La cogeneración como alternativa al tratamiento de los purines

Figura 1. Vertido excesivo de purines.

La gran producción de purines resultante de la intensificación ganadera (especialmente porcina) que sufren ciertas áreas territoriales, se traduce en elevadas cargas de nitrógeno, las cuales no pueden ser absorbidas por las tierras agrícolas, siendo éste uno de los mayores problemas ambientales actuales, dado que provoca contaminación en tierras, ríos y acuíferos (Figura 1).

El elevado contenido en agua de los purines (en torno al 93 %) dificulta su manejo y transporte, hecho que complica aún más su gestión.

La reutilización de los purines como fertilizante es la solución agrícolamente más extendida y deseada y para su transformación existen distintas tecnologías, siendo las más difundidas para grandes cantidades de purín, la digestión anaerobia de los purines y la deshidratación de éstos en plantas de cogeneración.

La primera opción consiste en la producción natural de biogas a partir de la descomposición del purín en ausencia de aire, pudiendo ser utilizado el purín desgasificado como fertilizante. Esta tecnología presenta, entre otras limitaciones, una escasa producción de biogas y la necesidad de codigerir.

Por otro lado, la cogeneración es la producción conjunta de energía eléctrica y de energía calorífica útil, a partir de una fuente de energía primaria que, en la mayoría de los casos, es el gas natural.

Los recursos producidos se utilizan para autoconsumo de la planta y para deshidratar los purines, los cuales se someten a un tratamiento para eliminar los elementos contaminantes y convertirlos en compost para fabricar fertilizantes (Figura 2). La energía excedentaria se exporta a la red eléctrica general.

Figura 2. Esquema de una planta de tratamiento de purines. Explotación de tamaño medio.

Las fases del tratamiento son las siguientes: recepción, control del pH, separación mecánica de las fases, eliminación de la carga orgánica y contaminación, evaporación-concentración de la fase líquida en evaporadores y secado de las distintas fases sólidas así como del concentrado anterior.

En una planta de cogeneración, la zona de generación de energía está claramente diferenciada de la zona de tratamiento de los purines propiamente dicha.

Este tipo de instalación se diseña en función de la demanda de energía térmica y consta de los siguientes elementos:

Motor: los motores alternativos de combustión interna utilizan los gases combustibles para producir energía mecánica y térmica. Alternador: se acopla al motor, transformando la energía mecánica en electricidad. Sistemas de recuperación de calor. Dispositivos eléctricos: controlan la distribución de energía y la gestión del motor. Sistema hidráulico: asegura una correcta distribución de la energía térmica.

La potencia eléctrica nominal total de los grupos está entre 5 y 15 MW, mientras que la eficiencia de esta tecnología es muy elevada, ya que aprovecha alrededor del 80% de la energía contenida en el combustible (Figura 3), transformando en electricidad un 30-40 % y en calor útil aproximadamente el 50%. Las pérdidas derivadas de la transformación de energía se deben al generador, a la radiación y a las pérdidas del intercambiador de calor.

Figura 3. Logros en la eficiencia energética a través del tiempo.

Esta tecnología está recibiendo un mayor apoyo institucional en España, hecho demostrado tanto con la publicación del RD436/2004, cuyo fin es reactivar el desarrollo de dicha tecnología tras haber sufrido cierto retroceso, como con la reciente apuesta del gobierno de la Comunidad Autónoma de Catalunya (España) por la construcción de 19 plantas de cogeneración para afrontar el problema de los purines en dicha comunidad, buscando en el gobierno español financiación, modificaciones al alza de las primas de producción de energía y una aceleración de los trámites burocráticos.

Figura 4. Tanque mezclador de gas natural y biogas.

A pesar del apoyo recibido, la viabilidad de esta alternativa es muy discutida, dado que distorsiona el entorno propio de la ganadería, emite gases de efecto invernadero, se prevé un descenso del precio de la electricidad y existen actualmente subvenciones a la producción de la misma, el gas natural es un recurso limitado y su precio se prevé al alza (cada día existe una mayor tendencia a mezclarlo con biogas y con otros gases especiales (Figura 4)), etc.

Por todo ello, la implantación de nuevas plantas de cogeneración para realizar el tratamiento de los purines es una solución temporal, para ganar tiempo mientras se buscan nuevos sistemas de tratamiento y gestión de purines más óptimos y sostenibles.