Gestionar los purines: separación S/L de las deyecciones porcinas

Los equipos de separación sólido/líquido permiten la separación de los purines en dos fases, una fracción de consistencia sólida y otra de líquida, con los objetivos de mejorar la gestión, facilitar el transporte de la fracción sólida, posibilitar procesos de tratamiento para cada fase por separado o reducir las emisiones de la fase volumétricamente mayoritaria, la líquida, al contener menor concentración de materia orgánica, o bien posibilitar sistemas de riego de precisión con la fase líquida.

La eficiencia de un separador se cuantifica, como mínimo, con dos valores: la eficiencia en la separación de caudales (η_Q) y la eficiencia en la separación de cargas, tales como nitrógeno (η_N) o fósforo (η_P). Cada una de estas eficiencias se define como la fracción del flujo másico de la entrada que se transfiere a la fracción sólida; el resto va a la fracción líquida, ya que debe cumplirse el principio de la conservación de la masa. Para ilustrar estos conceptos se utilizará a continuación la nomenclatura de la Figura 1 para calcular los datos no conocidos a partir de unos supuestos datos medidos, para un equipo y unos purines determinados.

Q₂ = Q₁ - Q₃ = 18,4 t/d ⇒ η_Q = 2,6/21 = 0,124 → 12,4%

Q₁C_N1 = Q₂C_N2 + Q₃C_N3 ⇒ C_N3 = (Q₁C_N1 - Q₂C_N2)/Q₃ = 7,75 kg N/t

η_N =Q₃C_N3/Q₁C_N1 = 0,274 → 27,4%

Si se exporta la fracción sólida separada se estará exportando, en este ejemplo, el 27,4% del nitrógeno de los purines, con un grado de concentración de 2,2 (lo que se exporta tiene una concentración en nitrógeno 2,2 veces superior a la concentración original). Obtener grados de concentración elevados (combinando varios separadores en serie, por ejemplo) implica reducir la eficiencia global de separación, esto es, se exporta menos porcentaje de nitrógeno, pero más concentrado, lo cual puede tener interés según sea el uso posterior de la fracción sólida.

En la Tabla 1 se indican los rangos de eficiencia para los tres tipos principales en que se clasifican los sistemas de separación S/L. Mediante el uso de coagulantes (sales de hierro o aluminio) o floculantes (polímeros orgánicos), puede mejorarse la eficiencia de un equipo, aunque este efecto no es generalizable y depende de la composición de los purines. Cuando los purines son muy diluidos, la separación con floculantes puede mejorarse por flotación mediante la adición de burbujas de aire. Los coagulantes pueden substituirse por un sistema de electrocoagulación, en el que una corriente eléctrica solubiliza un electrodo, usualmente de hierro, para conseguir el mismo efecto de agregación de partículas.

Tabla 1. Rangos de eficiencia (% del parámetro indicado que se transfiere a la fracción sólida), de caudales másicos (Q), nitrógeno (N) y fósforo (P), para diferentes tipos de separador sólido/líquido.

Sistema de separación	Tecnología de separación	Eficiencia de separación (%)
		ηQ	ηN	ηP
Por tamaño de partícula y gravedad	Tamiz estático o rotativo, rejilla, tambor, decantación	10-20	15-25	15-40
Por presión	Tornillo prensa, filtro prensa	10-25	15-30	20-80
Por centrifugación	Centrífuga	10-20	25-50	40-80

En general, la centrifugación es más eficiente que la separación por presión, y esta lo es más que la separación por tamaños, aunque en la Tabla 1 los intervalos amplios de las eficiencias no lo evidencien. El motivo es que la eficiencia depende de la composición de los purines y, sobretodo, de su edad en el momento de la separación; cuanto más jóvenes sean los purines más alta será la eficiencia, siendo más elevada cuando los purines se separan a las pocas horas de su excreción. Esto es debido a que en los procesos de descomposición, que se inician casi de inmediato, se solubilizan muchos compuestos sólidos que ya no se podrán separar por métodos mecánicos. Es difícil que un suministrador de estos equipos certifique unas eficiencias determinadas, ya que estas dependen más del manejo previo de los purines que de la calidad de los separadores.

Para mejorar la eficiencia de separación, la cooperativa Cooperl (Francia) desarrolló el sistema TRAC^© (Traitement par RAclage Cooperl), que consiste en la separación dentro de las fosas bajo slat cada pocas horas. Un sistema de arrobaderas circula de forma ascendente sobre el piso de la fosa que presenta una ligera pendiente; la fracción sólida se comprime hacia arriba mientras que el líquido escurre hacia abajo, de manera que por un lado de la nave se obtiene la fracción sólida y por el otro la líquida. Se han medido eficiencias en la separación de nitrógeno del orden del 55% con este sistema, eficiencias no alcanzables mediante sistemas de separación convencionales, con las ventajas adicionales de menores problemas respiratorios, menor tasa de mortalidad y más productividad, debido a que se evitan los procesos de descomposición y las emisiones de gases en la propia nave.

Es interesante notar en la Tabla 1 que el rendimiento de separación de fósforo es usualmente superior a la del nitrógeno. Esto implica que en la fracción líquida la proporción N/P será superior que en los purines frescos, y que esta proporción será más adecuada a la demanda de muchos cultivos.

En situaciones de excedentes la separación S/L puede ser interesante para algunas estrategias, ¿quieres saber cuáles?

¿Qué papel juega la separación S/L en situación de no excedentes?