Gestión de deyecciones ganaderas: minimización en origen y tratamiento

Introducción

Figura 1. Contaminación fluvial provocada por un vertido de purines.

Históricamente los agricultores han utilizado el estiércol y los purines como una fuente de nutrientes para los cultivos, considerándose un recurso muy valioso para la fertilización. Así, las deyecciones ganaderas eran gestionadas de manera más o menos correcta dentro del marco de la propia explotación.

En las últimas décadas, pero, con la aparición de los fertilizantes inorgánicos y la creciente demanda de proteína animal, las explotaciones ganaderas se han intensificado y se han desvinculado de las explotaciones agrícolas. De este modo, lo que hasta entonces era un recurso, debido a la concentración temporal y espacial se ha convertido en un problema.

La continuidad del modelo tradicional de gestión vía fertilización de los campos de cultivo ha provocado graves episodios de contaminación de las aguas tan superficiales como subterráneas, lo cual ha repercutido en la calidad de los acuíferos y en los usos del agua.

Desde el momento en que las analíticas han demostrado que la concentración de nitratos en las aguas subterráneas adoptaba valores peligrosos para la salud humana se han tomado medidas para corregir el problema. Estas medidas abarcan desde la restricción de aplicación de fertilizantes en zonas susceptibles de padecer contaminación por nitratos, hasta cambios en la gestión de las deyecciones, pasando por modificaciones en el sistema productivo de las explotaciones.

Un factor crucial para que se pueda solventar el problema de concentración temporal y espacial consiste en modificar el modelo de gestión de las deyecciones de modo que éstas se consideren y gestionen como un residuo, sin olvidar nunca su potencial fertilizante.

Reducción en origen

Uno de los principios elementales en el tratamiento de residuos es la reducción en origen. Este principio consiste en la aplicación de técnicas que permitan reducir la cantidad de residuos generados, a través de la intervención y modificación en los procesos productivos. En la mayoría de los casos es más rentable introducir pequeñas modificaciones en el proceso productivo para minimizar los residuos generados, que no tratarlos al final del proceso.

Uno de los mayores inconvenientes en la utilización de purines por la fertilización de cultivos, es su elevado contenido en agua. El hecho que más de un 90 % del purín sea agua, encarece su gestión: transporte, aplicación y tratamiento. Por este motivo, es preciso realizar modificaciones en el sistema productivo para reducir el volumen de purín generado, tal y como la introducción de cambios en el tipo de abrevaderos, en el tipo de alimentación, en el sistema de limpieza, en el de recogida de aguas pluviales, en el de ventilación de las instalaciones, etc. Con estas medidas se puede llegar a reducir el volumen producido entre un 20 y un 50 %.

Otro punto interesante es intervenir en la concentración de componentes limitantes (nutrientes, metales pesados, etc.). Está ampliamente demostrado que el tipo de pienso (formulación) suministrado al ganado tiene una relación directa con la cantidad de nitrógeno excretado por este. Realizando una alimentación adecuada a cada fase productiva y controlando el porcentaje de proteína bruta suministrada en el pienso o añadiendo aminoácidos, se puede conseguir reducir sensiblemente la cantidad excretada. Se tiene que considerar, pero, que el nitrógeno excretado por el ganado tiene un valor fertilizante, por lo tanto, esta opción se tiene que considerar tan solo en zonas donde haya excedente estructural.

Tratamiento de deyecciones

El tratamiento de deyecciones porcinas es un campo relativamente nuevo dentro del tratamiento de residuos. A partir del momento en que se ha disparado la alarma por la pérdida de la calidad del medio producida, en parte, por la incorrecta gestión de las deyecciones ganaderas, y a la aparición de normativa de regulación y control de este tipo de residuos, el tratamiento de purines ha experimentado un fuerte desarrollo. A pesar de esto, se puede decir que aún, hoy en día, no hay ninguna tecnología completamente consolidada.

Las tecnologías utilizadas actualmente derivan sobretodo de los conocimientos obtenidos en el tratamiento de aguas residuales y de residuos sólidos, tal y como pueden ser los fangos de EDAR. El desarrollo de nuevos procesos de tratamiento se encuentra en pleno proceso de expansión, con lo cual aparecerán nuevas opciones de tratamiento que mejoraran la eficacia y la viabilidad, tanto técnica como económica.

Actualmente existen en el mercado una gran diversidad de tecnologías de tratamiento de purines, variables en complejidad, coste, número de operaciones, etc. en función del objetivo que se quiere perseguir. Así mismo, para un mismo objetivo existen distintas estrategias y combinaciones de tratamientos posibles.

A continuación se presenta un diagrama resumen de los tratamientos básicos más significativos en la actualidad:

Figura 2. Esquema resumen de los tratamientos básicos en el tratamiento de purines y estiércoles.

La finalidad de los distintos procesos es muy variable; desde mejorar las características del purín de forma simple, hasta disminuir la concentración de nutrientes y otros compuestos contaminantes hasta llegar a límites con los que se pueda verter al cauce público. Pueden utilizarse de forma individual, pero en la mayoría de casos las tecnologías recurren a una combinación de procesos para facilitar el tratamiento, disminuir costes y aumentar el rendimiento.

En primer lugar, se encuentran los procesos químicos de aditivación, ya sea con la utilización de coadyuvantes en la alimentación del ganado o bien mezclando productos directamente sobre el purín. El objetivo básico de este proceso es mejorar la composición y las propiedades del purín.

Con la separación de fases se separa la fracción sólida del purín de la fracción líquida, consiguiendo rangos de valores de materia seca en el sólido desde el 20 % hasta valores superiores al 35 %, en función de la complejidad de la técnica utilizada. Así mismo con esta operación se consigue la reconcentración de las especies nitrogenadas en la fracción sólida, aumentando la capacidad de gestión del residuo.

Cabe destacar que con un proceso previo de aditivación con substancias coagulantes-floculantes mejora considerablemente el rendimiento de la operación.

El tratamiento de secado permite transformar residuos semilíquidos o pastosos en un producto final con valores de hasta el 95% de sequedad. Previamente al secado, pero, el purín tiene que someterse a un proceso de evaporación para eliminar parte del agua contenida. Así mismo con una etapa final de pelletización se obtiene un producto granulado con alta capacidad de gestión y valor fertilizante. Por otro lado, con el tratamiento de stripping se puede separar el nitrógeno amoniacal de la fracción líquida del purín, de forma que se obtiene una disolución del 10 al 15 % en sales de amonio.

Tanto el secado como el stripping son procesos complejos que requieren inversiones y consumos energéticos muy elevados. A menudo, para disminuir los costes de consumo energético, se introduce una etapa de digestión anaerobia para obtener energía térmica (combustión del biogás) o energía térmica y eléctrica (cogeneración con biogás).

Por otro lado, en los procesos biológicos se encuentran el tratamiento aerobio, con el cual se disminuye la carga orgánica del residuo mediante la acción de bacterias aerobias dentro de un reactor en el que se inyecta aire; o procesos como la digestión anaerobia con los que se obtiene biogás mediante la degradación de materia orgánica en ausencia de oxigeno.

Figura 3. Proceso de compostaje: humidificación de pilas de compost.

El compostaje consiste en el tratamiento de fracción sólida de purines o estiércol mezclada con otros residuos agrícolas como restos de poda, etc. El objetivo es estabilizar la materia orgánica así como higienizar el residuo, para obtener un abono orgánico de calidad (compost).

Finalmente, en caso de que haya excedente de nitrógeno, cabe la posibilidad de realizar tratamientos de nitrificación/desnitrificación (NDN), basados en una combinación de etapas aerobias y anoxias donde los microorganismos transforman los compuestos nitrogenados presentes en el purín hasta nitrógeno gas emitido a la atmósfera.

Los criterios para la selección de la tecnología de tratamiento tienen que partir de la premisa básica de que hay que intentar revalorizar las deyecciones en la fertilización de los cultivos, mediante la obtención de subproductos de calidad que permitan la redistribución tanto temporal como espacial del nitrógeno en las zonas con excedente estructural.