Reducir las emisiones de gases contaminantes durante el almacenamiento de los purines

En España, la adaptación de las granjas al nuevo marco regulatorio (Real Decreto 306/2020) supone la adecuación de nuevas técnicas de gestión de los purines, con modificaciones en el manejo e incluso la revisión de los condicionantes constructivos para los nuevos alojamientos y dispositivos exteriores de almacenamiento. La aplicación de las mejores técnicas disponibles (MTD, aquellas técnicas testadas a escala de granja comercial que han demostrado ser técnica y económicamente viables y que a la vez confieren una protección sobre el medio ambiente) para optimizar el manejo de los purines en el interior de las naves para las granjas existentes se traduce en un aumento de la frecuencia de vaciado de las fosas hacia el almacenamiento exterior, que como mínimo tiene que hacerse una vez al mes. El aumento de la frecuencia de vaciado hacia las balsas lleva implícito la adaptación de la autonomía de almacenamiento más allá de los 3 meses, con el fin de adaptar la gestión del purín a los momentos óptimos de aplicación como fertilizante en el marco agrícola.

Para las granjas existentes a fecha de publicación del RD 306/2020, se pueden dar dos casuísticas diferentes: que solo tengan que adaptar los dispositivos de almacenamiento con técnicas de reducción de emisiones; o bien que deban construir nuevos dispositivos para aumentar su autonomía de almacenamiento, los cuales ya deberán construirse de forma que se generen las mínimas emisiones de amoníaco comparando con las emisiones que se producen durante el almacenamiento en balsa sin cubierta y sin formación de costra natural, técnica que se ha considerado la referencia para el cálculo de las eficiencias en reducción. Para las granjas nuevas, el diseño y construcción de las instalaciones, tanto las que albergarán los animales como las que almacenarán los purines, deben contemplar aquellas técnicas que permitan altas eficiencias en las reducciones de emisiones.

En la tabla siguiente se definen aquellas técnicas definidas como MTD para balsas o depósitos de almacenamiento y su aplicabilidad en función de si van dirigidas a la adecuación de dispositivos existentes o a nuevas construcciones.

MTD	Eficacia medioambiental Reducción emisiones amoniaco en el almacenamiento (%) vs. técnica de referencia	Aplicabilidad en balsas/depósitos existentes	Aplicabilidad en balsas/depósitos nuevos
Cubierta con materiales flotantes (costra natural, paja, turba, cortezas, etc.)	40 %	X
Acidificación (pH=6)	50 %	X
Sustitución de lagunas por tanques elevados (>3 m de altura)	30-60 %*	X
Cubierta con bolas de arcilla expandida (LECA/Arlita) o Perlita y Zeolita	60 %	X
Cubiertas con piezas geométricas (hexágonos, bolas, etc.)	60 %	X
Cubiertas flotantes de plástico/cubiertas neumáticas	60 %	X
Cubiertas flexibles	80 %	X	X
Cubiertas rígidas (hormigón, paneles de fibra de vidrio, etc.)	80 %	X	X
Bolsas de estiércol	100 %	X	X

*Framework Code for Good Agricultural Practice for Reducing Ammonia Emissions, UNECE 2015.

• La costra natural se forma en aquellas balsas en que los purines tienen un elevado contenido de materia seca, pero a la vez para que esta costra sea permanente el sistema de carga de purines y descarga se debe hacer desde la parte baja de la balsa o depósito con el fin de no provocar roturas que impidan que se vuelva a formar rápidamente. Cuando la consistencia de los purines no permita la formación de la costra natural, se puede sustituir por otros materiales ligeros flotantes como la paja, turba, etc. En este tipo de coberturas la agitación del purín para la homogeneización previa a la aplicación puede causar roturas de la costra o sedimentación indeseada del material hacia la parte baja de la balsa/depósito obturando las salidas para la carga.
• En el caso de la cubierta a base de las bolas de arcilla expandida (LECA/Arlita), la cantidad a aplicar debe ser de al menos 10-12 cm de grosor y debe cubrir toda la superficie libre del purín. La agitación también se hará por debajo de la cubierta de forma que no hunda el material para que puedan retornar a su estado inicial después de la agitación. El costo económico es del orden de EUR 90-120/m³.

• Las piezas geométricas flotantes aplicadas en toda la superficie de la balsa se unen entre ellas de forma natural una vez aplicadas. En balsas dónde se forma costra natural puede que ésta interfiera en la unión de las piezas. Si el nivel de almacenado de la balsa es muy cercano al nivel superior, situaciones meteorológicas adversas de fuertes vientos podrían desplazar las piezas flotantes fuera de la balsa. Se recomienda dejar un margen de seguridad de llenado en el depósito/balsa de al menos unos 50 cm. En los momentos de agitación para homogeneizar tienden a amontonarse también en el punto de turbulencia, pero tienden a recuperar su posición inicial después de la agitación. El coste económico se sitúa actualmente entre los EUR 18-24/m².

• Otra técnica validada para la reducción de emisiones es la acidificación, que permite reducir el pH básico del purín causante junto con la temperatura del incremento de emisiones (pH alrededor de 8). Está técnica de doble efecto evita la pérdida de N en forma de amoniaco, lo que permite retener el amonio en forma soluble en el purín, y ayuda a incrementar su valor agronómico para su posterior uso como fertilizante. Para que la técnica sea efectiva el pH debe alcanzar el valor por debajo de 6, por lo que será necesario re-acidificar de forma periódica todo el purín almacenado, ya que la entrada de purín desde la fosa sin acidificar será continua. Sistemas de acidificación en continuo en pequeños tanques con homogenización y dosificación lenta pueden ayudar a evitar la generación de espumas durante el proceso. También reducirá las dosis a aplicar en balsa, acidificar el purín bajo fosa de forma continua ya que partiríamos de un purín con menor pH (alrededor de 6-7), con el que el efecto tampón sería menor. El costo de acidificación dependerá del precio de mercado del ácido sulfúrico al 98% o diluidos al 30-40% con el fin de reducir la peligrosidad en su manejo. Para la acidificación en continuo se tendrá que sumar la inversión de la instalación.
• Finalmente, las técnicas más eficientes son las estructuras de cubierta rígida o flexible que cubran toda la superficie de la balsa/depósito. Estas cubiertas pueden aumentar la degradación anaeróbica del purín almacenado durante largos periodos y causar una mayor generación de metano, por lo que tendrán que disponer de un sistema de escape de gases con un pequeño orificio o mediante válvulas de salida de gases en caso de sobrepresión, o vehicular todas las salidas hacia un punto para extraer el biogás generado y poder aprovechar su poder energético. El costo dependerá de la estructura con la que cubrir la balsa, así como la superficie a cubrir.

En balsas o lagunas de gran superficie puede que esta técnica sea inviable económicamente por lo que para alcanzar las reducciones del 80 % deberemos evaluar si la aplicación simultánea de dos o más técnicas con una eficiencia menor en la reducción de emisiones puedan llegar a ser igual de efectivas. A pesar de los diferentes sistemas de cubierta de depósitos, las granjas que han de implementar nuevos dispositivos de almacenamiento externo deben tener en cuenta que la aplicación de las MTD obliga a repensar el diseño. Los nuevos requerimientos constructivos se basan en:

• Reducción del coeficiente entre la superficie de emisión y el volumen de purines (aumentar altura y reducir la superficie relación). Los nuevos depósitos deben respetar las relaciones de altura: superficie de 1:30-50 en dispositivos rectangulares o de altura: diámetro de 1:3 a 1:4 en dispositivos circulares.
• Reducir la velocidad del viento e intercambio de aire sobre la superficie. Aumentar el margen libre (distancia entre la superficie de purines y el borde superior del depósito). Es importante tener en cuenta este punto a la hora de dimensionar la balsa/depósito.
• Reducir la agitación del purín con lo que se debe llenar y descargar el purín lo más cerca de la base del depósito y siempre por debajo de la superficie efectiva del purín, así como evitar la homogeneización del purín cuando no sea necesario.
• Cubrir los depósitos con cubiertas flexibles o rígidas que garantizan una eficiencia en las reducciones de amoniaco como mínimo del 80 %. El sistema de cubierta flexible sellada en los laterales de la balsa puede derivar a un digestor rural con el que se pueda aprovechar el metano generado por la digestión del purín en rango psicrófilo (en condiciones de temperatura ambiente), ya bien sea para aprovechar como pequeña fuente térmica o bien reducir su efecto contaminante quemándolo en una antorcha de seguridad.
• Además, el depósito/balsa debe estar construido con materiales que permitan garantizar la estanqueidad y la impermeabilidad, y su integridad se debe comprobar mediante los sistemas detección de fugas e inspecciones visuales periódicas con el fin de evitar cualquier emisión al suelo y agua.