riveti)

Pre-cocido

Enhielado 2 (Choque térmico)

Tipo

Lb

Tipo

Lb

Bloques de camarón

607.5

Camarón descongelado

607.5

Colas de camarón

463.8

Exoesqueleto

158.7

Colas de camarón limpias

449.2

Impurezas

4.5

Camarón selecto

440.2

Impurezas

9

Camarón selecto

440.2

Impurezas

Despreciable

Camarón selecto

440.2

Camarón precocido

434.9

Sólidos disueltos

5.3

Camarón enfriado

434.9

Camarón

Colas de camarón

Colas de camarón limpias

Camarón selecto

607.5

463.8

449.2

440.2

Camarón selecto

440.2

Polifosfatos

Solución al 8%

Camarón tratado

440.2

Camarón pre-cocido

434.9

Empaque

Despreciable

Congelado

Despreciable

Consumo de agua (L)

75

810

540

143

100

166.7

4 – El eslabón de transformación • Indicadores de generación de residuos por proceso estudiado 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

• Extrapolación con fuentes institucionales (CCI, 2009) 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 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

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

GLOBAL ESTIMADO: 2.402.746,17 Kg

4 – El eslabón de transformación • Caracterización de Residuos Sólidos 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 Personal poco capacitado

Altos costos de operación

Bajo $ Diagnóstico

Infraestructura productiva obsoleta

Incumplimiento de condiciones ambientales

5 – Producción más limpia

ESTRATEGIAS ORIENTADAS AL PROCESO

5 – Producción más limpia Modelo de implementación - estrategias 1. Instalar pistola de presión en las mangueras, para realizar actividades de limpieza y desinfección. TRADICIONAL

2. Instalar medidores de agua.

PROPUESTA

P R O C E S O

5 – Producción más limpia Modelo de implementación - estrategias 3. Aislar correctamente los cuartos fríos. Aproximadamente 1/6 del consumo energético de los cuartos fríos se debe a la falta de aislante en el piso de estos Según el Comité Ejecutivo de INTIConstrucciones: Las pérdidas de calor causadas por infiltraciones de aire pueden representar hasta un 30 % de las totales de un edificio.

Agua

Cloro

Sistema de tratamiento de agua Agua tratada Cuarto de producción de hielo Hielo

Ambiente “caliente” Agua Vertida al mar

P R O C E S O

5 – Producción más limpia 4. Implementar acciones preventivas de mantenimiento de los equipos

P R O C E S O

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

PROCESO

MUESRA Nº

RESULTADO UFC/ml

1

Fileteado

H2O Proceso

290

1

Fileteado

2

Camarón

2 3 3

4

Camarón

Fileteado Fileteado

Pescado fresco

H2O de descongelamiento H2O almacenamiento después de cocción H2O tratada H2O residual de proceso H2O descuerado y fileteado

H2O proceso

6000 50 2

116.000 170

1.036.500

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

ALTERNATIVA

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

ALTERNATIVA

P R O D U C T O

5 – Producción más limpia 7. Control permanente en la implementación y ejecución de toda estrategia implementada 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.

P R O D U C T O

P R O C E S O

6 – Experiencia en el aprovechamiento de residuos pesqueros Diagrama general de procesos Análisis Proximal Recepcion y Adecuacion de Materia prima

Cocción

Prensado

Líquidos de Prensado

Maceración

Secado

Molienda

Fracción Mas Densa Centrifugacion

Harina

Fracción Menos Densa Análisis Proximal

6 – Experiencia en el aprovechamiento de residuos pesqueros Producción de Harinas: Diseño metodológico ENSAYO A T1 T2

OPERACIÓN APLICADA COCCIÓN PRENSADO SECADO MOLIENDA

ENSAYO B T1

ENSAYO C T1

VARIABLES

RF1

RP

RF2

M1

M2

M3

M1 M2 M3

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

Presión Aplicada (Bares)

65

65

65

65

65

65

65

65

65

Temperatura (°C)

60

60

60

60

60

60

60

60

60

Tiempo (Horas)

48

48

48

48

48

48

48

48

48

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

6 – Experiencia en el aprovechamiento de residuos pesqueros Producción de Harinas: Resultados en rendimiento 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

Ensayo

A

B

C

Muestra

Baño María

Inmersión

RF1

-

17%

RP

19.92%

-

RF2

23.93%

-

M1

-

-

M2

31.11%

-

M3

23.22%

-

M4

18.05%

-

M5

22.18%

-

M6

23.03%

-

6 – Experiencia en el aprovechamiento de residuos pesqueros Requisitos fisicoquímicos de la harina de pescado. NTC 646 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 Producción de Harinas: Resultados análisis proximal Cáscara de camarón (M1)

Piel (M2)

Mezcla (M3)

Materia seca

21,89

25,91

27,48

Ceniza

30,49

30,16

16,35

Extracto etéreo

3,78

5,47

Proteína cruda

43,66

61,69

Vísceras (M4)

Hueso (M5)

Mezcla (M6)

1,61

14,53

2,65

7,45

82,02

45,89

36,42

46,54

6 – Experiencia en el aprovechamiento de residuos pesqueros Aprovechamiento de lípidos Estearinas resultantes del proceso industrial de elaboración de harina de pescado. Cerca de 75 toneladas anuales Perfil Lipídico de Estearinas. C.I. SIGRA S.A. ESTRUCTURA C 8:0 C 10:0 C 12:0 C 14:0 C 16:0 C 16:1 C 17:0 C 18:0 C 18:1 C 18:2 C 18:3 C 20:0

NOMBRE COMÚN Caprílico Caprico Láurico Mirístico Palmítico Palmitoleico Heptanóico Esteárico Oleico Linoleico Linolenico Araquidico

% 0.15 0.04 0.26 17.66 35.24 0.53 15.95 6.75 7.14 4.73 1.5 0.78

Análisis Wendee Determinación (%) WEENDE Materia Seca Ceniza Proteína Extracto etéreo FDN Carbohidratos

Subproductos de pescado ESTEARINA 88.70 0.45 0.80 97.82 0.00 0.93

6 – Experiencia en el aprovechamiento de residuos pesqueros Proceso para obtención de biodiesel a partir de Estearinas. Transesterificación Básica

Biodiesel obtenido en pruebas de laboratorio Muestra M1. Lavado con agua caliente y filtrado M2. Solo filtrado

Masa Inicial (g)

Masa luego de tratamiento (g)

Agua

Masa papel filtro (g)

Volumen biodiesel (ml)

Índice de refracción

100.12

86.8

47.26

13.14

63

1.4590

100.12

60.92

0

32.17

45

1.4592

6 – Experiencia en el aprovechamiento de residuos pesqueros Extracción de minerales: CaCO3

6 – Experiencia en el aprovechamiento de residuos pesqueros Muestras de residuos para análisis de calcio total.

Relaciones

%CaO = %Ca x 1,3992

Muestra

Características

M1 M2 M3

Residuos óseos provenientes del fileteado

M4

Harina de hueso proveniente de la carduma y plumuda

% CaCO3 = %Ca x 2,500 % Ca (OH)2 = %Ca x 1,850

Resultados Método de ensayo para determinar el contenido de Calcio total. (NTC 302) Muestra M1 M2 M3 M4

%Ca 29,35 27,38 30,05 29,78

% CaCO3 73,38 68,45 75,13 74,45

%CaO 41,07 38,31 42,05 41,67

% Ca (OH)2 41,07 50,65 55,59 55,09

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.

7- Conclusiones • 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.

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.

8 – Productos del Proyecto • 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 o o o o

Visión global de la pesca en el mundo, el país y el distrito Fundamentos energéticos en la agroindustria Técnicas de análisis de materiales biológicos Experiencia en el aprovechamiento de RRPP 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

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