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“La produción de biogás a partir de purines debería ser para autoconsumo de la granja”

Entrevista a Belén Fernández García, investigadora del Programa Gestión Integral de Residuos Orgánicos (GIRO) del Instituto de Investigación y Tecnologías Agroalimentarias (IRTA) de Cataluña, comunidad pionera en la implantación de plantas de biogás para la gestión de los purines ganaderos, principalmente de las explotaciones porcinas

“La produción de biogás a partir de purines debería ser para autoconsumo de la granja”

La gestión sostenible de los purines y estiércoles ganaderos se ha vuelto una prioridad, especialmente para aquellas ganaderías más intensivas y de mayor tamaño.

En este sentido, en Galicia la Consellería de Medio Rural anuncia que creará un sistema público de tratamiento de purines, con cuatro plantas de biogás situadas en las zonas con más carga agroganadera como son A Limia, Deza, Bergantiños y Terra Chá.   Esta es uno de los puntos clave que incluirá la futura ley reguladora del sistema para la gestión de deyecciones ganaderas. Sin embargo, ¿son las grandes plantas de biogás el modelo más sostenible y viable económicamente para el tratamiento y valoración de los purines ganaderos?

Para responder a esta pregunta entrevistamos a Belén Fernández García, investigadora del Programa Gestión Integral de Residuos Orgánicos (GIRO) del Instituto de Investigación y Tecnologías Agroalimentarias (IRTA) de Cataluña, comunidad pionera en la implantación de plantas de biogás para la gestión de los purines ganaderos, principalmente de las explotaciones porcinas.

¿En qué consiste tu trabajo dentro del Programa de Gestión Integral de Residuos Orgánicos del IRTA y en qué líneas de investigación estás trabajando?

Mi trabajo consiste desarrollar procesos en los que intervienen microorganismos, bacterias, hongos y levaduras principalmente, que transformen la fracción orgánica de los residuos o de las aguas residuales en compuestos de valor añadido, como por ejemplo el biogás o el compost.

Este trabajo lo puedo hacer junto con el generador del residuo, por ejemplo un granjero o  el dueño de una instalación de producción de alimentos; con el gestor de residuos, por ejemplo el operador de una planta de compostaje; con una ingeniería que diseña el proceso de tratamiento o que necesita diagnosticar un problema durante el funcionamiento de la planta de tratamiento o valorización de residuos;  con otras entidades de investigación durante el estudio en profundidad de algunos de los procesos de valorización que queremos aplicar; o bien con una entidad pública implicada en definir el marco legal o las inspecciones de esas instalaciones donde se generan o valorizan residuos orgánicos.

Otra parte de mi trabajo es transferir el conocimiento que se genera durante las actividades anteriores a todos los usuarios finales, desde el público en general, especialistas en medioambiente, hasta un sector concreto dentro de una actividad industrial, agrícola, etc.

-La gestión de los purines en Cataluña fue motivo de polémica hace unos años, especialmente los de porcino. ¿Qué soluciones se implantaron por parte del sector y de la administración para corregir esta situación?

En Cataluña se ha trabajado durante muchos años, yo hablaría de las últimas 2 décadas, en la gestión correcta de los purines debido a la alta concentración de la ganadería intensiva porcina y la clasificación de muchas comarcas catalanas como zona vulnerable (la definición de “zona vulnerable” se inicia con la legislación europea (Directiva 91/676/CEE del Consejo, de 12 de diciembre de 1991) y luego, este concepto se traspone a todas las legislaciones nacionales y autonómicas/ regionales dentro de la EU).

Se ha desarrollado una Guía  (http://www.arc-cat.net/es/altres/purins/guia/pdf/guia_dejeccions.pdf ) con las tecnologías disponibles para valorizar los residuos ganaderos, como parte del sistema de gestión obligatoria en todas las explotaciones. Sin embargo, algunas de las opciones que se presentan en esta guía tuvieron su más y sus menos después de algunos cambios legislativos hechos durante la crisis económica, el año 2007 en adelante. Este es el caso de la producción de biogás, que dejó de tener una prima a su producción; por este motivo, se cerraron algunas de las plantas centralizadas de tratamiento de purines que incluían la producción de biogás entre sus procesos.

“En Cataluña se está apostando por la separación de la parte sólida y líquida de los purines”

Posteriormente, en Cataluña se ha optado por promover los procesos que permiten la concentración de las deyecciones, básicamente procesos de separación de fases como la filtración o la centrifugación. Estos procesos permiten obtener dos fracciones, una más líquida y otra más sólida, que facilita su gestión, su transporte (de la fracción más concentrada) y/o uso posterior in situ. Actualmente, estoy participando en un proyecto europeo (https://www.circularagronomics.eu/ ) donde  damos un paso más. El purín se transforma en biogás, y el material digerido se seca en un secadero solar donde finalmente obtenemos un producto con la máxima sequedad y con valor agronómico como fertilizante orgánico, que estamos comprobando en ensayos en campo.

¿Cuáles son las principales ventajas de las plantas de biogás para el tratamiento de residuos ganaderos?

La principal ventaja es la producción de un gas combustible, el biogás, que puede ser empleado para disminuir la dependencia energética de la explotación. Por otro lado, la incorporación de una planta de biogás sirve para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y acidificantes, como el amoniaco o el sulfhídrico. Y en último lugar, no disminuye las propiedades agronómicas de las deyecciones, es decir, su contenido en nitrógeno N, fósforo P y potasio K. Es más, la deyección ganadera digerida en la planta de biogás contiene formas solubles de N y P más accesibles para los cultivos.

-¿Se ha implantado este tipo de tratamientos en Cataluña para los purines ganaderos? ¿Con qué resultado?

Sí, hay varias plantas de biogás en Cataluña, tanto individuales (es decir, dentro de la propia explotación), como centralizadas (es decir, dando servicio a un conjunto de explotaciones simultáneamente). Todas ellas fueron diseñadas y construidas dentro del marco legal de primas, actualmente derogado.

Sin embargo, aunque siguen en marcha porque ya han sido amortizadas, todas ellas operan bajo el régimen de co-digestión. Esto es, trabajan con mezclas de residuos ganaderos y otros residuos agroindustriales, también fangos de las depuradoras de aguas residuales industriales, para mejorar el rendimiento y la viabilidad económica de dichas planta.

“La produción de biogás a partir de purines debería ser para autoconsumo de la granja”

-¿Cuáles considera que son los principales obstáculos para la generalización de esta tecnología?

Mi opinión personal es que la producción de biogás en el sector agrícola y ganadero debe evolucionar hacia sistemas de autoconsumo, donde el aprovechamiento del biogás como combustible renovable se enfoca en cubrir la demanda energética de la explotación, bien energía eléctrica, bien calor.

A nivel tecnológico, se han hecho muchos desarrollos tanto en la configuración del digestor en sí mismo (desde diseños muy sencillos de balsas cubiertas hasta sistemas agitados o de flujo en pistón), como de los equipos auxiliares; por ejemplo, para el acondicionamiento del biogás (esto es, retirar compuestos minoritarios como la humedad, el ácido sulfhídrico, etc.). Sin embargo, estos desarrollos han sido pensados para una escala algo grande en relación a lo que necesitaría una explotación ganadera; por tanto, habría que “deshacer” el escalamiento y a veces, simplificar estos procesos para que sean viables económicamente.

La segunda barrera está en la legislación. Hay un vacío legal en algunos casos sobre el uso de los productos que se obtienen en la planta de biogás. El propio biogás puede ser acondicionado para su uso como combustible de automoción o para su inyección en la red general de gas natural, pero falta un marco legal que regule estos usos. Por otro lado, el residuo ganadero puede ser usado directamente como producto fertilizante orgánico; pero este uso está a veces en manos de una interpretación poco clara de la legislación actual.

Por último, a pesar de los años y de idas y venidas, del boom en otros países de nuestro entorno en la EU como Francia o Italia, el biogás es el patito feo de las energías renovables. Hay un desconocimiento bastante generalizado de esta tecnología.

-¿Qué diferencias hay en el rendimiento de las plantas de biogás con distintos tipos de purín: porcino, vacuno, avícola…etc?

Los rendimientos de biogás dependen de la concentración de materia orgánica del residuo ganadero. Un purín está menos concentrado en materia orgánica (tiene más agua) que una gallinaza. Por otro lado, las explotaciones con “camas”, como las avícolas o las vacunas, usan materiales lignocelulósicos que aportan materia orgánica, además de la propia en la orina o heces del animal.

Por último, la “vida” de la deyección también tiene que ver en el rendimiento. Por “vida” me refiero al tiempo que el residuo ganadero permanece en la fosa de la nave o en la balsa de la explotación: a más tiempo en la fosa o en la balsa, menor rendimiento. Estos residuos ganaderos contiene sus propios microorganismos que consumen su materia orgánica; de forma, que cuánta más materia orgánica se consume en la fosa o en la balsa, menos queda para ser transformada en biogás.

En la web del IDEA (https://www.idae.es/tecnologias/energias-renovables/uso-termico/biogas ) están disponibles los rendimientos de estos residuos ganaderos, entre otros.

-Y en el caso de emplear forrajes como el maíz forrajero u otros productos como lodos, ¿cuál sería su eficacia y rentabilidad?

Los residuos de forraje o los lodos de las estaciones depuradoras de aguas residuales son eficaces cuando se utilizan en la dosis adecuada. Cada residuo ganadero (tipo y “vida”) necesita una cierta cantidad de dichos materiales de forma que mejoremos las “cualidades”, desde el punto de vista de los microorganismos productores de biogás, de la mezcla respecto al residuos ganadero solo.

Pero en general, si se aplica la dosis adecuada, mejora la rentabilidad de la planta de biogás al aumentar el rendimiento de biogás por metro cúbico de reactor.

-En el caso del nitrógeno del purín ¿Que parte se conserva al final del proceso de biodigestión tanto en la parte sólida como en la líquida?

Se conserva todo el N inicial. Hay una pequeña parte de N que podemos encontrar como NH3 en el biogás, pero es despreciables respecto al total.

Los microorganismos del digestor anaerobio mineralizan el nitrógeno orgánico del residuo, es decir, lo transforman en N-NH3 (forma volátil) y N-NH4+ (forma soluble). Esta mineralización depende del tiempo que el residuo permanece dentro del digestor, pero en general podemos esperar que cerca del 70% del nitrógeno orgánico se mineralice.

 “Con la biodigestión se conserva casi todo el nitrógeno del purín para ser empleado como fertilizante, pero más disponible para los cultivos”

La concentración de nitrógeno en las fracciones concentrada (mal llamada “sólida”) y la más clarificada que salen de la unidad de separación depende del equipo y proceso empleado (por ejemplo, tamiz rotatorio, tamiz vibratorio, prensa de bandas, prensa de tornillo, decantador centrífugo, etc.). En general, la eficiencia de separación, o porcentaje presente en la fracción clarificada respecto a la concentración inicial, está comprendida entre el 10 y el 40% del nitrógeno inicial (Fuente: Guía de los tratamientos de las deyecciones ganaderas;   http://www.arc-cat.net/es/altres/purins/guia/pdf/guia_dejeccions.pdf ).

-En este sentido, en el caso de una zona ganadera con alta concentración de nitratos en el suelo, ¿Qué soluciones pueden aportar las plantas de biogás?

La planta de biogás puede permitir un control mayor de la gestión del residuo ganadero. La concentración de nitrógeno en el residuo digerido es la misma que la del residuo sin digerir, pero estos compuestos están en una forma química más accesible para los cultivos.

“Se debe avanzar en la separación de purines en fracción líquida y sólida”

-¿En qué áreas consideras que existe margen de mejora en lo relativo a la gestión de los purines ganaderos?

Hay margen en los sistemas de gestión en cuanto a la implantación de tecnologías como la separación de fases, la concentración y recuperación de nutrientes, o la implantación de la producción de biogás. Hay margen en la implantación de técnicas on-line para la cuantificación de la concentración de nitrógeno y fósforo en el residuo o en sus fracciones: esto facilitaría una aplicación correcta, según las prácticas agrícolas,  aunque también debe mejorarse en la cuantificación de compuesto minoritarios como metales o contaminantes emergentes (por ejemplo, antibióticos).

Y por último, hay margen en la aplicación de técnicas de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero y acidificantes en la propia explotación, antes y durante la gestión del purín.

-¿Cómo crees que será en el futuro el tratamiento y la gestión de este tipo de fertilizantes?

Creo que la gestión de residuos ganaderos será un gran ejemplo del concepto de la “economía circular” y la “sostenibilidad”, sobre todo cuando se reconozca el impacto que tendrá la sustitución de los fertilizantes minerales por fertilizantes orgánicos como los que se pueden obtener a partir de este tipo de residuos.

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