WO2002034695A1 - Procedimiento para la obtencion de purines transformados - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para la obtención de purines transformados que consiste en realizar dicha transformación en dos fases, siendo la primera la de efectuar la licuación del purín desde el principio de su crianza en el hábitat de los animales, para racionalizar el consumo del producto licuador, agua, y que una vez obtenido el purín bien licuado se mezcla con unos cuerpos poliméricos con masa de constitución alveolar, flexible, para transformar las materias liquidas que se adentran y salen de los alveolos por ósmosis y por la acción de bombeo de las raíces de la planta, en abonos, fertilizantes y demás para su posterior uso en agricultura y medio ambiente.

Description

PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCIÓN DE PURINES TRANSFORMADOS

Patente de Invención por procedimiento para la obtención de purines transformados.

El objeto de la presente patente se refiere a un procedimiento para la obtención de purines transformados.

Ante todo se debe hacer una constatación para una mejor comprensión de la magnitud de la importancia de la invención.

Como es sabido, en la actualidad todos los seres vivos de la Tierra han de soportar continuamente los inconvenientes de la polución desmesurada de nuestro medio ambiente, provocada por necesidades superfluas de la sociedad de consumo en que estamos inmersos.

Si, al parecer, en nuestro mundo consumo y prosperidad van a la par, no obstante en la realidad no dejan de producir desigualdades. Ello queda reflejado en el balance económico de 1.999, en el que un 20% de los seres humanos ubicados en los países más ricos se reparten el 80% del total del consumo privado. Si las tendencias del consumo observadas desde hace ya 20 años se mantiene en los primeros 20 años del siglo XXI, las proyecciones establecidas prevén unos niveles de consumo 4 o 5 veces superiores a los de 1.995.

A tenor de esta situación tan preocupante, la sociedad tiene que concienciarse de que ha de cambiar no sólo los hábitos de consumo sino también las propias tecnologías de producción. En caso contrario estos problemas fundamentales se acentuarán y el medio ambiente será el primero en padecer sus consecuencias.

Don Federico Mayor, Director General de la UNESCO, escribió en la revista "Figaro Magazine" el 24 de Abril de 1.999 en su articulo "De l'eau pour la Vie" un aviso sobre la "Gestión del agua; un desafio para mañana, una urgencia para hoy" en el que dice que hace 20 años pensábamos que podríamos disponer de las reservas de agua dulce en cantidad ilimitada, ya que nosotros, los rectores del planeta, Íbamos a establecer las infraestructuras adecuadas para su consumo. Sin embargo, la cantidad de agua dulce realmente disponible para uso humano constituye un porcentaje mínimo frente a la totalidad de las reservas: menos de una diezmilésima parte de la masa de las aguas.

Por otra parte, si bien la cantidad de agua dulce disponible que queda es más o menos la misma, la demanda supera ya a la oferta. Es obvio que se avecina una crisis: grave escasez de agua en numerosas regiones del mundo, agotamiento de las capas freáticas, bajada sensible del nivel de los ríos y los lagos, polución generalizada, desertización inexorable.

A ello hay que añadir el coste humano que provoca la escasez del agua: desnutrición, enfermedades, éxodo rural, ciudades superpobladas. En el siglo XX la demanda de agua se multiplicó por siete mientras que la población lo hizo por tres.

Utilizamos más agua debido principalmente al desarrollo de la irrigación estrechamente ligada a la extraordinaria extensión de la productividad: hay que nutrir la población mundial .

Podríamos encontrarnos ante un escenario catastrófico cuando la demanda del consumo de agua dulce alcanzase unos límites tales que la propia naturaleza y su coste económico convirtieran los esquemas actuales de utilización en insuficientes para paliar dicha demanda.

La tecnología detallada en la presente Memoria Descriptiva se inscribe en la perspectiva de cambiar nuestras prácticas y nuestras prioridades.

En efecto, la evolución de la ciencia nos da hoy día la capacidad intelectual de considerar otras metodologías económicamente viables para gestionar mejor nuestro patrimonio ecológico.

No podemos evitar producir residuos. No obstante, podemos hallar soluciones de transformación para que estos se conviertan en materia prima aprovechable.

Al hilo de lo anterior, estas investigaciones han sido orientadas para encontrar soluciones que permitan subsanar definitivamente la polución y más especialmente la causada por los nitratos . Las explotaciones intensivas para la producción ovina, bovina, porcina y avícola son actualmente un vector económico de suma importancia.

Permiten el suministro de productos adaptados a las nuevas normas mundialistas, tanto en el plano de la calidad como en el de la competitividad de sus precios y resultan, por tanto, ser un elemento preponderante en la economía de una región.

Sin embargo, las concentraciones muy importantes de explotaciones conllevan el ocasionar las principales fuentes de contaminaciones múltiples del medio ambiente que ponen en entredicho la imagen y la credibilidad del granjero. Además, aumentan peligrosamente la producción de purines hasta tal punto que la mayoría de sus vertidos en el campo no obedece a una mera finalidad realizadora sino que se llevan a cabo únicamente con el fin de resolver el problema que representa el vaciado de las fosas de recepción.

Por tanto ello da lugar a un desequilibrio ambiental que la propia naturaleza no puede subsanar y que los costos de descontaminación actuales resultan tan elevados que pueden cuestionar incluso la existencia de estas explotaciones .

Como respuesta a tales problemas acuciantes se han desarrollado estos últimos años diferentes técnicas de tratamiento biológico de purines para atenuar su nocividad. Por otro lado, han sido contemplados otros sistemas (de tipo mecánico) para luchar contra estas poluciones, pero se ha podido constatar que en el 80% de los casos estos sistemas resultan ser obsoletos y muy onerosos .

En efecto, la tecnología basada en la separación no resuelve de ningún modo el problema causado por los productos contaminantes vehiculados en gran cantidad por el líquido resultante de dicha separación y por consiguiente el problema persiste.

El concepto de la invención tiene por finalidad, independientemente de la característica del purín, conseguir una solución global y definitiva a este inconveniente de suma importancia. Por otra parte, se diferencia de los procedimientos corrientes puesto que, de por sí, es una tecnología con capacidad de transformar el purín en un producto manufacturado, ecológicamente neutro y de primera instancia para la agricultura y la reestructuración de los suelos pobres y desérticos.

Para interpretar correctamente el objeto de este procedimiento se debe tener en cuenta la cronología técnica siguiente:

Biofijación - abono calcáreo - regulación de los nitratos - efecto probiótico - fijación de los metales pesados - supresión de olores - licuación - revalorización del purín del cerdo.

En la primera fase del procedimiento se procede al tratamiento del purín merced a un consorcio de bacterias específicas (las de fijación) y en reestructurar y adaptar los purines hacia la formación de un producto con mucha capacidad nutricional para las plantas en perfecta adecuación con el medio ambiente.

A este nivel hay que considerar tres factores importantes : A) Olores

B) Toxicidad

C) Revaloración

A) Se ha podido observar que los excrementos de los animales que consumen harinas animales desprenden unos olores más fuertes que los de los herbívoros o los de alimentos tradicionales .

Por otro lado, se sabe que las bacterias anaerobias se desarrollan produciendo substancias nauseabundas: escatol, indol, amoníaco, hidrógeno sulfurado, etc, por lo que la aplicación de sales metálicas con productos bioquímicos actuando como oxido-reductora suprime los malos olores existentes.

B) Por lo que se refiere a la toxicidad del purín, este acarrea problemas importantes a varios niveles:

Almacenaje : (en eslats, prefosas, fosas de recepción) por una agravación de las enfermedades y de la mortalidad porcina. Medio ambiente: Olores, destrucción de la capa de ozono (metano) polución de las capas freáticas (nitratos, etc.) sobre dosificación de los vertidos.

Vegetales : choque, ácido tóxico del purín, metales pesados (Cobalto, Cobre, Antimonio, Uranio, Arsénico, Zinc, Cromo, Plata, Vanadio, Titanio, Cadmio, Cesio, Mercurio, Estaño, Plomo, Fe++, Fe+++, Estroncio 90, Níquel, etc . ) .

La agricultura : Nitrógeno amoniacal NH4, concentraciones de nitratos.

Un tratamiento -mediante un consorcio de bacterias especificas no sólo rebaja completamente el grado de toxicidad del purín, sino que prepara" también éste para su licuación.

C) Los usuarios del purín como abono no desean que un tratamiento pueda alterar su valor nutricional al disminuir las cantidades de nitrógeno o de fósforo asimilable. Sabemos asimismo que los purines contienen nitrógeno en forma de nitritos no transformables en proteínas, lo que perjudica el crecimiento de la planta y provoca enfermedades criptogámicas al contaminar las tierras y las capas freáticas .

Para que esta situación fuera compatible, desde el punto de vista económico y ecológico, se ha tenido que actuar científicamente sobre ciertos parámetros y entre otros:

1) Degradación de las celulosas

2) Fijación de los metales pesados

3) Transformación del nitrógeno amoniacal (NH4) en nitrógeno asimilable (N03) de acuerdo con las siguientes reacciones:

NH4+ + 3/2 02 => N02 + 2H+ +H20

NO 2 + 1/2 02 => N03 (ver esquema

del ciclo de nitrógeno)

4) La actividad del proceso de descomposición biológica acelerando la hidrólisis del purín

5) La acción fertilizante del purín por la adecuación calcárea -silícea y rectificación del PH. 6) La aportación complementaria en minerales para disminuir la agresividad del purín

7) La activación microbiana no patógena.

Hay que tener en cuenta también la buena licuación de los purines, pues sin ella el objeto obtenido sería defectuoso .

Los resultados de estas investigaciones a nivel físico, químico y biológico han cristalizado en un producto- soporte, hidroretenedor fertilizante altamente adecuado para utilizarlo en agricultura que permite:

" 'La fijación de la humedad.

" Un mejor crecimiento de las plantas.

" La aportación suficiente de nitrógeno asimilable.

" Una mejor formación clorofílica.

" El desarrollo de una flora microbiana nitrificante y celulósic .

" El blocaje de los metales pesados.

Tal como se ha apuntado con anterioridad, los efectos

tóxicos inherentes a los purines acarrean problemas importantes a varios niveles, entre ellos el que ocasiona la polución de nitrógeno.

El nitrógeno, si bien favorece el desarrollo vegetal, no obstante y debido a su gran solubilidad, está presente en los ríos, lagos, capas freáticas, suelos (sobredosificación) , etc.

Así se comprende que unas aportaciones masivas de nitrógeno mineral pueden resultar peligrosas y presentan un importante vector de polución para el agua potable por sus eutrofizaciones del medio.

En el esquema que sigue se describe el ciclo de nitrógeno en el agua:

HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)

Figure imgf000014_0001

El tratamiento de los purines mediante un consorcio seleccionado de bacterias actuará para

" degradar las materias orgánicas

" oxidar el nitrógeno amoniacal y los nitritos, muy peligrosos para la vida acuática

HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) " atacar los nitratos por desnitrificación y asimilación competitiva, con el fin de limitar los desarrollos de fitoplancton a la vez que se favorezca el zooplancton.

Bajo su forma gaseosa, el nitrógeno no es asimilable por la mayoría de las plantas superiores .

Solamente las especies vegetales en simbiosis con el Rhizobiumm (leguminosas) o Fran ia (árboles actinorhizienos) pueden metabolizar directamente el nitrógeno atmosférico.

El resto de los vegetales asimilan principalmente los nitratos y un poco de amonio.

Todo consiste pues en obtener, a partir de materias orgánicas, nitrógeno asimilable según el esquema que se detalla a continuación.

HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)

Figure imgf000016_0001

No obstante, la aportación masiva de nitratos como fertilizante presenta unos inconvenientes, tales como su alto coste, y que puede inducir a una polución importante de las aguas. Asimismo, la acumulación natural de los

HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) nitratos en las plantas en grandes cantidades puede acarrear problemas de toxicidad en los consumidores.

Todo el interés estriba en hacer asimilable el nitrógeno contenido en las materias orgánicas y producir proteínas, amonio y nitratos. Ello pasa por una degradación de los residuos leñosos y celulósicos, hongos sacaromicetos fijados sobre soportes, proteínas formadas gracias a determinadas pseudomonas fijadas igualmente y la nitrificación (Nitrosonomas-Nitrobacter) .

A este nivel de la nitrificación se libera H+, o sea hay una acidificación del medio. Con el mantenimiento en equilibrio del Ph por los soportes se reduce esta acidificación y facilita el trabajo bacteriano, acelerando la reacción.

Así, pues, se comprende el interés, además de las cualidades físico-químicas y nutricionales de los soportes, en obtener unas cepas derivadas de la degradación de la celulosa leñosa de las proteínas y de las cepas nitrificantes aptas para trabajar inmediatamente en el medio.

HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) Con el objeto de la invención se consigue, a partir de cualquier deyección animal, transformarla en un fertilizante con un alto poder nutriente para la vegetación, y además se recupera asimismo el agua contenida, reequilibrándola a un pH entre 7 y 7,5 para poder ser usada nuevamente.

Con ello se logra:

1. Parar definitivamente la polución del agua y de los suelos por los nitratos contenidos en los purines. 2. Sacar provecho de esta polución al obtener un fertilizante después de un tratamiento y transformación de sus constituyentes. 3. Regenerar la agricultura y reestructurar los suelos pobres a partir de los fertilizantes obtenidos.

4. Frenar la desertización y desarrollar la agricultura del Tercer Mundo.

5. Reforestar las regiones afectadas por los cataclismos y los incendios.

Consiste la invención en proceder en una primera fase a la licuación del purín y tiene lugar desde el principio de su crianza. De este modo se racionaliza el consumo del producto licuador a adicionar posteriormente con el fin

HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) - l í

de evitar posteriores tratamientos de choque en las fosas principales .

En la patente que se describe se procede a un lavado desde el principio, en el habitat de los animales, para permitir una fluidez constante de los excrementos porcinos existentes en los listones transversales formativos del suelo ("slats"), prefosas, canalizaciones e incluso en la misma fosa de recepción general.

Los purines así tratados se mezclan con unos cuerpos poliméricos, alveolares, flexibles y su objeto es el de transformar las materias líquidas en abonos, fertilizantes, etc. para su posterior uso en agricultura y medio ambiente.

Esta fase del proceso permite almacenar y mantener al nivel de las masas de las raíces de las plantas, los elementos nutrientes de una buena tierra arable y desarrollar asimismo las funciones de retenedor de agua de reserva, de Nitrógeno, Fósforo y Agua y oligoelementos necesarios, específicos, para activar el crecimiento de las plantas, actuar como fitosanitario y corregir la salinidad (posibilidad de riego con aguas salobres) .

HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) Los elementos mecánicos fertilizantes se liberan mediante bombeo por las raíces cada vez que la planta lo precise gracias a la elasticidad permanente del polímero alveolar flexible (efecto de acordeón) aumentando o disminuyendo su volumen, ya que absorbe o restituye por capilaridad las sustancias introducidas en los alveolos de los cuerpos poliméricos .

El consorcio de bacterias, durante la acción curativa y revalorizadora del purín, provoca una descomposición aeróbica acelerada del tratamiento que se traduce en:

a) Saneamiento rápido de los locales de explotación. b) Mejoría del estado de los animales (menos mortalidad, menos stress animal, ganancia de tiempo a nivel del engorde. c) Fluidez constante de los purines. d) Supresión inmediata de los olores. e)Mejoría del PH.

Por consiguiente, la licuación es la etapa bisagra del concepto del arranque de la fase posterior - 2 que contempla la recuperación de los purines tratados, su

HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) transporte hacia las unidades de transformación y de producción por un hidroretenedor fertilizante por absorción polimérica.

El elemento motor del tratamiento es el polímero cuya extrema sensibilidad permite la captación de agua y humedad venga de donde venga.

Las pérdidas por migración, evaporación así como diferencias de presión osmótica son casi nulas por lo que las plantas por penetración de sus raíces, encontrarán su dosis hídrica y nutricional necesaria para su crecimiento y su supervivencia.

Los esquemas 1 y 2 que se describen a continuación completan las explicaciones detalladas sobre la problemática de los purines y la solución que proporciona el procedimiento de la invención, respectivamente.

HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)

Figure imgf000022_0001

ESQUEMA N° 1: EL PROBLEMA DEL PURIN

HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)

Figure imgf000023_0001

ESQUEMA N° 2: LA SOLUCIÓN DEL PURIN

HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)

Claims

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la obtención de purines transformados, caracterizado por el hecho de realizar dicha transformación en dos fases, siendo la primera la de efectuar la licuación del purín desde el principio de su crianza en el habitat de los animales, para racionalizar el consumo del producto licuador, agua.
2. Procedimiento para la obtención de purines transformados, según la anterior reivindicación en el que una vez obtenido el purín bien licuado se mezcla con unos cuerpos poliméricos con masa de constitución alveolar, flexible, para transformar las materias liquidas que se adentran y salen de los alveolos por osmosis y por la acción de bombeo de las raíces de la planta, en abonos, fertilizantes y demás para su posterior uso en agricultura y medio ambiente.
3. Procedimiento para la obtención de purines transformados, según las anteriores reivindicaciones, caracterizado en que la fase de adición y mezcla de los cuerpos alveolares almacena y mantiene al nivel de las masas de las raíces de las plantas los elementos
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLAR nutrientes de una buena tierra arable y desarrollar asimismo las funciones de retenedor de agua de reserva, de Nitrógeno, Fósforo y Potasio y oligoelementos necesarios, específicos, para activar el crecimiento de las mismas y actuar como fitosanitario y corregir la salinidad de las aguas salobres.
4. Procedimiento para la obtención de purines transformados, según las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que los elementos de las reivindicaciones anteriores automáticamente se liberan mediante bombeo realizado por las raíces cada vez que la planta lo precise, bombeo en virtud de la elasticidad permanente del polímero alveolar, flexible, y que absorbe o restituye por presión osmótica las sustancias que le hacen aumentar o disminuir su volumen.
5. Procedimiento para la obtención de purines transformados, según las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque cuando se agota el líquido contenido en los alveolos, éstos vuelven a recargarse con la adición de líquido.
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