Granjas Carroll de México: ejemplo de uso de mecanismos de desarrollo limpio

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1 Granjas Carroll de México: ejemplo de uso de mecanismos de desarrollo limpio Víctor Ochoa Calderón * Resumen El Protocolo de Kyoto estableció los Mecanismos de Desarrollo Limpio (MDL) como instrumentos de financiamiento de proyectos de mitigación de emisiones de gases de efecto invernadero, dentro de países en vías de desarrollo, y recibir a cambio certificados de reducción de emisiones (CER). A través de los MDL las empresas tienen la oportunidad para participar en el mercado de emisiones para reducirlas. Granjas Carroll de México, una empresa socialmente responsable dedicada a la producción de porcícola, establece como filosofía el compromiso con el cuidado ambiental, y dada la oportunidad en el manejo de excretas de los animales decide participar en el mercado de reducción de emisiones. Granjas Carroll de México ha puesto marcha un sistema que captura y quema el gas metano de las lagunas de tratamiento, desarrollo tecnológico que le permitió emitir CER, concluyendo que los MDL son una alternativa hacia la sustentabilidad. Antecedentes El mercado de la alimentación es un negocio sin fin. Todos los días la gente necesita comer. A pesar de discusiones de carácter filosófico, la carne es hoy por hoy el alimento con la más alta concentración de aminoácidos de alta calidad para la nutrición humana. La carne de cerdo, bovino y pollo representan 90% del total de las carnes consumidas a escala mundial, estimándose en 36 kg de consumo per cápita anual, o el equivalente a 250 millones de toneladas métricas. Se estima que para el año 2050 será necesario producir el * Director General de Granjas Carrol de México, S de R. L. de C. V. Correo electrónico: 1

2 doble del volumen actual, a fin de satisfacer las necesidades por incremento en población y mejora del poder adquisitivo de ésta, lo que plantea un tremendo reto para los productores pecuarios. La carne de cerdo es la que más se consume, representando 44% del total de carnes, o kg per cápita anual. La razón de que el cerdo sea el animal más consumido estriba no sólo en su sabor, sino por contar con una ventaja comparativa que lo hace más productivo por unidad de producción (hembra-vientre) cuando se compara con la de carne de bovino (la vaca). Una vez que sus ciclos de producción están terminados, una cerda será capaz de producir hasta 2.5 toneladas métricas anuales, mientras que la vaca vientre producirá menos de 500 kg. Esta condición, aunada a lo corto de su ciclo biológico, permite que el cerdo sea criado a menor costo que la res y pueda responder más rápido a las nuevas demandas de los consumidores: carne magra, tamaño de cortes preferidos, por ejemplo. Para lograr estos altos niveles de producción a costos competitivos, los criadores de cerdos se ven obligados a desarrollar tecnologías en las áreas de nutrición, genética, sanidad y manejo animal, así como invertir en instalaciones que permitan a los animales desarrollar todo su potencial genético. Los alimentos empleados se elaboran fundamentalmente con granos (maíz, sorgo, trigo y cebada), como fuentes de almidón para proporcionar la energía requerida. Asimismo, se utilizan extractos de oleaginosas (pasta de soya, de girasol y de canola), para proporcionar la mayor parte de los nutrientes que el cerdo requiere. Sin embargo, dado el alto desarrollo genético de los mismos, se hace necesario la adición de otras fuentes de energía (grasas animales) y de aminoácidos (aminoácidos sintéticos, harina de pescado), así como vitaminas y minerales, con el fin de lograr un crecimiento de 1.5 kg de peso al nacimiento a 110 kg en menos de 6 meses de edad, y con una conversión alimenticia de menos de 3 kg de alimento por uno de carne. Además de la tecnología anteriormente descrita, con el fin de obtener costos de producción más competitivos se han desarrollado modelos de producción que permitan generar economías a escala. Esto último ha originado granjas en las cuales es común encontrar altas densidades de población de cerdos, lo que conlleva a una problemática en la cuestión 2

3 ambiental debido al manejo de las excretas de los animales. Baste señalar que a lo largo de sus seis meses de vida un cerdo habrá producido entre 750 y 1,500 litros de orina, y alrededor de 140 kg de excremento. Si multiplicamos estas cantidades por inventarios de 7,500 a 15 mil cerdos por granja, nos podremos dar una idea de lo complejo que el manejo de excretas animales puede ser cuando se quiere cuidar el medio ambiente. Afortunadamente para los productores pecuarios (y para el cuidado ambiental), las excretas animales pueden, dado su carácter orgánico, reincorporarse perfectamente a la naturaleza a través de los ciclos del carbono y del nitrógeno sin afectar mantos acuíferos, suelos y aire. Desde luego, para que esto ocurra se requiere manejar dichas excretas de forma cuidadosa y responsable, por medio de sistemas de tratamiento que permitan la degradación de esas excretas en compuestos que puedan posteriormente reincorporarse tanto a los suelos como a los gases de la atmósfera. Dicho proceso debe realizarse de manera confinada, para evitar que tales desechos se pongan en contacto con los mantos acuíferos. En Granjas Carroll de México, S. de R. L. de C. V., desde su inicio, se establece como filosofía el compromiso con el cuidado ambiental, de tal suerte que las excretas de los animales son manejadas de manera eficiente y responsable. Las heces y orina de los cerdos pasan a través de unas ranuras en los pisos (slats) hacia unas fosas inundadas que, al igual que en un excusado, permitirán el manejo de las excretas en forma líquida. Posteriormente, estas excretas líquidas serán trasladadas a lagunas de tratamiento, las cuales son impermeables y permiten que las bacterias digirieran los almidones y proteínas de los excrementos, transformándolos en compuestos como metano, bióxido de carbono y derivados de la urea. De esta forma, después de seis meses aproximadamente, las excretas pueden reutilizarse en el interior de las fosas inundadas, evaporarse o bien ser transformadas en un fertilizante de tipo orgánico, y que, previa reducción de su carga bacteriana, puede ser utilizada como substituto de fertilizantes químicos. Este proceso, resumido en los diagramas 1 y 2, permite el tratamiento de excretas de manera eficiente, segura y económica: 3

4 PIT Slats Puerto de bombeo Diagrama 1. Manejo de excretas en el interior de granjas. Diagrama 2. Resumen de manejo de excretas. 4

5 Imagen 1. Sitio para reproducción en le valle de Perote. El sistema anteriormente descrito, si bien protege tanto suelos como agua, genera altos niveles de metano, que aunque puede reincorporarse a la naturaleza tiene un efecto conocido como Efecto invernadero, por lo que se le clasifica dentro de los denominados gases de efecto invernadero (GEI). El manejo de estos gases es el objeto del presente trabajo. Como es sabido, la producción y acumulación excesiva de GEI, en combinación con la destrucción forestal como consecuencia de la actividad humana, han sido señaladas como responsables del actual calentamiento que sufre nuestro planeta con potenciales consecuencias catastróficas. Para revertir esta situación, la mayoría de los países se comprometieron, a través del Protocolo de Kyoto, a reducir de 5 a 12% sus emisiones de GEI. Únicamente Estados Unidos de Norteamérica, responsables de la producción de casi 24% del total de GEI del mundo, se negó a firmar dicho compromiso. Este Protocolo permite a los productores pecuarios de los países en vías de desarrollo, como México, participar en este esfuerzo global a través de los denominados mecanismos de desarrollo limpio (MDL). 5

6 La idea es que al capturar y quemar el gas metano de las lagunas de tratamiento, éste será convertido en dióxido de carbono (CO 2 ), que también es un GEI pero con 21 veces menos efecto que el metano; de esta manera, el volumen de gas de efecto invernadero del metano se reduce 20 veces, a lo que se le conoce como créditos de carbono (CER, por sus siglas en inglés). Así, en el ejemplo citado, se habrán generado 20 CER. De manera simple, se considera que por cada cerdo inventariado se generarán al año 0.40 CER si se captura el gas metano de sus excretas y es convertido a través de la combustión en CO 2. Los citados CER son sujetos de venta a empresas ubicadas en los países industrializados que, de acuerdo al Protocolo de Kyoto, tienen la obligación de reducir sus emisiones entre 5 y 8%; de no hacerlo, están sujetos a sanciones económicas de tal magnitud que les obligaría a cerrar o bien a reducir su actividad entre 5 y 8%, lo que muy probablemente les haría perder el punto de equilibrio financiero. De esta forma, una empresa en Japón, por ejemplo, puede comprar CER a un productor pecuario de México por el equivalente de la reducción de 5 a 8% de sus emisiones de GEI. Al ser una sola atmósfera, lo que se deje de generar en una parte del mundo deberá de beneficiar a todo el planeta. Toda la actividad anteriormente descrita está regulada y normalizada por las Naciones Unidas. El diagrama 3 resume los pasos que se tienen que seguir para lograrlo: 6

7 Diagrama 3. Pasos para lograr el registro y venta de CER. En el diagrama 3, la organización solicitante, que en este caso sería Granjas Carroll de México, debe desarrollar la tecnología necesaria para la captura y quema del gas metano. Dicha tecnología, a su vez, deberá ser validada y registrada primero ante la Autoridad Nacional Designada (ADN), que en nuestro país es la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat). Las diferentes instancias de las Naciones Unidas, tal como las entidades operacionales designadas (DOE, por sus siglas en inglés), verifican que se cumpla con la metodología requerida para asegurar que, en efecto, se están reduciendo los niveles de GEI. Cuando se cumple con lo anterior, pueden extenderse los CER y comercializarlos. Lo anteriormente descrito, si bien es complejo, permite que de manera segura se estén reduciendo las emisiones de GEI, y que sólo entonces puedan ser comercializados esos CER. 7

8 El proyecto de digestores de Granjas Carroll de México Granjas Carroll de México, es una empresa mexicana de capital mixto, que se encuentra a caballo entre los estados de Puebla y Veracruz. Cuenta a la fecha con 16 granjas, cuyos módulos se distribuyen en los municipios de Perote, Jalacingo, Villa Aldama y Altotonga, en el estado de Veracruz, y en los municipios de Guadalupe Victoria, Oriental, Tlachichuca y El Seco, en el estado de Puebla. Es, a la fecha, el principal productor de cerdos del país con un inventario de más de 57 mil vientres y una producción anual de más de un millón de cabezas para el mercado nacional. Desde su inicio, la empresa ha incluido como parte fundamental de su filosofía el cuidado del medio ambiente y como consecuencia la sustentabilidad. Por segundo año consecutivo, ha obtenido el distintivo de Empresa Socialmente Responsable, y es además la única empresa pecuaria que se ha sometido de manera voluntaria a una auditoria ambiental. Considerando los antecedentes anteriormente descritos, en el año de 2006, Granjas Carroll de México inició el proceso de registro de sus digestores, como un primer paso hacia el establecimiento de sus MDL. Paralelamente a ese proceso, inició la evaluación de la tecnología que le permitiera contar con un sistema capaz de manejar las excretas y capturar de manera eficiente la mayor cantidad posible de gas metano. Los retos a vencer son los siguientes: 1) Asegurar que se sigan manteniendo protegidos los mantos acuíferos, el suelo y el aire. 2) Digerir en el menor tiempo posible las excretas, produciendo a su vez la mayor cantidad posible de gas metano. 3) Desarrollar un modelo que sea factible desde el punto de vista financiero. Para lograr el punto 1 se encontró que las lagunas de arcilla eran adecuadas para ese propósito; pero dados los altos costos de arrastre de material adecuado (arcilla) hacia el sitio en el que se encontrarían los digestores, se prefirió la utilización, en algunos casos, de 8

9 material plástico (polietileno de alta densidad o HDPE) como revestimiento del fondo de las lagunas que iban a ser utilizadas como digestores (imagen 2). Imagen 2. Laguna revestida con HDPE y en proceso de llenado. Para lograr el punto 2, se procedió a cubrir las citadas lagunas, en la mayoría de los casos, con una membrana de HDPE, y en otros con una membrana de plástico textil de marca denominada XR5; adicionalmente al revestimiento y la cubierta, se agregaron sistemas colectores de gas y de agitación del contenido. A ese conjunto se le denomina genéricamente digestor. En su interior, las excretas en forma líquida provenientes de las granjas serán digeridas por las bacterias y transformadas en biogás, mismo que contiene entre 60 y 75% de gas metano, CO 2 y agua (imagen 3). 9

10 Imagen 3. Digestor cubierto. Ese biogás es conducido hacia un sistema de deshumectación y desodorización, para posteriormente ser incinerado en un quemador de alta eficiencia, con lo que se asegura que el metano es transformado (quemado) en un mínimo de 93% en CO 2 (imágenes 4 y 5). Imagen 4. Deshumidificador y medidor mecánico. 10

11 Imagen 5. Quemador de alta eficiencia. Cabe destacar que es de suma importancia el mantener en el interior del digestor una temperatura mayor a los 22 C, para que exista una actividad bacteriana adecuada. De hecho, se considera que la temperatura ideal es de 28 a 35 C, temperatura que es difícil de alcanzar en las condiciones de frío que prevalecen en la región de Perote. Éste ha sido uno de los principales retos a vencer, aunado a que las excretas de los cerdos son ligeramente alcalinas (ph de 8.5), y se requiere un ph de 7 para lograr el óptimo de producción. Para lograr el punto número 3 se procedió a la firma de un contrato de venta de los CER generados por los digestores de la empresa, como un primer paso para obtener ingresos que permitieran recuperar el costo de la inversión, ya que el costo promedio de cada digestor oscila entre 150 mil y un millón y medio de dólares norteamericanos. Con el fin de alcanzar el total de las metas anteriores, se procedió a contratar dos empresas una mexicana y la otra norteamericana para que compitieran por el desarrollo de la mejor tecnología en digestores. A la fecha se han construido 11 digestores, y al término de este año se evaluarán los resultados para decidir qué compañía construye los 17 restantes. Al mismo tiempo se está evaluando la factibilidad de utilizar el biogás para la generación de energía eléctrica. Hemos encontrado que por cada 11 metros cúbicos de biogás podemos 11

12 generar 1 kw de carga, por lo que una vez estandarizada la producción de biogás estaremos en posibilidades de invertir en generadores eléctricos, como el que se muestra en la imagen 6. Imagen 6. Generador eléctrico operado con biogás. Sin embargo, el proyecto anteriormente descrito ha enfrentado una serie de problemas que han puesto en riesgo la viabilidad del mismo. En primer lugar, el hecho de que las condiciones del Protocolo de Kyoto estén sujetas a revisión constante por parte de las autoridades de Naciones Unidas, ha traído como consecuencia cambios en la metodología aprobada para el cálculo de las emisiones. De esta forma, originalmente se aceptaba que por cada cerdo inventariado, se podían generar alrededor de 0.93 CER por año. En la actualidad ese número se ha reducido a 0.43, es decir, a menos de la mitad. Por otra parte, los requerimientos de certificación son cada vez mayores. En un principio, los medidores de biogás podían ser mecánicos, cuyo costo y requerimientos de operación son sumamente bajos, en comparación con los nuevos medidores de termoflujo, cuyo costo es de diez veces más que los mecánicos y con mayores requerimientos y cuidados para su operación. Además, en cuanto a la combustión del gas, en un principio eran aceptados los quemadores denominados abiertos ; sin embargo, actualmente se requieren quemadores que aseguren más de 93% de eficiencia en la combustión, para lo que se requieren 12

13 quemadores de tipo cerrado o semicerrado, que aseguren esa eficiencia pero que tienen un costo también más elevado. Para complicar un poco más el cuadro, los costos de las materias primas necesarias para la construcción de los digestores se han incrementado, como consecuencia de que la gran mayoría (membranas y tuberías) son derivados del petróleo. Tenemos así que, mientras los costos de construcción y operación de los digestores se han incrementado, los posibles ingresos vía CER se han reducido a menos de la mitad por el cambio de metodología anteriormente descrito. Finalmente, las características de las excretas de los cerdos en el sistema de Granjas Carroll de México que incluyen un alto grado de dilución y, en consecuencia, de sólidos volátiles disponibles como materia prima fundamental para la generación de biogás, así como las temperaturas extremas que privan en la región, están obligando a realizar mayores procedimientos de operación de los digestores con el fin de alcanzar la productividad deseada. Resumiendo lo anterior, mientras que el proyecto original contemplaba una inversión de 9.5 millones de dólares, es decir, alrededor de 320 mil dólares por digestor en promedio, y unos ingresos por concepto de venta de CER de 2.3 millones por año, o cerca de 80,500 dólares al año de ingresos por digesto, en la actualidad la inversión estimada se ha incrementado a casi 14 millones de dólares, con una reducción de ingresos de más de 50%, con lo que el retorno de la inversión se está haciendo prácticamente inoperable. Para solucionar este problema se están optimizando los procesos de manejo de las excretas, con lo que la producción de biogás se está incrementando. Parte de esas mejoras incluye mayores costos de operación, ya que es necesario agitar más frecuentemente el contenido de los digestores; con todo, los resultados son alentadores. Creemos, sin embargo, que la solución final está en la utilización del biogás para la producción de energía eléctrica. Nuestros siguientes pasos serán lograr la producción estimada para, posteriormente, invertir en generadores capaces de utilizar el biogás y, a partir de los ahorros en consumo de electricidad, hacer viable el proyecto. Cabe destacar 13

14 que, en relación con este último punto, es necesario revisar la política de cogeneración de la Comisión Federal de Electricidad con el fin de hacer más viable esta alternativa. Conclusiones 1) La ejecución de mecanismos de desarrollo limpio (MDL) en la industria pecuaria de nuestro país es una alternativa excelente para el logro de la sustentabilidad de la misma. No sólo se coopera con los esfuerzos del Protocolo de Kyoto, sino que además puede ser fuente de ingresos adicionales a través de la venta de CER. 2) Para ejecutar los MDL hace falta no sólo la inversión, sino la tecnología adecuada para el manejo eficiente de las excretas animales. Esta tecnología se tiene que desarrollar, adaptándose a las condiciones de las diferentes explotaciones pecuarias, por lo que una curva de aprendizaje se hace necesaria. 3) La posibilidad de generar electricidad a través de la quema del gas de las excretas no sólo es un elemento indispensable para asegurar la viabilidad de estos proyectos, sino que se convierte en un elemento clave para hacer frente a la cada vez más escasa oferta de energía en el planeta. 4) Es necesario contar con incentivos y esquemas de financiamiento preferencial a largo plazo para invertir en este tipo de proyectos de mejoramiento ambiental. 5) Propiciar compensaciones fiscales para las empresas que desarrollen estos proyectos. 14

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