• Sistema Pasivo. – El gas recuperado se agrega como componente a un tratamiento existente.
• Sistema de Bajo Rango. – La entrada de excremento al digestor es la fuente principal de alimento para los microrganismos formadores de metano.
• Sistema de Alto Rango. – Los microorganismos fermentadores de CH4 son retenidos en el digestor para incrementar la eficiencia. Ya es un inóculo con especies y poblaciones adaptadas.

SISTEMAS DE REACTORES ANAERÓBICOS CON SECUENCIA EN TANDAS.

Cálculo para las emisiones anuales. Con tablas y valores.

DISEÑOS TECNOLÓGICOS DISPONIBLES PARA FERMENTAR EXCRETAS

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La incertidumbre por la posible imposición de aranceles del 25 % a productos mexicanos por parte de Estados Unidos ha comenzado a generar graves afectaciones en el sector cafetalero de Chiapas. Actualmente, alrededor de 190 toneladas de café orgánico permanecen inmovilizadas, ya que los compradores internacionales han optado por frenar las adquisiciones ante el riesgo de un encarecimiento del producto.

Esta situación no solo representa pérdidas económicas para los productores, sino que también pone en riesgo la estabilidad de una de las principales actividades agrícolas del estado. En este artículo, exploramos el impacto de estas medidas en el comercio del café, las acciones emprendidas por las organizaciones cafetaleras y los posibles escenarios ante la inminente entrada en vigor de los aranceles.

Café chiapaneco en riesgo: 190 toneladas inmovilizadas por posibles aranceles

Alrededor de 10 lotes de café orgánico están paralizados sin poder ser enviados para su comercialización, ante la incertidumbre que persiste por la posible entrada de aranceles del 25 % el próximo 2 de abril por parte del gobierno de los Estados Unidos.

El director del Centro de Agroecología San Francisco de Asís, Iván Román Noriero, dio a conocer que son alrededor de 190 toneladas del aromático grano las que están detenidas porque los compradores no quieren asumir el riesgo de comprar productos con gravámenes.

Productores en incertidumbre: impacto económico de la medida

El hecho de que los lotes de café estén detenidos en las bodegas representa pérdidas económicas significativas para los productores, ya que es necesario mantener el producto en vigilancia y en condiciones óptimas para que no pierda su calidad.

El encarecimiento del café: posibles aumentos de más del 50 %

Dijo que lamentablemente el café está considerado dentro de los productos que serán afectados con los aranceles, los cuales, de acuerdo con expertos, provocarían un incremento aproximado de más del 50 % en el precio final del aromático grano.

Organizaciones cafetaleras piden la exclusión del café de los aranceles

Ante esta situación, organizaciones cafetaleras han buscado alternativas para evitar el impacto negativo de estas medidas. Iván Román Noriero señaló que ya se entregó en la Embajada de los Estados Unidos un documento firmado por alrededor de 31 organizaciones cafetaleras y cacaoteras de Chiapas, en donde se solicita al secretario de Comercio la exclusión de estos productos de los aranceles.

Alternativas y acciones en busca de soluciones

Los productores ahora esperan una respuesta de las autoridades estadounidenses y confían en que el café y el cacao sean exentos de los aranceles. De no ser así, buscarán apoyo por parte del gobierno mexicano para mitigar las afectaciones al sector cafetalero de Chiapas. CO

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Este artículo aporta conocimientos, tecnologías, sistemas de producción, la aplicación de ideas prácticas, información científica y contribuciones reales para conocer las múltiples fases y factores en la producción de gas metano, con ello poder generar ingresos y valores integrados a la economía circular de una granja porcina en confinamiento, aprovechando rentablemente las excretas para producir con el biogás energía calórica y generar electricidad, como aprovechar sosteniblemente la materia orgánica como mejorador de suelos agrícolas.

Hay un Convenio mundial que se origina en 1960 sobre la Contaminación Atmosférica Transfronteriza a Gran Distancia CLRTAP firmado en Ginebra, Suiza en 1979. En México se han publicado leyes de energías renovables y sostenibles cambiando el paradigma, pero las propuestas de energías limpias no son acompañadas con el presupuesto financiero del plan anual de desarrollo de la federación e incluyentes al desarrollo y bienestar social. Se requiere mayor esfuerzo en las cámaras de representación, como en la gestión estatal. Desde 1992 la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático CMNUCC la ratifican 197 países el 21 de marzo de 1994.

La construcción de mega granjas porcinas se hace presente con la empresa Muyuan, en Nanyan, China con un complejo productivo de alta concentración animal y tecnología de primer mundo.

Para México se norman los aspectos relacionados con el ambiente, trato animal, ecología, descarga de aguas, salud humana, etc., con la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente (LGEEPA) 1982, NOM-001-ECOL-1990 para porcinas, Ley Federal de Desechos 1991, Ley General para la prevención y Gestión Integral de los residuos (LGPGIR), Ley de Aguas Nacionales (LAN) 1991,1994, Disposiciones Aplicables en Materia de Aguas Nacionales, NOM- 007-ZOO-1994, NOM-008-ZOO-1994 sacrificio industrial, NOM-001-ECOL-1996, NOM-002- ECOL-1996, Ley General de Salud (LGS), Ley Federal de Sanidad Animal (LFSA), Ley de Organizaciones Ganaderas (LOG), Ley de De4sarrollo Rural Sustentable (LDRS), NOM-003- SEMARNAT 2002 para lodos y biosólidos, NOM-004-SEMARNAT-2002 desazolves de granjas, NOM-001-SEMARNAT 2021 reutilizar el agua para el riego agrícola, ISO 9001:2015 en ciclos de producción. ISO 14040-14044:2006.

México participa con la Ley General de Cambio Climático.

Las empresas pueden ir más allá en el cumplimento de las regulaciones y obtener beneficios tangibles adicionales como ambientes sin moscas, reducción de trasmisión de enfermedades, mejoras en la eficiencia alimenticia, personal laboral puntual, ingreso por productos adicionales, por fuera de la venta de los animales, mejor imagen pública de la unidad de producción. Vale la pena el esfuerzo.

Sistemas disponibles

Los sistemas tecnológicos de almacenamiento de sólidos, tratamiento y alternativas con sus diferentes rendimientos para producir gas metano y con ello manejar eficientemente las evacuaciones porcinas. Los siguientes enunciados son solo valores indicativos del rendimiento y eficiencia del biorreactor.

La expansión de la aplicación de la tecnología electrónica hace evidente una mejora económica del ingreso familiar, por ello se pronostican a partir del registro histórico hasta el 2020 incremento en el consumo de cárnicos a los años venideros. Cada especie animal bajo crianza tiene preferencias en el consumo de diversas fuentes de alimento, ya sean forrajes o granos. Por su actividad ruminal fermentativa generan en su aparato digestivo gases entéricos y los monogástricos producen menos gases intestinales. Por lo que cada especie en producción de carne, leche o huevo sigue diferentes caminos para controlar las emisiones de CO₂, CH4, N₂O y otros gases.

Pexas 2023 hace el cálculo del calentamiento global en kilos de bióxido por kilo de carne, en base a energía fósil; para pollo 3.7-6.9, cerdo 3.9-10 y res 14-32 Kg CO₂ equivalentes/kg de pulpa. Con un consumo energético de mega Jules por kilo de carne; para pollo 15, cerdo 20 y res de 26 MJ/Kg de carne. Las contribuciones de bióxido de carbono por kilo de cerdo en peso vivo para Francia 2.30, Iowa EUA 3.40, Dinamarca 3.57, China 4.18 Kg CO₂/Kg de carne de cerdo en peso en pie. Para el consumo de agua se estiman litros por kilo en cerdo 6000, borrego 10400, res 15400 L H₂O/Kg de peso en pie, su crecimiento genera 3 kilos de CO₂ por kilo de incremento.

Una granja en Dinamarca con 500 cerdas produce 13,000 lechones con peso a la matanza de 112 kilos en pie. En Suecia prefieren más peso al destete y en engorda pasar en 90 días de 30 a 115 Kg. En Brasil usan leche de burra para suplementar lechones destetados ya que reduce la acción de los genes 1L1β que producen citoquina causante de una respuesta inflamatoria. Si producir alimentos es contaminante, cualquier acción en contra justifica lograr establecer una cadena neutral del CO₂ equivalente para bajar el impacto en la huella de carbono.

Un cerdo defeca a diario 4 kilos de heces, ello produce 0.33 m3 de biogás por día. Esto son entre 6 a 22 Kg de metano al año, según el sitio de crianza I, II, III, hembras de reemplazos, sementales o unidad de producción. Un cerdo que alcanza 115 kg de peso en pie ha producido 28 Kg de CO₂, algo similar a la contaminación de 10 litros de gasolina quemada. Por cada 100 m3 de un biodigestor operando por 5 días de retención hidráulica, sin que salgan los líquidos se producen 0.72 m3 de CH4 por cada metro cubico (m3) de reactor al día. Una aproximación son 42 litros de metano por cada kilo de sustrato de sólidos por cada día. El rendimiento a 13°C será 60% comparado con una temperatura de 37°C. El biogás anaeróbico de cerdos es un combustible sostenible ya que 0.70 m3 equivalen a 1 kilowatt hora (kWh) de electricidad. Con 5 días de fermentación se fermenta el 80% de los sólidos de las heces. La capacidad del sistema de generar poder es de 4.5 kWh en electricidad por cada m3 de excretas cruda. La variación va de 1.7-9.3 Kg CO₂ eq,/kg de peso en pie, pero el promedio es 3.5 Kg de CO₂ equivalente por cada kilo de peso vivo. La evaluación varía para cada Continente.

En general la entrada al biorreactor porcino de materia orgánica es entre 1.4-6.3 kilos en la demanda química calculada de oxígeno (COD) por cada metro cubico m3 diario, de nitrógeno va de 0.5-2.3 kg de N/ m3d, en la relación Carbono:Nitrógeno desde 1.9-9.4 COD* cada gramo de N. Durante el proceso hay una reducción desde 60-75% del % de materia orgánica y el N disminuye 55-89%. La mayoría del amonio se oxida en nitrito. Una granja porcina con 8,500 cabezas que alimentar, genera diariamente 1500 m3 de biogás con un potencial para producir 120 kWh de electricidad. Adicionalmente registra diariamente 15 bonos de carbono con un valor de $15 euros por bono. El valor calorífico del biogás es de 5000 Kcal/m3 y en México se registran 721 biodigestores instalados en granjas rurales y confinadas

Manejo aplicable a las excretas y residuos de la crianza confinada de especies domésticas para la producción de alimentos para la humanidad.

Hay múltiples diseños de sistemas de biorremediación. Para cantar las rancheras y enamorar a la novia hacen falta varias canciones.La tecnología más eficiente se elige para cada granja, no hay un chaleco que calce por igual a todas las unidades de producción. https://lpelc.org/types-of- anaerobic-digesters/ . Para construcción https://www.epa.gov/agstar . El rendimiento final de producción de gas metano estará controlado por la temperatura ambiental y el manejo zootécnico al interior de la granja. Si la temperatura es mayor de 22°C se incrementa la producción de metano, favoreciendo poblaciones de Methylotropic metanogénesis, la cual produce 4 moléculas y la Hydrogenotrópica metanegénesis 2 moléculas, la Acetoclastica metanogénesis una molécula. Dependiendo de la calidad del inóculo será la eficiencia para generar biogás, ya que también hay poblaciones bacterianas que compiten severamente utilizando los nutrientes para metabolizar moléculas que no son precursores del metano. La calidad y madurez del inóculo inicial es determinante de la eficiencia del biorreactor para producir metano. No descartar esta práctica de aplicar líquidos de una laguna anaeróbica que tenga años procesando deyecciones porcinas. Otras sugerencias de manejo descritas en Feuchter 2023 y 2024 sobre gas metano porcino.

El calentar las excretas por 3 días a 70°C mejora la producción de gas metano 40%, lo mismo un pretratamiento por debajo de 110°C es redituable. La producción de gas metano alcanza su máximo a los 15 días y después va bajando paulatinamente su ritmo de producción. … Continuara CO

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La Universidad Tecnológica de la Mixteca, en Huajuapan de León, Oaxaca, fue sede del Foro de Divulgación: “La Pitahaya como Detonante Económico en la Región Mixteca”. Durante el evento, el Dr. Raúl Nieto Ángel, egresado de la Universidad Autónoma Chapingo y reconocido promotor del desarrollo rural, ofreció una conferencia en la que destacó la importancia de reactivar la producción de la pitahaya, también conocida como “La Reina de la Noche”.

Oportunidad de innovación para productores

El Dr. Nieto enfatizó la necesidad de adoptar técnicas innovadoras que permitan mejorar la producción y comercialización de la pitahaya en la región. Señaló que es fundamental que los productores estén informados sobre los retos y oportunidades del mercado, así como sobre las condiciones agroecológicas favorables para este cultivo en la Mixteca Oaxaqueña.

Intercambio de conocimientos y estrategias de producción

El foro reunió a agricultores, productores y expertos, quienes intercambiaron experiencias y conocimientos sobre el manejo agroecológico de la pitahaya y su potencial económico. Se destacó la importancia de la capacitación y la organización en cooperativas para mejorar la rentabilidad del cultivo y generar un impacto positivo en el desarrollo rural.

El Dr. Nieto subrayó el valor de la reinvención en el campo y alentó a los asistentes a fomentar el trabajo colaborativo y el intercambio de ideas para fortalecer la cadena productiva de la pitahaya.

Compromiso del gobierno y actores clave

El evento fue organizado por el Municipio de Huajuapan de León, bajo la visión de su presidente municipal, Luis de León Martínez Sánchez. Se contó con la participación de Edelmira Heras Sánchez, representante de los productores de pitahaya en la región, la Red Nodes UTM Mixteca y la Universidad Autónoma Chapingo.

Uno de los principales objetivos del foro fue generar interés en los productores para diversificar sus cultivos hacia opciones más rentables y resilientes ante las condiciones ambientales y los desafíos socioeconómicos, como la migración.

Potencial de la Mixteca como centro de producción

Durante la conferencia, se destacó que la Mixteca Oaxaqueña, Poblana y Guerrerense es una zona ideal para el cultivo de la pitahaya, ya que se considera su centro de origen. Además, los mercados regional, nacional e internacional ofrecen oportunidades para su comercialización.

El foro contó con la participación destacada del Ing. Homero Blass, líder internacional en producción orgánica y agroecológica, quien compartió su experiencia en el desarrollo sustentable de cultivos con alto potencial comercial.

Un evento con impacto regional

Con una asistencia de aproximadamente 500 personas, entre productores, estudiantes, funcionarios y representantes de la Secretaría de Economía de Oaxaca, el foro dejó en claro la viabilidad de establecer un proyecto de producción y comercialización de la pitahaya. Se planteó la posibilidad de que la Secretaría de Economía impulse este proyecto bajo un esquema social y de solidaridad, beneficiando a los productores y fortaleciendo el desarrollo económico de la región. CO

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IMPLICACIONES DEL CALENTAMIENTO GLOBAL

De esta manera global se producirá un planeta dinámico y cambiante con nuevos desarrollos tecnológicos. Es evidente que la mano de obra es desplazada con tecnología. Hay una población creciente de habitantes día a día que requiere una economía descarbonizada apegada a un modelo sostenible de largo plazo, donde la mínima huella de carbono será más apreciada que el precio mismo del producto. Tan solo con descarbonizar y ahorrar energía, alimento, vestido en cada hogar y automóvil de forma persistente impactará el ritmo del cambio climático. No debe haber alimentos que contaminen el hábitat, desmonten la foresta y afecten el aire que respiramos.

No se pretende argumentar el calentamiento global antropocéntrico, ya que los estudios del 2010, 2014 y 2020 de cada 100 autores que señalan el inminente calentamiento global con evidencia cierta que los humanos están cambiando el clima de globo terráqueo, otros 100 investigadores reportan que no hay evidencias científicas para hacer un cambio radical en la toma de decisiones o si durante este período de ondas frías y cálidas se realiza un ciclo natural de cambios para una nueva era glaciar. ¿Qué opción tiene la razón justificada?

La naturaleza por si sola tiene proceso de respiración, descomposición, regeneración, captura y ciclos del carbono y nitrógeno. Las actividades humanas antropogénicas para el cultivo de alimentos, cría de animales y procesos industriales, alteran el equilibrio atmosférico. Para controlar los excedentes de contaminación que induce el calentamiento global es necesario conocer el origen y cantidades precisas de las emisiones que aumentan la composición química del aire. El sector energético es el máximo contribuyente y le sigue la producción de alimentos.

Lo que no está a discusión son los señalamientos de fotografía espacial que resaltan la acumulación de gases contaminantes en todos los rincones del mundo y el buen sentido común nos lleva a lograr objetivos en beneficio propio y que debemos evitar crecer la huella de carbono, que ha nada bueno nos conduce. Los nuevos satélites monitorean sobre la contaminación SENTINEL-5, CO2MVS, CO2M. En Europa el programa espacial Copérnico. Las alegatas de quién tiene la razón son especulativas. Hay que actuar con sentido común.

Todos los cultivos para alimentar a la humanidad incluyendo los granos forrajeros deberán ser de bajo impacto al imprimir su huella de carbono. Al existir más animales de granja, la industria de alimentos balanceados incrementa anualmente la demanda por pasta de soya, lo que implica deforestación por nuevas superficies de cultivo, más las distancias del transporte marítimo, agregan unidades al calentamiento global.

Por ello alternativas al emplear en la dieta proteasas de 2da generación mejoran la digestibilidad de la proteína. Obtener recursos como la proteína de insectos, unicelular, microalgas, proteínas modificadas por bioingeniería o cocidas en calderas de presión y temperatura para una mejor digestión y absorción, ofrecer una nutrición personalizada con inteligencia artificial acorde a las necesidades individuales de cada animal. Proveer una nutrición cinética de proteínas, fibras y almidones en perfecto aporte para lograr la máxima respuesta productiva y otros cobran importancia mundial como alternativa para sustituir las cantidades de pasta de soya en la alimentación animal. La pasta de soya es de lo mejor, pero no por ello se podrán irrumpir las corrientes húmedas para generar lluvia. Los bosques son sifones que succionan la briza del mar.

Cultivos como maíz y papa genéticamente modificados con Bacillus turginensis para resistir plagas se utilizan 85% para la alimentación animal. Hay papa AmA1 que contiene 40% más proteína que una variedad de tubérculo normal. Las diferentes marcas de semilla de soya son resistentes al herbicida (roundup), a la sequía Drb2a y otros genes. Muchos cultivos GMO tienen baja huella de bióxido. Su empleo controve        rsial está en la alimentación humana y en las moléculas residuales que tengan un efecto desconocido como sustrato a largo plazo.

Nos debemos regir por nuevas normas éticas, estructuras financieras, educación agroecológica, una política clara para minimizar fricciones o mal entendidos. Los ajustes económicos circulares de comercialización se irán transfiriendo conforme avancen los sistemas de producción para alimentar a la humanidad y las leyes sean aplicadas con castigos económicos y cancelación de concesiones. A partir del biogás verde el mundo está legislando el futuro del planeta; su desarrollo productivo; comportamiento en los hábitos de consumo de la siguiente generación; uso eficiente de la energía limpia en casa, oficina, taller e industria; nuevas políticas económicas; cuidados del medio ambiente y naturaleza; investigación científica, tecnológica y práctica; concientización de la sociedad civil desde la infancia y política normativa. Toda actividad productiva debe participar.

Solo 16 países cumplen el acuerdo de Paris que contiene pactos con multas. Las naciones unidas sobre el cambio climático COP 29 que incluye Azerbaiyán marcan enfáticamente el año 2024 como el principio del fin de la era de la energía fósil. Ya se oirá el rechinar de dientes en los 180 países que retrasan sus acciones para limitar sus emisiones de gases con efecto de invernadero. El resto del mundo que no está en el pacto también contribuye y se involucra. Pronto se acercan las fechas límites y compromisos incumplidos internacionalmente.

¿Cómo se actuará con las mayorías pasivas y apáticas? Algún camino se debe tomar. Compromisos son obligaciones que cumplir.

Los EUA le están apostando al uranio-235 con la instalación de reactores pequeños para ciudades medianas, ya no más plantas nucleares grandes para metrópolis y próximamente diseñando microreactores de fisión nuclear para poblaciones no industriales.

Otras alternativas: Motores de hidrógeno, vapor de agua presurizada, proceso de biogás simple, metanol azul y verde, ecotécnicas, reciclado de basura y compostas. ¿Cuál está a tu alcance?

Crece la población humana, la economía se desarrolla, aumenta la demanda por consumir carne de cerdo. Son factores deseables si mejoran la salud humana y la calidad de vida de la población. Pero también es importante conocer estrategias verdaderas de reducción de contaminantes urbanas, incluyendo la producción de alimentos, así como cuantificar verazmente sus emisiones de carbón, metano y nitrógeno equivalente y sus capturas medibles con el apoyo de tecnologías para buscar metas reales de reducción. Para este caso entender los procesos complejos de la fermentación anaeróbica, incluso la eliminación de animales muertos triturados con prácticas de bioseguridad dentro de la hidrólisis del biodigestor anóxico.

La FAO indica que las actividades pecuarias generan 18% de los gases con efecto de invernadero GEI. Son gases que atrapan la radiación infrarroja en la atmósfera y generan calentamiento de la superficie terrestre. El consumo de carne mundial le corresponde al cerdo 36%, pollo 35%, res 22%. Se puede consultar el listado del 2024 World Mega Producer. Cada vez más cerca de alcanzar los 35 lechones destetados por cerda al año.

En el mundo hay 650 tipos de cerdos silvestres y domésticos. Hay más de 150 clasificaciones extintas y otras 164 con alto riesgo de desaparecer. Es material genético del futuro de la producción de carne. Si bien cerdos con ingeniería genética transgénica utilizan 30% mejor el nitrógeno y fósforo de la dieta.

 La Unión Europea en el 2018 produjo al mercado 270 millones de cabezas de cerdos, tiene un consumo de 40 kilos per cápita anual. Corresponden para España 30.8, Alemania 26.5, Francia 13.7, Dinamarca 12.6, Holanda 11.9, Polonia 11.1 millones de cabezas respectivamente. Registran una preferencia por los guisos con carne de cerdo Dinamarca 74, España 54, Polonia 51, Holanda 44 Kg de consumo/Habitante/año respectivamente. Considerando que un kilo de carne porcina es equivalente a 6Kg de CO₂. Otros estudios tienen rango de 2.6-6.3 Kg CO₂/Kg carne, 3.6 CO₂eq./Kg de carne de cerdo, implicando el uso de granos como alimento.

El Instituto de procesos sostenibles de la Universidad de Valladolid en España presenta un sin número de tesis y artículos para consulta IPS 2024. Las granjas en Alemania han avanzado hasta el 2022, instalando 11,000 biodigestores en casi todas las unidades de producción aportando al 25% de otras fuentes de bioenergía del país. En Europa 2015 se registran 17,400 plantas de biogás. EUA tiene un potencial de instalar 5,400 biorreactor modernos y tan solo lleva 45 unidades en funcionamiento. EUA, Japón y Alemania han desarrollado y crecido en la energía fotovoltaica más adecuada a las zonas urbanas, pero no descartan programas para los granjeros, ya que la carne de cerdo es la preferida mundialmente. Un biorreactor europeo que fermenta cultivos agrícolas produce 8 megatoneladas de energía MTOE, en granja porcina genera 6 MTOE, en China las granjas porcícolas producen 5 MTOE y utilizan 25.5 millones de hectáreas para su alimentación con grano de maíz y trigo forrajero y la importación de 23 millones de toneladas de soya provenientes de Brasil y Argentina.

En Brasil se favorece como fuente renovable la producción eléctrica con biogás sobre los sistemas solares fotovoltaicos limitados a producir energía por 12 horas al día, mientras que el biogás su proceso de fermentación es en continuo aportando energía 24/7 y solo se detiene durante el mantenimiento del equipo. Cierto es más fácil colocar un abanico turbina de viento, aunque los ornitólogos afirman que alteran las migraciones anuales de aves o instalar paneles fotovoltaicos solares, que construir un biodigestor que puede costar entre $ 100 mil a $ 5 millones de dólares y el costo del estudio técnico e ingeniería va entre $10 mil hasta $1 millón de dólares.

Ya se construyen granjas porcinas de 15,000 vientres instalados en una unidad de producción sitio uno SI. Hay incentivos federales permanentes para mantenimiento de la infraestructura instalada; capacitación para mejorar la eficiencia de los biorreactores, reducir los riesgos del encargado, prevenir fallas del reactor y también la venta de bonos de carbono evitan el abandono de unidades de producción. El país de Brasil destaca mundialmente en pollo, cerdo, res y toda esta materia orgánica participa en el desarrollo de biodigestores Gonclaves 2024. Además de producir gas (calor-electricidad) se mejora la calidad del abono y se recicla agua para limpieza o riego agrícola.

Hay un Convenio mundial que se origina en 1960 sobre la Contaminación Atmosférica Transfronteriza a Gran Distancia CLRTAP firmado en Ginebra, Suiza en 1979… Continuara CO

La entrada Tecnologías para producir biogás con un biorreactor porcino (2da. Parte) se publicó primero en Cultura Orgánica.

Este artículo aporta conocimientos, tecnologías, sistemas de producción, la aplicación de ideas prácticas, información científica y contribuciones reales para conocer las múltiples fases y factores en la producción de gas metano, con ello poder generar ingresos y valores integrados a la economía circular de una granja porcina en confinamiento, aprovechando rentablemente las excretas para producir con el biogás energía calórica y generar electricidad, como aprovechar sosteniblemente la materia orgánica como mejorador de suelos agrícolas.

No busca resaltar filosofías, éticas y teorías morales sobre los efectos antropocéntricos secundarios y negativos del calentamiento global. La humanidad tiene el derecho de utilizar los recursos naturales, pero está muy lejos de poseer la libertad de destruir el planeta. En realidad, la tierra te la prestan tus nietos, no la has heredado, ni comprado. Los reportes del clima mundial seguirán pronunciando más olas de calor, sequías, inundaciones, tormentas geomagnéticas con desprendimientos de la corona solar que causan auroras, e incluso noticias del colapso de las corrientes oceánicas, que movilizan los nutrientes de los ecosistemas marinos, incluyendo la presencia del ciclo de la niña y el niño. La población del mundo necesita alimentarse y ello invita a ser partícipes de la conservación de los recursos naturales. La alimentación es esencial para la vida humana, pero también libera al ambiente 50% del metano CH4, 2/3 del óxido nítrico-nitrito N₂O y 3% del bióxido de carbono CO₂ de las diversas actividades humanas. El sector agropecuario debe participar en ser más eficiente productivamente, económicamente rentable y menos contaminante, al menos capturar y neutralizar sus propios desechos y emisiones.

Con su lectura deseo despertar en el lector la creatividad para diseñar su propio modelo, hacer ajustes en las instalaciones existentes, que permitan eficiencias y mejoras de manejo en la granja. Sí, es momento oportuno de hacer oración, tomar iniciativas económico-ambientales de participación y solución, no de cruzarse las manos. La hoja dominical invita a pensar, hablar, sentir y actuar. Acciones bajo mi control y en las que pueda participar y contribuir. Lo que hagas como productor y asesor es lo que cuenta.

ANTECEDENTES HISTÓRICOS

La fermentación anaeróbica es una de las herramientas disponibles en el siglo XXI que ofrece ventajas para la transformación de heces a energía, hay más de 300 diseños. La fermentación del vino registra 8000 a. de C. El proceso antiguo se conoce en Asia desde el siglo XXVI antes de nuestra era. Neshat 2017 enuncia que historiadores de Asiria y Persia describen el proceso de formar gas para calentar el agua de baño X siglos antes de Cristo, algo así como colectar orines de esclavos para teñir la ropa. Tener baños de vapor o albercas con agua caliente ha sido una tecnología que se extendió en el tiempo y geografía hasta el siglo XVI después de C. En el siglo XVII Jan Baptita van Helmont determinó que el gas provenía de la descomposición de la materia en putrefacción. En 1776 el conde Alejandro Volta reporta la correlación de materia orgánica a gas producido. En 1804 Johan Dalton y Humprey Davy descuben que el gas invisible producido en la digestión anaeróbica es metano. Para 1959 en Bombay, India se instala la 1era planta de biodigestión. Se usa como iluminaria pública en 1900´s en la ciudad de Exeter, UK con gas producido con el drenaje urbano, incluyendo las evacuaciones intestinales. Hasta 1930. Buswell identifica bacterias anaeróbicas que producen metano y se entienden los mecanismos de descomposición orgánica, procesos químicos y microbiológicos. Cuba instala digestores en 1940. China hacía lo propio para uso doméstico con desechos agrícolas y en 1940´s en Alemania el biogás era combustible para el transporte municipal. Para 1970´s China continuó instalando 10 millones de biodigestores caseros al igual que India adoptó estos bioprocesos energéticos para 4.5 millones de familias. Muchas personas se han beneficiado con estos minireactores para el hogar. Un programa en Latinoamérica implementa en 1970 biodigestores caseros, Jamaica crecen en 1988, Perú en los Andes 2006. En Mount Pleasant, Iowa el 10 de mayo de 1972 el primer biorreactor anaeróbico porcícola estaba funcionando en EUA. Después se harían pruebas con bunkers de concreto armado y otros diseños. Pero en sí, su aplicación no prosperó extensivamente en los Estados Unidos de América EUA, ni vendiendo créditos de carbón para bajar la huella ambiental al mercado de valores. Todavía hay un gran potencial para desarrollarse en todo el mundo. Las empresas de la comida rápida en EUA están participando en la compra de bonos de mercado y compran carne a las granjas que tienen biorreactores de energías limpias. En escala grande de digestión anaerobia, en 2009 Belice usando una laguna cubierta con polietileno. El Instituto internacional de recursos renovables IRRI-México en 2012 inició la instalación de 265 biodigestores. Argentina en 2020 han instalado biodigestores grandes, le siguen Chile y Colombia.

INTRODUCCIÓN. SISTEMAS DE BIORREACTORES PORCINOS

No hay que esperar al año 2030 para reducir el impacto ambiental y valorizar el modelo de negocio potencial con las excretas como un insumo económicamente viable para transformarlo en bienes y servicios empleando nanotecnología innovadora para dejar que sea un producto de desecho. Los excrementos son un recurso o materia prima para incrementar niveles de producción de alimentos de origen animal con la neutralización de carbono, producir energía y crear mejorador de suelos agrícolas para obtener un ingreso adicional a la acostumbrada venta de animales en pie. El mundo crece en población, la prosperidad demanda incrementos en el consumo de carne y para mejorar la salud humana y longevidad ingieren proteína animal. A mayor demanda de carne, más granjas se construyen y muchos más animales que alimentar.

Los países del continente europeo y en particular España encabezan un crecimiento en la producción de proteína animal, sobresaliendo la porcicultura. Se implementa un programa de manufactura sostenible con las excretas, integrando procesos agroindustriales de valor agregado hacia una bioeconomía circular verde, aprovechando con creatividad los desperdicios contaminantes atmosféricos y ambientales, transformándolos en múltiples alternativas ecoeficientes de productos y servicios. Desde el 2024 es obligatorio al menos una cubierta de perlita flotante en las lagunas porcinas con aplicación neumática de hasta 10 centímetros para que los gases que causan un efecto de invernadero (GEI) no sean liberados a la atmósfera. Se pueden remover nutrientes del 98% para derivados del amonio N- NH⁴+ sin desperdiciar el fósforo PO4^3- para uso agropecuario y además generar energía eléctrica para bajar costos de la granja como vender excedentes a la red de conexión federal.

Ya no hay desechos o desperdicios para tirar a la basura, todo es materia prima, hasta el biogás se recicla, el calor generado se integra al sistema de producción y las compostas son el sustento alimenticio para generar proteína con la crianza de insectos comestibles (Acheta domesticus, Alphitotius diaperinos, Grylloses sigillatos, Gryllus assimilis, Hermetia illucens, Musca domestica, Tenebrio molitor). Actividad productiva que está prosperando en el mundo.

Tecnologías de 1era generación es usar caña de azúcar para producir etanol; 2da usar desechos urbanos, agrícolas, forestales; 3era producir biocombustibles con algas rojas y marrón; Pistia stratiotes, Neochloris oleoabundans, Chlorococcum; microalgas, espirulina, Chlorella y otros cultivos unicelulares, se colectan carotenoides de spirilloxantin C42H60O₂ con propiedades antioxidantes; 4ta generación usar aguas residuales urbanas para producir energía y descontaminar el medio líquido para uso de riego. Una realidad en el puerto de Topolobampo, Sinaloa con el proyecto Mexinol que transforma gas metano en hidrógeno verde líquido que puede ser transportado en barco al puerto de Mazatlán. Algo similar en Finlandia una planta de biogás con energía renovable lo comprime a líquido para generar 100 GWh/año, más fertilizantes. Noruega colaborará con ellos en el 2025. La producción de H₂ vía la técnica de reformación del vapor de CH4 con un cambio de agua gasificada produce Hidrógeno y CO. El H₂ calorífico de 122 kJ por gramo comparado con gasolina 40 kJ/g. Hay 30 plantas de desechos urbanos en México que generan electricidad. Otros usan efluentes para el cultivo de algas.

Una composta sólida utiliza en el metabolismo del carbono el 50% de la materia orgánica para el crecimiento microbiano, por ello se calienta la pila de excretas en estabilización. Si es por medio de vermicomposta de lombrices se estabiliza la materia orgánica y se convierte en un mejorador de suelos. Hay 4,000 especies de lombrices, pero tan solo 12 son cultivadas. La más popular es Eisenia fétida. Y la fracción de los líquidos de salida son un substrato para el cultivo de microalgas u otros organismos y obtener derivados de proteína unicelular para alimento animal. En el cultivo de una microalga Neochloris oleoabundans se obtienen lípidos para biocombustible: Biodiesel, bioetanol, biometano, biohidrógeno. https://www.youtube.com/watch?v=_VjfpeZhrKw. Muchas empresas en el mundo participan voluntariamente al programa Zero Contaminantes 2040 y están comprometidos con la jornada de la coalición internacional del cambio climático 2050.

Para el año 2050 cualquier sistema de producción deberá ser contaminador neutro de bióxido de carbono con mínimos emisiones de gases con efecto de invernadero GEI. Se declina la energía fósil (grafito, petróleo) por recursos renovables o electricidad verde, siguiendo las indicaciones de cambios y recomendaciones conforme avanza la ciencia.

No hay que seguir los ejemplos de energías limpias propia de los líderes que encabezan la lista mundial de la contaminación como China, EUA con casi 1 millón de pozos petroleros, Rusia e India. Son las acciones individuales las que revierten el problema del cambio climático para la humanidad. Muchos pozos abandonados tienen fugas al aire de gases. Rusia, Irán, Turkmenistán, Arabia Saudita, Iraq, Venezuela, México, Libia queman con antorchas al aire libre gas metano de los yacimientos, sin ninguna transformación debido a falta de tecnologías o modelo de negocio para aprovechar esta energía de la extracción del petróleo. El gas es un recurso que se tira y contamina sin beneficio alguno. El Summit 2024 ofrece respuestas al desperdicio de gas metano proveniente                   de la         extracción       de        los       yacimientos. https://www.industrialdecarbonizationnetwork.com/events-methane-tech-and-innovation  Noruega como ejemplo a adaptar se destacan por los mejores controles para evitar emisiones de gases petroleras.

Cada país en particular puede tomar la iniciativa de una sola salud (humana-animal) para resaltar en su campo de acción y minimizar las emisiones contaminantes con una matriz energética de tecnología propia y adecuada económicamente a la idiosincrasia cultural regional.

La captura de carbono o reducción de CO₂ equivalente para el 2050 será establecido permanentemente, como algo nunca visto en el sector energético, transporte, agrícola, urbano e industria. Aplica para todo el mundo y actividad.

IMPLICACIONES DEL CALENTAMIENTO GLOBAL

El impacto verdadero es que la aplicación sea adoptada ampliamente por la ciudadanía y el sector productivo y no solo llamar la atención para resaltar el uso del registro de la patente de última generación con innovación tecnológica olvidada o impráctica. Hay que entrarle con lo que se tiene disponible. Ya no cabe la otra opción de esperar cuál podría ser la mejor tecnología y no actuar en consecuencia, al menos con una alternativa innovadora accesible a tus recursos.

De esta manera global se producirá un planeta dinámico y cambiante con nuevos desarrollos tecnológicos. Es evidente que la mano de obra es desplazada con tecnología. Hay una población creciente de habitantes día a día que requiere una economía descarbonizada apegada a un modelo sostenible de largo plazo, donde la mínima huella de carbono será más apreciada que el precio mismo del producto.…Continuara CO

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Se instalaron en todo México 479 lagunas de digestión anaeróbica en las que resaltan Sonora con 157, Jalisco 124 y en la Comarca Lagunera 64, pero éstas son tan solo el 8% de las necesidades nacionales para reducir la contaminación de las instalaciones de animales confinados. Méndez 2015

PORCICULTURA SONORA

El estado de Sonora ocupa el 2do lugar de producción nacional con 380 granjas de cerdos en operación, albergando 185,000 vientres reproductores para producir al año 1.4 millones de toneladas de cerdo en pie en los sitios de las granjas en engorda y finalización.

En su parcial exportación de carne en canal desde 1974 y cortes especiales, principalmente al mercado japonés, aportan divisas por más de $300 millones de dólares al año. Hay regulaciones del mercado internacional por la Asociación Mexicana de Exportaciones de Carne de Cerdo (Mexican Pork). La Organización de Porcicultores Mexicanos (OPORMEX) presenta una visión estratégica de la industria porcina mexicana hacia el futuro. No se fija una meta de destino, un punto de llegada; sino un planteamiento de proceso continuo, realizando una jornada de mejor sin parar.

Sonora es considerado un estado ganadero, pero sus ventas nacionales de carne total de cerdo superan los $13.7 mil millones, siendo 1.5 mayor que la comercialización de carne de res al año. Datos de la ganadería del estado de Sonora.

En el 2004 AgCert, una empresa extranjera se instala con oficinas centrales en México D.F, con fines de generar bonos de carbono en granjas y establos a nivel nacional para ser vendidos en el mercado internacional, cotizando en la bolsa de Londres Pérez 2018. En un centro de operaciones de campo en Cd. Obregón se construyeron 150 lagunas biodigestoras calculadas a la capacidad del tamaño de cada granja porcina. Si bien incursionaron un poco en establos lecheros y granjas de producción de huevo. De alguna manera la empresa sale de operaciones en México. Posiblemente sus instalaciones siguen funcionando y continúan en operación, ya que las granjas porcinas más grandes con mayor capacidad de animales instalaron generadores eléctricos específicos para combustión de gas metano y resistentes al ácido sulfúrico, sin ser afectados por otros componentes de gases corrosivos, pero sin potencial calórico.

Al incremental la presión legislativa gubernamental para que las granjas redujeran los contaminantes ambientales que eran depositados al aire libre, en drenes, vasos de arroyos y en ocasiones conducidos hasta la desembocadura del mar. El FIRCO continuó apoyando a los productores porcinos para instalar 157 biodigestores. Méndez 2015. Sin embargo, la mayoría de las granjas con lagunas biodigestoras tan solo queman al aire el gas metano colectado y no utilizan su energía calórica para reducir costos en calefactores y existe un bajo empelo de excrementos porcícolas para ser incorporados al suelo agrícola con el fin de mejorar la estructura del suelo, incrementar el contenido de materia orgánica y aprovechar como abona el aporte de minerales.

Una empresa alemana que maneja los bonos de carbono en el mercado internacional se ha establecido 2023 en América, con oficinas en EUA y México, para realizar proyectos sostenibles de captura con energía circulante en las industrias.

El aprovechamiento de la energía circulante permite ahorros que en este ciclo productivo 2024 sería de mucha ayuda para la revolvencia financiera y sostenerse en la actividad porcícolas.

Desde el 2020 se han construido nuevas granjas porcinas con corrales de gestación para manejar en una sola unidad 10,000 hembras reproductoras, unas pocas ya en funcionamiento y producción y otras en proceso de construcción.

MATERIALES Y MÉTODOS

La producción controlada de gas metano por medio de reactores de biodigestión anaeróbicas. Normalmente el excremento en suspensión liquida pasa por gravedad a una laguna de decantación a cielo abierto para precipitar pelos, basura sólida y otros productos de descarte. Continúan pasando los efluentes a una laguna profunda de almacenamiento y retención para su descomposición en la que con el tiempo emiten al aire diversos gases que causan un efecto de invernadero, olores y contaminación si se desborda la capacidad de retención de líquidos.

Para su aprovechamiento controlado como recurso energético la laguna se cubre con plástico bajo un sistema de fermentación sin oxígeno para que los microrganismos estabilicen en su etapa inicial de 120 días, sus poblaciones para producir gas biometano, el cual queda retenido junto con otros gases con la cubierta de geomembrana. Después del período de fermentación de 5 días, los carbohidratos más simples de cadena corta, se han transformado al concluir el ciclo biológico exponencial de reproducción y crecimiento poblacional de los microorganismos, hongos, Bacilos y Archaea metanogénicas, proceso en el que metabolizaron biometano.

Para establecer como alternativa en una granja porcina un biodigestor en batería de flujo diario, como lo haría el proceso de fabricación de cerveza. Una bolsa de geomembrana individual con capacidad para retener los efluentes colectados de cada día y que perdure colectando biogás por 30 días alargando el período del bioreactor. Sería un sistema con 30 reactores separados más las bolsas del sistema en el proceso de limpieza, recarga de inicio y aprovechamiento del gas retenido. Al igual que la fermentación de la cebada maltera en recipientes secuenciales en batería, todos los días embotellan y todos los días llenan un tanque limpio de nuevo. Aun así, generan un desecho del bagazo pastoso de cerveza, mientras que en el pasado en las granjas porcinas se han usado modelos de biodigestión continua, semicontinua y sistema discontinuo, por lote y batch. Pampillon 2018

Los microorganismos de la fermentación para producir biogás requieren de un medio líquido, no tiene que ser agua potable, por lo que las aguas de la bolsa que se va a vaciar para limpieza se reciclan, conducida por tubos de circulación interna, sin estar expuestas al aire, evitando oxigenar el medio, pasan la bolsa de llenado nuevo, incrementando el volumen controlado de retención de ese día y aportando inóculos microbianos ya adaptados por selección natural del proceso establecido.

Después de 5 días de fermentación inicial quedan por digerirse y contribuir a su aporte energético las partes del grano no digeridas de celulosa. Por ello cada biorreactor debe recibir en codigestión excrementos de corrales de engorda y establos lecheros o desde el rastro de bovinos utilizar los residuos estomacales con bacterias vivas del rumen, introducirlos dentro de cada cámara de fermentación. A falta de este insumo natural se pueden incorporar como inóculo bacterias vivas cultivadas de Clostridium cellulovoma que sintetiza enzimas en condición anaerobia, Ruminococus, Fibribacter, Eacillus, Protozoos, Hongos o aplicar directamente un conjunto de enzimas celulosomas, endoxilanasas y poligalacturonasas que hidrolizan la celulosa. Castillo 2011.

Al separar excrementos fermentados de la materia líquida de la bolsa en proceso de limpieza, la materia orgánica rica en fibras de celulosa se reutiliza nuevamente para la cría de insectos comestibles para producir proteína con calidad alimenticia para la granja, en sustitución de otras fuentes de alto costo de adquisición. Al concluir el ciclo biológico, durante la cosecha de los insectos, los desechos se utilizan como abono orgánico para la agricultura, generando economías en la mejora de la retención del agua de riego en el suelo agrícola. Alternativas para mejorar la eficiencia integral de producción de gas CH4 alargando el tiempo de recarga orgánica como de oxígeno y valorar el aprovechamiento reciclable de sedimentos sólidos, economía circular de energía calórica y eléctrica, con el objeto de disminuir la contaminación e incrementar la rentabilidad de la empresa.

Los líquidos excedentes de la fermentación contienen nutrientes adecuados para su concentración de NPK como fertilizantes y para el cultivo de espirulina, algas o aplicar los líquidos al riego agrícola. Cada sistema tiene su propio diseño de ingeniería biológica para su funcionamiento. Tecnología disponible para grandes capacidades de producción. Analizar y diseñar el modelo de batería para lograr una mayor conversión de sólidos orgánicos a la producción de gas metano, para incidir en mayor cuantía a la reducción de contaminantes del vertedor de salida de aguas negras de la granja.

Se establece una biorefinería de subproductos para valorizar por sistema de conducción controlada en cada fase, un esquema de bioeconomía circular como recurso energético a los subproductos líquidos para obtener biofertilizantes de las aguas de desecho, así como reutilizando el agua de limpieza reciclada y empleando los sólidos húmedos para la producción de proteína de insectos comestibles para posteriormente ir incorporando las compostas deshidratadas y abonos húmedos a las tierras agrícolas para incrementar la materia orgánica del suelo y capacidad de retención del agua de riego, al mejorar las propiedades porosas del suelo. En su conjunto estratégico reducir la huella ambiental de carbono de la granja porcina, reducir malos olores y generar ahorros e ingresos para amortizar las inversiones, con la posibilidad de gestionar créditos de carbono en el mercado internacional.

Secar en invernaderos ventilados con calor las excretas para ser ensacadas como abono de plantas y mejorador de suelos en la agricultura comercial.

REVISIÓN LITERARIA

Un estudio nacional de FIRCO 2009 constata la instalación de 345 biodigestores en 11 estados, en su mayoría para granjas y pocas en establos. Posteriormente un seguimiento de campo FIRCO 2013 reporta para 13 estados la construcción de 138 biodigestores en las que sobresalen Yucatán con 41 y Jalisco con 21, para Sonora solo 2, la Comarca Lagunera 39 y muy posiblemente en establos. Durante el programa anual se instalaron 43 motogeneradores de gas metano convertida a electricidad, de las cuales Yucatán echó a andar 32 motores.

Ensayos de codigestión anaeróbica para lagunas de granjas porcinas o lecheras, con cubiertas de plástico, incorporan mezclas de residuos agroindustriales y esquilmos agrícolas para generar biomasa en bioenergía renovable. Plascencia 2014

El biogás se genera por medio de materiales de plantas y animales en un medio de biodigestión. Puede ser quemado para reducir las emisiones de contaminantes del aire o ser combustible para un generador eléctrico adaptado a este gas. Su tamaña varías para hacer funcionar una hornilla de cocina hasta motores de barco Prehn 2010.

La relación de la biomasa y su contenido de nitrógeno no favorece a las excretas porcinas por tener una relación inferior carbono:nitrógeno de 8C:1N Weber 2023.

Las tecnologías alternativas existentes indican que la economía circular de los desechos producidos en la granja, sea agua, excrementos, animales muertos y otros se deben incorporar para su reciclaje de líquidos para limpieza de corrales, generación de energía calórica o eléctrica que permita la reducción de los costos de producción, al ahorro de un ingreso con la venta de composta de animales desechados.

El procesamiento y aprovechamiento eficiente de la materia orgánica que se elimina de las unidades productivas, reduce significativamente las aportaciones de contaminantes que se desechan al ambiente. Cada granja sitio 1 de reproductoras, sitio 2 con lechones en desarrollo y sitio 3 engordando cerdos para matanza. Por su edad fisiológica reciben diferentes dietas formuladas para satisfacer sus requerimientos nutricionales, la digestibilidad del alimento difiere en cada sitio, como los insumos estacionales regionales, nacionales e importados que se incluyen en la formulación.

Así que el potencial de producir gas metano eficientemente de manera renovable, varia para cada sitio de granja porcina, como de la calidad y cantidad del agua para beber y lavar los corrales, formando parte del medio de cultivo microbiano. Los minerales de la dieta contribuyen también a los solutos que darán el pH del medio acuoso de la laguna de digestión.

Para ampliar información actualizada consultar los artículos Producción de gas metano en una granja porcícola y próximamente Tecnologías para producir biogás con un biorreactor en granja porcícola. CO

La entrada Principios de la producción de gas metano porcino en lagunas anaeróbicas(segunda y última parte) se publicó primero en Cultura Orgánica.

Esta es una alternativa de bioremediación para transformar excrementos en la producción de gas metano (CH4) como biohidrocarburo, por medio de reactores múltiples o lagunas anaeróbicas de tratamiento, cubiertas por geomembrana de plástico flotante, haciendo un aprovechamiento sostenible como biocombustible en calderas térmicas de vapor y empleando un generador eléctrico para auto abastecer la granja porcina, dejando de consumir energía fósil con alto costo de producción.

Se integra un diseño de biodigestores en batería de flujo diario de baja agitación y perturbación para que no decanten las fibras de celulosa y hemicelulosa. No es de flujo continuo porque ingresa periódicamente oxígeno y bacterias metanotróficas, perdiendo eficiencia. Debe ser en sistema encadenado para cada día (ver fotografía), que como modelo y ejemplo lo harían los grandes maestros de la industria cervecera. Se forma un medio de cultivo anaeróbico en fase líquida por los microorganismos metanogénicos que van a utilizar como nutrientes las excretas o estiércol que no han sido digeridos, aunado al desperdicio de los comederos con alimento balanceado porcino al caer por la rendija de los pisos, el cual es acarreado hacia canaletas de drenaje de salida, durante el lavado y limpieza en granjas confinadas, con el objeto de ser extraídas de las instalaciones. Al final de la fermentación de los compuestos químicos habrán reducido 90% la demanda bioquímica de oxígeno.

La producción de gas metano (CH4) existe de forma natural por millones de años formando grandes yacimientos de hidrocarburos junto a reservorios petrolíferos y gas helio; acumulándose por siglos en grandes cantidades atrapadas en las profundidades de la tierra, los océanos, las capas de hielo permanente y humedales Su origen es biológico al ser producido metabólicamente por microrganismos y plantas unicelulares metanogénicas que utilizan el CO₂, metilo (CH3) u otras sustancias orgánicas para sintetizar CH4. Su extracción y compresión lo hacen un combustible y reactivo químico de alta demanda industrial, urbana y comercial. Su equilibrio en la naturaleza es minimizado con la participación de microrganismos metanotróficos que oxidan el CH4 + 2 O₂ y lo convierten en productos como CO₂+2H2O, en ello con mucho contribuyen los océanos como sumideros de CO₂, pero si se daña la estabilidad de los 7 mares se revertirán como expulsores masivos de gases.

La característica física menos deseada del gas metano es que se está acumulando en la atmósfera y tiene una propiedad de refracción de la luz solar 30 veces más alta que el CO₂, ocasionando un incremento en la tasa del calentamiento atmosférico, el cual deshiela grandes capas de la tierra que van liberando metano atrapado en los glaciares.

Estudios indican que los gases de la atmósfera como el bióxido de carbono CO₂ persisten en la naturaleza por mil años y el metano tiene una vida corta de 12 años. Otros gases de vida larga son sulfato de hexafluoruro (SF6), varios clorofluorocarbonos y ozono O3. El metano no es el único gas que ocasiona calor por la refracción solar provocando un efecto de invernadero global. Por mencionar su valor calorífico CO₂:1, CH4: 30, NO₂:270, clorofluorocarbonos CFC: 5000. La disminución frontal directa sobre los emisores de CH4 como iluminación, transporte, refrigeración, etc. es la clave para minimizar el impacto ambiental del mundo.

Y si el gas CH4 es relativamente abundante ¿Por qué producirlo en un ambiente controlado? La ONU 2021 resalta; que si bien la minería, industria petrolera y de hidrocarburos, la basura urbana son los mayores aportadores de gases que alternan la composición del aire, la industria agropecuaria participa activamente para cumplir con la normativa, legislación nacional y acuerdos internacionales que buscan decrecer para el 2030 las emisiones de metano hasta reducirlas comparativamente a las registradas en el 2010, logro que permitirá reducir 1.5°C la temperatura global para el 2050. https://news.un.org/es/story/2021/05/1491742. Un estudio de la INECC 2021 señala que México se ha comprometido a realizar inversiones en 35 medidas de mitigación con un potencial cercano a 237 millones de toneladas equivalentes de bióxido de carbono (MtCO₂e) antes del 2030, en la que se incluyen como política pública apoyar económicamente la instalación de biodigestores agropecuarios. El artículo de Vidal 2017 y Claudia Sheinbaum Pardo resaltan que la regulación mexicana debe proceder a reducir el uso de energías fósiles e incrementar tecnologías con bajo impacto ambiental de carbono como empleando biomasa, biogás y otras alternativas para generar electricidad.

Cabe la pregunta de la necesidad y conveniencia económica y ambiental de producir y capturar gas metano por medio de excretas de granja en un medio anaeróbico artificial, de alto costo de inversión, pero que constituye un alto impacto de mitigación en la producción de alimentos de vida sana, empleando microorganismos que en su metabolismo van a formar estas moléculas.

Si el estiércol colectado de los animales se tira libremente a la tierra agrícola como abono orgánico y mejorador del suelo, al tiempo de su descomposición microbiana se formará CO₂, pero si se almacena en lagunas aeróbicas, sin cubierta o con aireadores para reducir los olores, mucho del gas formado entrará libre a la atmósfera contribuyendo mínimamente al aporte de gases con efecto de invernadero. Tan solo al controlar el biogás producido por las granjas del mundo, aprovechando la generación de energía y reciclando los desechos de aguas y orgánicos, se estima que bajará el calentamiento global -0.5°C en la próxima década.

Desde antaño se ha usado una tecnología simple colectando y separando sólidos de excretas de animales para reducir la cría de moscas, olores fétidos y aprovechar las boñigas incorporándolas a las tierras de cultivo. Sin éxito por fallas de manejo, las excretas porcinas no han resultado ideales para su transporte, tampoco como insumo en la dieta al presentarse ciclos de toxicidad para ser un subproducto económicamente viable en la alimentación de rumiantes. Si la superficie del espejo de agua forma espuma es una laguna biológicamente activa con menos ácidos grasos volátiles fétidos, pero con mayor generación de gas metano. Se requiere la aplicación combinada de nuevas tecnologías como biorreactores de membrana para generar y capturar biogás para producir calor y generar electricidad. Hay reportes alentadores de investigación microbiológica que hacen el sistema de conversión de materia orgánica a gas energético, más eficiente.

IMPLICACIONES SOCIALES DE LOS BIOREACTORES Y SU PROBLEMÁTICA

La producción de alimentos es esencial para la vida y el desarrollo de las actividades sociales y laborales. Compite con la humanidad en el uso de recursos naturales utilizando espacio, agua, energía e insumos. La carne de cerdo alcanza el mayor consumo per cápita mundial, por lo que su preferencia del consumidor alienta la inversión a nuevas instalaciones porcinas. En México no es la excepción ya que existe un gusto culinario por los guisos con carne de cerdo y su demanda genera una sobre demanda, por lo que se tienen que importar anualmente 1.5 millones de toneladas de carne y para reducir la salida de divisas se alienta la creación de mayores granjas altamente tecnificadas y financieramente rentables. De esta manera las granjas porcinas por su crecimiento poblacional generan contaminantes y no solo por decir gas metano entérico, CO2 por la respiración de los animales, sino por la descomposición de los desechos y excretas que se producen diariamente.

En el caso de las granjas porcinas un impacto negativo en el mal manejo de los excrementos genera amonia (NH3), ácido sulfúrico (H₂S) y monóxido de carbono CO. Su acumulación de materia orgánica reacciona produciendo bióxido de carbono (CO₂), gas metano (CH4) y olores. Cada unidad de producción porcina desea alcanzar progresivamente la neutralidad de las emisiones de gases con efecto de invernadero. Para ello implementa mejoras prácticas de manejo zootécnico y tecnologías de innovación.

La industria porcícola participa capturando estos desechos sólidos y gases para reducir sus emisiones, busca secuestrar carbono abonando el subsuelo, reciclar las aguas en la limpieza de la granja y usarla para el riego agrícola. Implementa alternativas de paneles solares fotovoltaicos, postes eólicos, reforestación perimetral como rompevientos.

La producción de carne de cerdo e vida sana no está libre de contaminantes, pero existen tecnologías y prácticas de manejo zootécnico que harán la producción de alimentos con niveles neutros de contaminantes.

ANTECEDENTES

PORCICULTURA MUNDIAL: La carne de cerdo es la proteína animal más consumida a nivel mundial, se festeja el 15 de marzo el día mundial del cerdo. En abril 2024, México constituyó el día del porcicultor también para el 15 de marzo. Si bien hay culturas que prohíben el consumo de carne de cerdo y muchos países socialmente no aceptan su ingesta como alimento humano. La preparación de carnitas es muy popular en el mundo.

Durante los 70s en los EUA a lo largo de la costa del Pacífico y posiblemente en otros lugares se construyeron pilas herméticas de concreto armado con varilla y hormigón para reducir los contaminantes que generaban las granjas porcinas. En un proceso anaerobio se generaba gas metano de manera muy eficiente, los sedimentos sobrantes eran sólidos y minerales no digeridos por la flora microbiana de fermentación y así los líquidos sobrantes salían como desechos de bajo impacto ambiental. La limitante es que la capacidad de almacenamiento del búnker tan solo capturaba 2 días de colecta de efluentes de la granja, mientras se cerraba el biorreactor anaerobio por 23 días para el proceso de degradación y 5 días de limpieza. De esta manera durante los 28 días del mes las excretas de los cerdos seguían fluyendo libremente como desechos contaminantes. Su contribución al impacto de reducir la contaminación realmente era bajo, aunado a su alto costo de construcción y mantenimiento. El principio de fermentación estaba bien aplicado, solo limitado al costo de construcción.

Hoy en día la tecnología zoosanitaria, manejo de instalaciones y equipo de automatización permiten la alta concentración de animales en un solo lugar. En Texas EUA, en un área de 800 hectáreas se establecieron en forma separada 6 granjas de 3,000 vientres cada una, con unidades de destete y naves de finalización, junto con la planta de alimentos balanceados.

En EUA, España se instalan granjas porcinas sitio uno (S1) con 10,000 vientres. Las crías destetadas se colocan a distancia del S1, en granjas diseñadas de ambiente controlado artificialmente para reducir la mortalidad de los lechones. Las granjas de finalización o engorda (S3) son las de mayor volumen en el consumo de alimento.

En China desde el 2020, en apoyo a las compañías constructoras, se están construyendo edificios de 10-20 pisos, como granjas porcinas verticales, con clima controlado artificialmente, para concentrar más de 500,000 animales en cada unidad de producción, en la que incluyen elevadores con capacidad para 20 personas y con ello poder subir y bajar insumos, animales y personal laboral.

PORCICULTURA NACIONAL EN MÉXICO: A partir de los 70s se inicia el desarrollo de la porcicultura estabulada con granjas de 150 vientres como punto de equilibrio financiero, para 1975 se necesitaban instalaciones para 250 hembras con corrales de desarrollo y engorda incluidos ya que el período de lactación era hasta de 35 días, en los 80s el análisis de factibilidad financiera requería establecimientos para 450 marranas, en 1985 ya era de 500 reproductoras, aunque desde temprano ya existían las grandes granjas porcinas de 1,000 vientres. Para poder controlar el virus del síndrome reproductivo y respiratorio porcino PRRS) a principios de los 90s, las granjas modifican severamente su diseño estructural separándose en sitios 1 exclusivamente para reproductores y maternidad, el sito 2 para albergar cerditos recién destetados a edades entre 16-21 días y los sitio 3 son los corrales de crecimiento, engorda y finalización. Durante 1995 los porcicultores individuales para mantenerse en el negocio empezaron a rentar, comprar o construir granjas para manejar más de 5,000 vientres en granjas separadas. De esta manera en el 2000 se construyen individualmente granjas reproductoras con instalaciones para albergar 5,000 vientres, con maternidades de lactación de 21 días.

La SEMARNAT en coordinación con la SADER crea un programa nacional aplicado por FIRCO para construir lagunas cubiertas de plástico PVC de membrana gruesa en apoyo a los productores lecheros y porcícolas para que pudieran reducir sus niveles de contaminación y poder apegarse a las leyes vigentes y así evitar multas y cierre de operaciones de establos y granjas confinadas de cerdos. ….Continuara CO

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Las ventas en Estados Unidos de productos orgánicos certificados se acercaron a los 70 mil millones de dólares en 2023, un nuevo récord para el sector.

Las ventas en dólares para el mercado orgánico estadounidense alcanzaron los 69.7 mil millones de dólares el año pasado, un aumento del 3,4 por ciento, según la Encuesta de la Industria Orgánica 2024 publicada el martes por la Asociación de Comercio Orgánico (OTA).

A pesar de la persistente inflación de precios observada en los pasillos minoristas, los consumidores se mantuvieron firmes sobre sus prioridades en los productos que eligieron para ellos y sus familias, valorando la salud y la sostenibilidad, y buscando la etiqueta orgánica del USDA. El mercado orgánico recalibró su cadena de suministro y concilió el costo de hacer negocios en parte con un aumento de los precios minoristas. La industria siguió creciendo, con ventas de alimentos orgánicos en 2023 por un total de 63.800 millones de dólares y ventas de productos orgánicos no alimentarios por un total de 5.900 millones de dólares. “Es alentador ver que lo orgánico está creciendo básicamente al mismo ritmo que el mercado total. Frente a la inflación y considerando que lo orgánico ya se considera una categoría premium, el crecimiento actual muestra que los consumidores continúan eligiendo lo orgánico en medio de desafíos económicos y aumentos de precios. Aunque lo orgánico es ahora un sector maduro en el mercado, todavía tenemos mucho espacio para crecer”, dice Tom Chapman, codirector ejecutivo de OTA.

Matthew Dillon, codirector ejecutivo de OTA, añade que para lograr este crecimiento, “es esencial educar a los consumidores en que elegir lo orgánico es una forma sencilla de abordar algunos de los mayores desafíos que enfrentamos. Ya sea accediendo a alimentos saludables, mejorando la transparencia en las cadenas de suministro, mitigando el cambio climático, apoyando la resiliencia económica rural, protegiendo los recursos naturales o logrando muchos otros beneficios, comunicar y cumplir de manera efectiva estas promesas es la clave para expandir la porción orgánica de nuestra cena.”
En 2023, el aumento de las ventas en dólares en el mercado orgánico se debió más a los precios que a las ventas unitarias. Pero dicho esto, los consumidores aumentaron sus compras de muchos productos orgánicos. Se informaron aumentos en las ventas unitarias de hasta el 40 por ciento de los productos analizados en la encuesta de este año. La encuesta también mostró que los precios de muchos productos no orgánicos aumentaron a un ritmo más rápido que los de los productos orgánicos. Esto significa que la brecha de precios entre lo convencional y lo orgánico se está cerrando, lo que debería ayudar a impulsar el crecimiento de los productos orgánicos en 2024.

Los principales vendedores orgánicos

Los productos agrícolas mantuvieron su lugar como la categoría orgánica más grande en 2023 y continuaron siendo el principal punto de entrada para los consumidores al mercado orgánico. Los productos orgánicos satisfacen el deseo del consumidor de alimentos limpios y saludables, y la importancia del beneficio crítico de lo orgánico al no tener pesticidas sintéticos tóxicos es fácil de comprender al comprar bayas o zanahorias orgánicas. En 2023, la categoría creció un 2,6 por ciento hasta los 20.500 millones de dólares. Los productos orgánicos ahora representan más del 15 por ciento de las ventas totales de frutas y verduras en Estados Unidos. Los más vendidos en la sección de productos orgánicos fueron los aguacates, las bayas, las manzanas, las zanahorias y las ensaladas envasadas, y los plátanos orgánicos experimentaron un crecimiento más fuerte en 2023 que los plátanos no orgánicos.

La segunda categoría de alimentos más vendida en los pasillos orgánicos fue la categoría de comestibles con ventas de $15,4 mil millones para un crecimiento del 4,1 por ciento. Esta nueva categoría representa muchos de los productos anteriormente agrupados en panes y cereales, condimentos y alimentos envasados y preparados. Con 21 subcategorías diferentes, cerca del 40 por ciento de las ventas en la categoría de comestibles fueron impulsadas por los tres productos con mejor desempeño: panadería en tienda y panes frescos con ventas de $3.1 mil millones para una ganancia de casi el 3 por ciento, productos secos para el desayuno que aumentaron alrededor del 8 por ciento. por ciento a 1.8 mil millones de dólares en ventas, y alimentos y fórmulas para bebés a 1.5 mil millones de dólares para una ganancia considerable de casi el 11 por ciento.

Las bebidas fueron la tercera categoría más grande de productos orgánicos en 2023, registrando ventas de 9.400 millones de dólares, un aumento del 3,9 por ciento. Como siempre, esta categoría fue un motor de innovación con bebidas funcionales, ya sea para mejorar la hidratación o la concentración mental, desempeñando un papel destacado. En 2023 también se produjo un aumento de nuevas bebidas orgánicas no alcohólicas y cócteles sin alcohol. Por otro lado, las ventas de vino orgánico aumentaron un 2,5 por ciento a 377 millones de dólares, y los licores y cócteles orgánicos, aunque siguen siendo el sector más pequeño de bebidas con 59 millones de dólares, registraron un crecimiento de más del 13 por ciento.

Los lácteos y huevos orgánicos, la cuarta categoría más grande en el mercado de alimentos orgánicos, son otro punto de entrada para los consumidores que desean fuentes de proteínas limpias y éticas con menor impacto ambiental. En 2023, las ventas de huevos y lácteos orgánicos aumentaron un 5,5 por ciento, alcanzando los 8.200 millones de dólares. Los lácteos y los huevos orgánicos representan ahora más del 8 por ciento de todas las ventas de lácteos y huevos. Las ventas de leche y nata aumentaron casi un 5 por ciento a 4.200 millones de dólares, y la categoría de alternativas lácteas orgánicas creció casi un 14 por ciento en 2023 a alrededor de 700 millones de dólares.

La tasa de crecimiento de las ventas de las categorías orgánicas no alimentarias fue mixta. Los productos de cuidado personal experimentaron el mayor crecimiento en 2023, con ventas que alcanzaron los 1.300 millones de dólares, un aumento de casi el 7 por ciento, y las ventas de suplementos orgánicos aumentaron más del 4 por ciento, hasta los 2.100 millones de dólares. La fibra orgánica sigue siendo el segmento más grande de los productos orgánicos no alimentarios de EE. UU., y representa el 40 por ciento de las ventas de la categoría en 2023, de alrededor de 2.400 millones de dólares. Las ventas de fibra orgánica se mantuvieron esencialmente estables año tras año, no debido a la falta de interés de los compradores, sino más bien restringidas por problemas de la cadena de suministro.

Lo orgánico sigue destacando en un creciente mar de etiquetas

La cantidad de reclamos y etiquetas continuó expandiéndose en los pasillos minoristas en 2023, pero el sello orgánico siguió destacando entre los consumidores. Un creciente enfoque de los consumidores en la salud personal y familiar, la sostenibilidad y el deseo de productos limpios libres de antibióticos, hormonas, conservantes y colorantes hicieron que los compradores recurrieran a lo orgánico. Cada vez más consumidores son conscientes de los posibles beneficios para la salud asociados con los alimentos orgánicos, y muchos consumidores, especialmente la generación Z, son cada vez más conscientes de las implicaciones éticas de sus elecciones alimentarias y buscan productos que se alineen con sus valores, como el bienestar animal. , comercio justo y apoyo a los agricultores orgánicos.
Las investigaciones muestran un interés constante y creciente en lo orgánico por parte de los Millennials y la Generación Z. Estas generaciones crecieron con lo orgánico y la sostenibilidad, y la salud de las personas y el planeta, son prioridades para estos consumidores. Los expertos de la industria ven esto como una oportunidad para lo orgánico, ya que el sector está bien posicionado para satisfacer los atributos y valores del producto que buscan los consumidores de hoy y de las generaciones futuras. Para 2030, la población estadounidense estará compuesta por una mayoría impulsada por los Millennials, la Generación Z y las generaciones más jóvenes.

Pero el futuro de lo orgánico no está exento de desafíos. El último término que genera confusión en el mercado es “regenerativo”. Si bien las etiquetas regenerativas aún no son necesariamente una prioridad para los consumidores, los atributos que afirman representar incluyen la salud del suelo, el bienestar animal y humano y la biodiversidad, atributos que ya están incorporados en el sello orgánico del USDA. A medida que se desarrollan nuevas certificaciones en torno a la agricultura regenerativa, existe la preocupación de que se confunda al consumidor, lo que hace aún más importante elevar la educación orgánica.

Metodología

La encuesta de este año se realizó a principios de 2024 y fue elaborada en nombre de la Asociación de Comercio Orgánico por Nutrition Business Journal (NBJ). Se recopilaron numerosas fuentes de datos para crear una imagen lo más completa posible de la industria orgánica, que está compuesta principalmente por empresas privadas. Los insumos incluyen, entre otros, datos de puntos de venta, entrevistas a expertos, datos de informes anuales y datos de encuestas directas en profundidad. Aproximadamente 65 empresas completaron una parte importante de la encuesta en profundidad.
En un esfuerzo por representar mejor cómo se comercializan los productos en los pasillos de los supermercados, en el informe de 2024 se presentan categorías de productos orgánicos recientemente organizadas. Los productos frescos y de larga conservación que tradicionalmente han formado parte de la categoría de alimentos envasados y preparados, panes, cereales y condimentos ahora forman parte en gran medida de la nueva categoría de comestibles. Los productos frescos, la subcategoría orgánica más grande, son ahora una categoría propia y de pleno derecho, al igual que los productos congelados y enlatados ahora se encuentran en la categoría de comestibles. Los resúmenes ejecutivos de la encuesta están disponibles para los medios que los soliciten. CO

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Un producto orgánico es aquel vegetal, animal o derivado que se cultiva o cría utilizando únicamente sustancias naturales. Esto significa que no se emplean plaguicidas, fertilizantes artificiales, aguas residuales u otros químicos.

En México, se cultivan más de 45 alimentos orgánicos, destacándose el café, aguacate, cártamo, mango, chía, zarzamora, naranja, garbanzo, tomate y maíz, según datos de la Procuraduría Federal del Consumidor (Profeco).

Características de la producción orgánica

De acuerdo con la Secretaría de Agricultura y Desarrollo Rural (Sader), los productos orgánicos incluyen tanto vegetales como animales y sus derivados. Por ejemplo, la producción de pollo orgánico implica la ausencia de hormonas, antibióticos y colorantes artificiales. Además, el alimento de las aves debe estar libre de químicos y semillas genéticamente modificadas. Enrique Hernández-Pons, director general de Aires del Campo, explica que las aves tienen acceso libre al campo y al pastoreo, y no están sujetas a condiciones de hacinamiento. “Solamente podemos tener 6 gallinas por metro cuadrado, mientras que la producción convencional puede llegar hasta 20 a 28 gallinas por metro cuadrado”, detalló Hernández-Pons.

Beneficios de consumir productos orgánicos

El consumo de productos orgánicos ofrece diversos beneficios frente a los productos tradicionales, según la Federación Internacional de Movimientos de Agricultura Orgánica (IFOAM):

• Menor cantidad de agua, lo que se traduce en una alta densidad de nutrientes.
• Mayor cantidad de hierro, magnesio, vitamina C y antioxidantes.
• Mejor equilibrio con aminoácidos esenciales.
  
  

En cuanto a los animales criados de manera orgánica, presentan:

•  Mejor salud en general.
• Riesgo reducido de contraer o portar enfermedades.
• Menor cantidad de grasa.

Un estudio de mercado revela que las personas con enfermedades crónicas como diabetes y obesidad son las más interesadas en consumir alimentos orgánicos. Además, la producción orgánica promueve el comercio justo entre productores, intermediarios y consumidores, utilizando racionalmente recursos naturales como el agua y la energía eléctrica, según Profeco.

Producción y exportación de productos orgánicos en México

México cultiva más de 45 alimentos orgánicos, con productos destacados como el café, aguacate, cártamo, mango, chía, zarzamora, naranja, garbanzo, tomate y maíz. Según IFOAM, más de 164,000 hectáreas de cultivo en México están certificadas bajo la Ley de Productos Orgánicos, y 38,107 productores han sido certificados, de los cuales el 86% son pequeños productores con una superficie de hasta 5 hectáreas.

México ocupa el cuarto lugar mundial en producción de alimentos orgánicos, con cerca de 1 millón de hectáreas dedicadas exclusivamente a este tipo de cultivo. En 2020, el mercado de productos orgánicos en México creció un 53%, alcanzando un valor de 600 millones de dólares. Chiapas, Oaxaca, Michoacán, Chihuahua y Nuevo León son los estados líderes en la producción de productos orgánicos, concentrando el 50% de las tierras dedicadas a este cultivo.

Sin embargo, México no se encuentra entre los principales consumidores de productos orgánicos. Los principales mercados son Estados Unidos, Alemania, Francia, China y Canadá. Estados Unidos es el mayor mercado de alimentación orgánica, con ventas de aproximadamente 49,500 millones de euros en 2020, seguido por Alemania y Francia, con mercados superiores a los 12,500 millones de euros cada uno.

Desafíos y oportunidades en el consumo de productos orgánicos en México

El reto en México es aumentar el consumo interno de productos orgánicos. Enrique Hernández-Pons, director de Aires de Campo, destaca la necesidad de que los productos orgánicos representen una mayor participación en la industria de alimentos, similar a países como Alemania, Holanda y Estados Unidos, donde los productos orgánicos representan más del 30% del mercado alimenticio.

Promoción del comercio justo en la producción orgánica

La producción orgánica en México apoya a pequeños y medianos agricultores, permitiéndoles participar en una economía circular y sostenible. Aires de Campo trabaja con 82 productores, generando cerca de 8,400 empleos en el campo mexicano, con una equitativa participación de hombres y mujeres.
En colaboración con organizaciones como Comercio Justo México, Aires de Campo asegura que sus productos cumplen con las bases de comercio justo. Según la Coordinadora Estatal de Comercio Justo, este esquema garantiza la autenticidad de los alimentos orgánicos, mantiene la calidad de la producción, asegura que no haya trabajo infantil y proporciona una remuneración digna a los productores, impulsando también los mercados locales. CO

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