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Desarrollo ganadero e impacto actual
Los residuos y las consecuencias de su vertido se están convirtiendo en uno de los principales problemas del mundo moderno debido al deterioro que causan al medioambiente.
La industria porcina representa una importante actividad económica en España. De acuerdo con los datos del Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, en 2013 había en España más de 25 millones de cabezas de porcino, el 51% de las cuales sólo entre las comunidades de Catalunya y Aragón.
Esta cifra ha ido creciendo año tras año en las últimas décadas, proliferando la implantación de granjas de tipo industrial al margen de criterios de ordenación del territorio, que han contribuido al desequilibrio entre ganadería y agricultura. Este hecho ha conllevado a la aparición de numerosos problemas de contaminación ambiental.
Las explotaciones ganaderas, fundamentalmente las de cerdos, no son ajenas a esta problemática, ya que albergan a un gran número de animales, y en numerosas ocasiones no cuentan con terreno suficiente para absorber la gran cantidad de residuos, lo cual plantea serios problemas en el manejo de los mismos.
La Legislación y controles son cada vez más rígidos de cara a encontrar una solución viable a un problema de graves repercusiones medio ambientales.
La Administración, con la intención de atajar los problemas derivados de la sobredosificación de purines a modo de abono en los suelos, ha desarrollado un marco legislativo muy estricto que afecta a la explotación de las granjas.
Así, sistemas que traten los efluentes de forma eficiente y que además sean viables económicamente son indispensables para la supervivencia de las explotaciones actuales así como para la promoción de nuevas.
Problemas derivados de los purines
El doble objetivo consiste en solucionar los problemas planteados por los residuos (olores, problemas de almacenamiento, contaminación de cauces, aguas freáticas y suelos), y por otro lado, aprovechar la carga orgánica y fertilizante que estos poseen para la utilización en la agricultura dando una solución a un producto difícilmente eliminable.
El proceso que se desarrolla en la granja es la cría intensiva de cerdos, por lo general en ciclos cerrados, con una enorme generación de residuos, sólidos y líquidos, que contienen un alto poder contaminante hacia los suelos, aguas, y aire.
El uso lógico para estos residuos es aportarlos al campo como abono, pero ante la gran concentración de granjas, y por tanto de purines, la cantidad de excrementos resulta excesiva, contaminando suelos, aguas, y emitiendo a la atmósfera gran cantidad de gases generados.
Hasta la fecha, la mayoría de plantas de tratamiento de purines han consistido en plantas de cogeneración, donde se quema gas natural para secar térmicamente los purines y, con el calor residual de combustión, se genera energía eléctrica que se vende e inyecta a la red. No obstante, la nueva reforma del sector eléctrico, que ha reducido sustancialmente el precio del kWh cogenerado, así como el aumento de precio del gas natural, han hecho que este mecanismo técnico-financiero no se sostenga económicamente.
En este contexto, los sistemas en desarrollo de tratamiento de purines deberán ser, además de eficientes y respetuosos con el medio ambiente, también sostenibles económicamente sin la ayuda de bonificaciones artificiales susceptibles de ser retiradas vía un cambio legislativo.
Estos sistemas de tratamiento deberán ser diseñados con arreglo al funcionamiento de las granjas intensivas, las cuales emplean como sistema de limpieza el agua a presión para arrastrar las deyecciones. Esta técnica, que facilita la limpieza e incrementa las condiciones sanitarias de la granja, en contrapartida conlleva un elevado consumo de agua y genera un elevado caudal de purines, que no son más que una mezcla líquido-pastosa de defecaciones, aguas de lavado y restos de pienso.
La concentración de contaminantes de los purines depende del tamaño de la granja, puesto que las explotaciones más grandes hacen un uso más intensivo del agua. En general, la carga contaminante presenta una elevada variabilidad, ya que depende del proceso productivo (maternidad, destete, lechones, engorde, etc.), de la alimentación, de la edad de los animales, etc. Estos factores hacen que sea imprescindible una correcta caracterización de los efluentes.
Tratamientos y aplicaciones de los purines
Existen diferentes alternativas de gestión de los purines, desde lo más sencillo (y a menudo inviable) hasta lo más eficiente y competitivo, para ello se emplean distintas tecnologías entre las que destacan la ultrafiltración, tratamientos biológicos, tratamiento físico químico, o la evaporación.
A continuación, una breve descripción de las diferentes alternativas existentes:
Aplicación agrícola directa
Esta solución sólo es viable cuando el balance entre agricultura y ganadería es equilibrado.
Cuando la explotación ganadera es industrial, la generación de residuos es muy elevada en proporción a la extensión de suelo disponible, ya que la normativa fija la cantidad máxima de purines que se pueden dosificar al suelo, por unidad de superficie y año.
Secado térmico directo
Aunque es una opción técnicamente eficaz, conlleva elevados costes de operación. Hasta la actualidad era la opción habitual en España, puesto que las bonificaciones a la cogeneración hacían viable económicamente quemar gas natural para secar los residuos y producir energía eléctrica.
Con la reforma del sector eléctrico no es viable económicamente quemar gas natural para secar residuos.
Compostaje
La fracción sólida de los purines, mezclada con fibra de coco y turba, puede ser compostada. El compost obtenido puede ser utilizado en la restauración ecológica y paisajística de suelos degradados por el pastoreo, la agricultura, la recolección de leña, etc. en los que se ha reducido considerablemente el contenido en materia orgánica y, por tanto, su fertilidad.
No obstante, sólo es una salida a la fracción sólida y, aunque la calidad del compost es buena, el sobrecoste que tiene esta alternativa en relación con otras sólo es justificable desde el punto de vista de los beneficios ambientales.
Tratamiento biológico aerobio + tratamiento fisicoquímico
Los purines tienen una relación DBO5/DQO entre 0,2 y 0,4 y un elevado contenido de nitrógeno en relación al carbono. Estos dos factores hacen que, aunque puedan ser tratados mediante un proceso biológico aerobio con eliminación de nutrientes, los resultados mejoran drásticamente si se combina el proceso aerobio con un sistema fisicoquímico.
A pesar de que esta opción es eficaz técnicamente, no es la más competitiva económicamente ni la más sencilla en cuanto a explotación se refiere.
Biometanización y evaporación del digestato
Esta alternativa es la más interesante en cuanto a sostenibilidad tanto económica como ambiental.
El contenido de materia orgánica de los purines no es muy elevado, pero si se mezclan con residuos orgánicos de origen vegetal o cualquier otro residuo que contenga materia carbonosa, se pueden someter a un proceso de digestión anaerobia o biometanización.
Como resultado se obtiene:
- Una fracción sólida (fango digerido), estabilizado e higienizado, el cual puede ser utilizado directamente como abono en agricultura.
- Una fracción líquida, el digestato, que mediante un proceso de evaporación al vacío puede ser concentrado, obteniendo por un lado agua, y por el otro lado, un residuo concentrado que puede ser valorizado como fertilizante.
- Una fracción gaseosa, biogás, que puede ser utilizado como combustible en un proceso de cogeneración, en el cual se transforma en energía térmica y en energía eléctrica.
La energía térmica se puede aprovechar tanto para mantener el digestor anaerobio operando a la temperatura óptima (36-38 ºC), como para satisfacer los requerimientos de calor del evaporador al vacío que trata el digestato. La energía eléctrica puede ser auto consumida tanto en la explotación ganadera como en la planta de tratamiento de purines, reduciendo los costes de explotación de la actividad.
Así pues, las granjas industriales dedicadas al ganado porcino tienen un problema de desequilibrio entre el volumen de purines generado y la extensión de suelo disponible para asimilarlo. La exigente normativa obliga a que los purines generados sean gestionados respetuosamente con el medio ambiente y para el equilibrio financiero de la actividad, el sistema de tratamiento debe ser competitivo económicamente.
De las diferentes alternativas de gestión existentes, la más competitiva económicamente, así como respetuosa con el medio ambiente es el tratamiento de los purines mediante un proceso de biometanización. Como resultados finales se obtiene un sólido utilizable como abono para agricultura, un residuo líquido que puede ser revalorizado como fertilizante, agua y energía que se utiliza en reducir los costes de explotación de la actividad en su globalidad.
