Algunos aspectos de la digestión anaeróbica aplicada a deyecciones ganaderas
Enric Vilalta i Famada. Ingeniero agrónomo. España ()
10-oct-2006 (hace 18 años 1 meses 12 días)En el planteamiento técnico de las líneas de gestión de las
deyecciones ganaderas excedentes, ya sea en el marco de un modelo centralizado
o individual, se contempla habitualmente la aplicación de tecnologías
relacionadas con la biometanización —digestión anaeróbica
metanogénica. Aún así debe reconocerse, a diferencia de otros
países, que la implantación real de estas tecnologías en
el entorno agropecuario español es casi anecdótica.
La percepción de que la digestión anaeróbica exige una inversión elevada en infraestructuras y que requiere de un control experto, le han atribuido una cierta fama de tecnología complicada. Esta reputación, sumada a una política energética no muy alentadora, ha actuado en gran medida de barrera a su introducción.
Valgan los siguientes puntos para presentar algunas nociones sobre la biometanización.
Bases de la biometanización
Las digestión metanogénica se fundamenta en la actividad microbiana anaeróbica (sin oxígeno) que degrada la materia orgánica y que proporciona un producto gaseoso (biogás), el cual está compuesto principalmente por metano (CH4, 55 – 75% v/v) y CO2 (25 – 45% v/v). El proceso no es simple, y concatena la acción de diferentes grupos bacterianos complementarios con requerimientos de cultivo diferentes.
Como cualquier otro tratamiento de depuración basado en procesos biológicos, su buen funcionamiento (en relación a la calidad y cantidad de biogás obtenido) depende básicamente de las condiciones de operación del tratamiento (de los cuidados del cultivo) y del substrato utilizado.
Digestión anaeróbica y deyecciones ganaderas
En relación al tratamiento de los purines porcinos y otras deyecciones ganaderas, la biometanización no debe enfocarse como una tecnología de depuración a final de línea; esencialmente porque no tiene efecto alguno en la reducción de los contenidos en nitrógeno (aunque sí en la distribución de sus formas). Su aplicación debe dirigirse a lograr un aprovechamiento energético de los purines, alcanzar un cierto grado de depuración y proporcionar unos materiales finales bioestabilizados y utilizables agrícolamente:
Productividad de los purines porcinos
La producción potencial de biogás a partir de purines porcinos varia en el rango de los 350 - 650 Lbg/kg SV alimentado (dependiendo del contenido en sólidos, el tipo de digestor y las condiciones de operación).
Para unas condiciones de operación típicas en régimen mesofílico (T ≈ 37ºC) y un purín porcino normal (ST ≈ 6 - 8%), puede indicarse como valor guía una productividad de 450 Lbg/kg SV (alrededor de 30 Lbg/kg purín), con una riqueza del biogás próxima al 70% v/v de contenido en metano.
En estas condiciones puede conseguirse una reducción de la materia orgánica cercana al 40% en SV y al 60% en DQO.
Codigestión y viabilidad de la biometanización
La no internalización de los beneficios ambientales de la biometanización en los costes de la explotación ganadera, implica que su rentabilidad se calcule sólo sobre la base del balance energético. De esta manera, la producción de biogás en instalaciones que únicamente tratan purines porcinos resulta habitualmente insuficiente para hacerlas viables.
Las soluciones más evidentes a esta situación pasan por aplicar tecnologías más simples (y económicas) e incrementar la productividad de la biometanización. En esta última línea, la codigestión o tratamiento conjunto de diferentes residuos, es la opción más factible a aplicar en el entorno agropecuario (la cual funciona en la mayoría de países europeos; excepto España por el momento). La codigestión crea sinergias que permiten:
La percepción de que la digestión anaeróbica exige una inversión elevada en infraestructuras y que requiere de un control experto, le han atribuido una cierta fama de tecnología complicada. Esta reputación, sumada a una política energética no muy alentadora, ha actuado en gran medida de barrera a su introducción.
Valgan los siguientes puntos para presentar algunas nociones sobre la biometanización.
Bases de la biometanización
Las digestión metanogénica se fundamenta en la actividad microbiana anaeróbica (sin oxígeno) que degrada la materia orgánica y que proporciona un producto gaseoso (biogás), el cual está compuesto principalmente por metano (CH4, 55 – 75% v/v) y CO2 (25 – 45% v/v). El proceso no es simple, y concatena la acción de diferentes grupos bacterianos complementarios con requerimientos de cultivo diferentes.
Como cualquier otro tratamiento de depuración basado en procesos biológicos, su buen funcionamiento (en relación a la calidad y cantidad de biogás obtenido) depende básicamente de las condiciones de operación del tratamiento (de los cuidados del cultivo) y del substrato utilizado.
Digestión anaeróbica y deyecciones ganaderas
En relación al tratamiento de los purines porcinos y otras deyecciones ganaderas, la biometanización no debe enfocarse como una tecnología de depuración a final de línea; esencialmente porque no tiene efecto alguno en la reducción de los contenidos en nitrógeno (aunque sí en la distribución de sus formas). Su aplicación debe dirigirse a lograr un aprovechamiento energético de los purines, alcanzar un cierto grado de depuración y proporcionar unos materiales finales bioestabilizados y utilizables agrícolamente:
a)
el aprovechamiento del biogás como combustible, ya sea para generar
calor o mediante cogeneración (producción de energía
eléctrica y calor) puede suplir, en un esquema de gestión
centralizada, parte de los gastos energéticos de los tratamientos
de depuración y, dentro de una gestión individual, puede
permitir alcanzar un balance energético positivo. b) la bioestabilización de los efluentes digeridos (o mineralización y reducción parcial del su carga orgánica), junto con un descenso de los malos olores y una cierta homogeneización y higienización, facilitan su reutilización como fertilizante agrícolas (o, si es el caso, no dificultan los tratamientos de depuración posteriores). c) el efecto de substitución de los combustibles fósiles, como en cualquier energía renovable, ayuda a la reducción de las emisiones de CO2; además de la reducción de emisiones de CH4 y de otros compuestos orgánicos volátiles de elevado efecto invernadero. |
| Diagrama explicativo de una instalación tipo de biometanización para deyecciones ganaderas. |
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| ARC, 2004. Adaptada |
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| Instalación piloto para la determinación de la producción de biogás de residuos orgánicos. |
La producción potencial de biogás a partir de purines porcinos varia en el rango de los 350 - 650 Lbg/kg SV alimentado (dependiendo del contenido en sólidos, el tipo de digestor y las condiciones de operación).
Para unas condiciones de operación típicas en régimen mesofílico (T ≈ 37ºC) y un purín porcino normal (ST ≈ 6 - 8%), puede indicarse como valor guía una productividad de 450 Lbg/kg SV (alrededor de 30 Lbg/kg purín), con una riqueza del biogás próxima al 70% v/v de contenido en metano.
En estas condiciones puede conseguirse una reducción de la materia orgánica cercana al 40% en SV y al 60% en DQO.
Codigestión y viabilidad de la biometanización
La no internalización de los beneficios ambientales de la biometanización en los costes de la explotación ganadera, implica que su rentabilidad se calcule sólo sobre la base del balance energético. De esta manera, la producción de biogás en instalaciones que únicamente tratan purines porcinos resulta habitualmente insuficiente para hacerlas viables.
Las soluciones más evidentes a esta situación pasan por aplicar tecnologías más simples (y económicas) e incrementar la productividad de la biometanización. En esta última línea, la codigestión o tratamiento conjunto de diferentes residuos, es la opción más factible a aplicar en el entorno agropecuario (la cual funciona en la mayoría de países europeos; excepto España por el momento). La codigestión crea sinergias que permiten:
a)
incrementar el rendimiento y eficiencia del proceso biológico.
b) centralizar en una sola instalación el tratamiento de residuos agrícolas y agroalimentarios (sin excluir los residuos sólidos y admitiendo el uso de substratos de alta productividad que por si solos no son digeribles). c) facilitar la confección de mezclas que resulten en efluentes reutilizables agrícolamente y con contenidos en fitonutrientes plenamente equilibrados. |
| Valores indicativos de poductividad de biogás | ||||||||||||||||||
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