Tesis doctoral de María Cambra López
Los alojamientos ganaderos, especialmente avícolas y porcinos, son una fuente importante de material particulado (particulate matter, pm). Las concentraciones elevadas de pm en el ambiente pueden afectar a la salud de las personas y animales, así como al medio ambiente. La mejor manera de reducir las emisiones de pm de los alojamientos ganaderos es evitar que éste se genere y así, controlando el pm en origen, no sólo se pueden reducir las emisiones, sino también mejorar la calidad del aire en el interior de los alojamientos ganaderos. Por otra parte, para evaluar la posible exposición al pm por un lado, y para desarrollar medidas para reducirlo, por otro, es necesario conocer la morfología y composición de las partículas. En consecuencia, el objetivo de esta tesis fue identificar y caracterizar el origen del pm en diferentes sistemas de alojamientos ganaderos y evaluar técnicas de reducción de dicho pm en relación con otros contaminantes. la tesis está compuesta por cuatro trabajos de investigación y una revisión previa, sobre el estado de la cuestión del pm en los sistemas de producción ganaderos, que establece el marco del trabajo experimental. En primer lugar, se muestrearon fuentes conocidas de pm en alojamientos ganaderos que fueron aerosolizadas experimentalmente en un generador de polvo de laboratorio para recoger muestras de pm fino y grueso. Estas muestras fueron analizadas posteriormente mediante: i) microscopía electrónica de barrido con un espectrómetro de rayos x para obtener una caracterización morfológica y química detallada de las fuentes; ii) mediante un contador óptico de partículas para obtener la distribución por tamaños de cada fuente. En segundo lugar, se investigaron las características más adecuadas de las partículas para distinguir entre las distintas fuentes en base a la caracterización de las mismas anteriormente obtenida y a las características morfológicas obtenidas con análisis digital de imagen. En tercer lugar, se utilizó la información anterior para cuantificar la contribución de cada fuente al pm fino y grueso del aire de alojamientos ganaderos, mediante dos modelos de reparto de las contribuciones de pm (sistemas expertos y modelos de regresión lineal multivariante). Para ello, muestreamos pm suspendido en el aire de 14 alojamientos avícolas (incluyendo sistemas de producción para broilers, gallinas ponedoras en sistema tipo suelo y aviario, y pavos) y porcinos (incluyendo lechones, cerdos de cebo y cerdas secas y gestantes). Finalmente, se evaluó el potencial de la técnica de ionización del aire para reducir las concentraciones y emisiones de pm en una granja piloto de broilers y se valoró su efecto sobre las propiedades de las partículas y sobre otros contaminantes. los resultados indican que la diversidad y heterogeneidad de las partículas de las distintas fuentes de alojamientos ganaderos está determinada por las propias fuentes que proporcionan el pm, que son específicas de los sistemas de alojamiento ganaderos y de la especie animal. El proceso de generación experimental de partículas desarrollado fue adecuado para realizar una caracterización detallada de fuentes tales como plumas, pienso, estiércol, pelo, piel, viruta de madera y entorno exterior en las granjas. Esta caracterización junto con la distribución del tamaño de las partículas de cada fuente fue útil establecer similitudes y diferencias entre los tipos de partículas, lo que permitirá realizar estimaciones cualitativas o semi-cuantitativas más precisas y rápidas de las fuentes que contribuyen al pm en alojamientos ganaderos en trabajos futuros. Los resultados obtenidos indican que para aplicar modelos de reparto de las contribuciones de pm en alojamientos ganaderos, es necesario obtener no sólo las características químicas de las partículas sino también las características morfológicas de éstas porque pueden aportar un conocimiento adicional, cuando las partículas en cada fuente tienen una morfología individual bien definida y distintiva o difieren en su tamaño. Utilizando la combinación de las características químicas y morfológicas, se puede asignar correctamente a cada una de sus fuentes una media de 69% de las partículas procedentes de una mezcla de fuentes en alojamientos avícolas y porcinos en el pm fino y grueso. Según resultados obtenidos, este es el enfoque recomendado para repartir el pm generado en alojamientos ganaderos por las distintas fuentes individuales. En efecto, las contribuciones de las distintas fuentes varían con el sistema de alojamientos: en los alojamientos avícolas muestreados, la mayoría de las partículas se originan a partir de las plumas (rango entre 4 a 43% pm fino y entre 6 a 35% en el pm grueso) y de la gallinaza (rango entre 9 a 85% pm fino y entre 30 a 94% en el pm grueso); mientras que en los alojamientos porcinos, la mayoría de las partículas se originan a partir del estiércol (rango entre 70 a 89% pm fino y entre 41 a 94% en el pm grueso). Las partículas de viruta de madera y de piel animal adquieren mayor importancia relativa cuando se expresan estas contribuciones en masa de partículas. Finalmente, se demostró que la ionización del aire pudo reducir eficaz y significativamente la emisión total en masa de pm10 en un 36% y la de pm2.5 en un 10% en la producción de broilers, pero que no mostró ningún efecto en los microorganismos suspendidos, sobre los olores o sobre le emisión de amoniaco. En su conjunto, se puede concluir de manera genérica que los resultados presentados en esta tesis contribuyen a proporcionar unas herramientas básicas que permitirán diseñar unas medidas de reducción de pm en origen mejores y más eficientes y, paralelamente, a predecir su funcionamiento.
Datos académicos de la tesis doctoral «Control of particulate matter emissions from poultry and pig houses«
- Título de la tesis: Control of particulate matter emissions from poultry and pig houses
- Autor: María Cambra López
- Universidad: Politécnica de Valencia
- Fecha de lectura de la tesis: 15/07/2010
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Antonio German Torres Salvador
- Tribunal
- Presidente del tribunal: rosa Puchades pla
- nico Ogink (vocal)
- martin Verstegen (vocal)
- vicent anfós Yus? pelech? (vocal)