El exceso de concentración porcina en diferentes puntos de España, debido en años anteriores a la falta de regulación por parte de la administración, está acarreando un gran problema medioambiental, de compleja solución, por los intereses creados entorno al mismo. Los residuos en general se están convirtiendo en uno de los principales problemas por presiones sociales, administrativas, y sobre todo por el deterioro del medioambiente, los industriales son conscientes de las negativas consecuencias que el vertido de los mismos produce.
La evolución en los últimos años de las explotaciones ganaderas intensivas, fundamentalmente de cerdos, esta orientada hacia unidades con gran número de animales, sin terreno que permita absorber la gran cantidad de residuos, lo que esta planteando serios problemas en el manejo de los mismos.
La Legislación y controles cada vez más rígidos, obligan tanto a los ganaderos, Administración y casas comerciales a intentar dar una solución más viable a un problema de tan graves repercusiones medio ambientales, siendo orientada a 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, o bien, para ponerlo en mejores condiciones para su posterior depuración, con la posibilidad de reutilización del agua, un bien cada vez más escaso.
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, con un alto poder contaminante hacia los suelos, aguas, y aire.
El empleo que se está dando en la actualidad a estos residuos, es aportarlos al campo como abono, pero ante la gran concentración de granjas, y la necesidad de estas de deshacerse del purín la aportación es excesiva, contaminando suelos, aguas, y emitiendo a la atmósfera gran cantidad de gases generados.
El contenido de estos elementos es variable en función del agua, piensos, clima, donde se producen, con todo esto podemos considerar los siguientes parámetros medios dentro de la geografía Española.
Los principales elementos que definen el (purín) son: Materia Orgánica M.O.. Nitrógeno N. Fósforo P. Potasio K. Cobre Cu.
La riqueza de la materia orgánica, y elementos fertilizantes, dan un valor nada despreciable, en el uso agrícola, por su ahorro de abonos químicos, una buena transformación y una correcta utilización, se convierte en un abono o enmienda orgánica de primera calidad.
Por otra parte si la materia orgánica llega a las masas de agua superficiales, o freáticas por escorrentía, por vertido inadecuado, el efecto inmediato es una perdida de oxigeno disuelto y el inicio del proceso de eutrofización con la consiguiente contaminación de las mismas.
El aporte de residuos orgánicos sin compostar produce un incremento de nitrógeno en los suelos que lo reciben, este nitrógeno si se esparce en el campo sin haberse transformado anteriormente, sufre un proceso de mineralización bastante lento, por lo que solo una parte va ha ser utilizable de manera inmediata y el resto al cabo de bastante tiempo (puede llegar a superar el año)
De esta manera no todo el nitrógeno aportado en los suelos es extraíble por los cultivos. Importantes cantidades quedan en los suelos, las cuales en unos casos serán arrastradas por infiltraciones y en otros quedarán en los mismos para su posterior nitrificación.
También los residuos en condiciones anaerobias incontroladas, producen gases provocadores de malos olores que en ocasiones llegan a ser peligrosos. Los gases más importantes son el Sulfuro de hidrógeno SH2 y el Amoníaco NH4 que afectan fundamentalmente a tejidos húmedos y vías respiratorias.
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE ESTIÉRCOL Y PURINES
(en Kg/Tn PARA LOS ELEMENTOS MAYORES Y EN grs/Tn PARA LOS OLIGOELEMENTOS)
TIPO DE ANIMAL
PARÁMETROS BOVINO (1)
(ESTIÉRCOL) PORCINO (2)
PURÍN
MATERIA SECA 200
70
MATERIA ORGÁNICA TOTAL 150
40
NITRÓGENO
-TOTAL
-AMONIACAL
5
0,75
5
3,5
ANHÍDRIDO FOSFÓRICO 3 4
POTASA 6 3
OXIDO CÁLCICO 4 3
OXIDO MAGNESICO 2 1
OLIGOELEMENTOS:
-MANGANESO
-ZINC
-COBRE
40
–
2
10
15
8
OBSERVACIONES SEGÚN ANTIGUOS
ANÁLISIS
JOUIS (1.957) OLIGOELEMENTOS
SEGÚN
COPPENET (1974)
-Las cifras de cada casilla se proponen como media para los cálculos.
El peso específico del purín de porcino varía entre 1,01 y 1,03 Kg/l.
En ausencia de datos precisos se utilizan dados medios estadísticos obtenidos de tablas como la anterior, efectuando balances entre la composición media, un purín estándar.
SOLUCIÓN AL PROBLEMA
Se quiere presentar a los ganaderos una alternativa eficaz para el problema de la industria y tratamiento integral de las granjas de cría y engorde.
Para la presentación, entraremos a tratar en detalle los problemas que surgen, en cuanto al almacenaje, manejo, y esparcimiento en el campo de los purines, que en gran cantidad producen las instalaciones, la emisión de fuertes olores y gases insalubres, al saneamiento y limpieza de las instalaciones, en las posibilidades de depuración de los residuos y a la positiva incidencia del sistema que proponemos en la extensión de los residuos sólidos como abono, y el agua para riego.
El proyecto se basa en su eficacia, en el avance de ir contrastando y desarrollando diferentes sistemas, esto ha llevado varios años se propone una alternativa eficaz, específica y acorde con la protección del medio ambiente como es la separación controlada de los purines.
Una solución orientada a los problemas planteados por los purines, (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, con la posibilidad de reutilización del agua, un bien cada vez más escaso.
Sistemas desarrollados hasta ahora:
1. Biológico
2. Físico Químico
3. Evaporación a través del calor procedente de la cogeneración
4. Digestión anaerobia en ausencia de aire
5. Físico
Debemos de partir que las materias disueltas del purín son complejas y de difícil transformación en otras que no puedan ser tan contaminantes.
1. Por lo que un biológico puede llegar a transformar parte de este purín, pero quedan componentes disueltos sin minimizar o transformar su carga, que siguen en el mismo estado contaminante, otra particularidad que tienen es que si no hay temperatura, el biológico no trabaja, por lo tanto no funciona.
2. El tratamiento físico químico de los purines tiene menos efectividad, con peores resultados que el biológico, ya que las reacciones de los productos químicos con el purín en muchos de los casos con desprendimiento de gases, desencadenando y transformando los componentes en otros más complejos haciendo más difícil el tratamiento y depuración. Por eso en los tratamientos del purín, se deben de utilizar lo menos posible o bien muy específico el producto químico, con el fin de evitar dichas reacciones.
3. Evaporación a través de calor procedente de la cogeneración, indudablemente si se controlan todos los componentes, incluso los gases desprendidos en el proceso, puede llegar a ser un buen sistema, no obstante tiene la particularidad, de que para realizar este proceso debemos de consumir hidrocarburos, que los kw exportados y el combustible consumido sea subvencionado para que este proceso sea rentable, sin tener en cuenta que se está consumiendo combustible para destruir otro, ya que el purín tiene una parte importante de Biogás, el cual si se extrae puede ser fuente importante de combustible para la cogeneración, el problema es que aún teniendo el combustible gratis ya no sería rentable, puesto que la cantidad de biogás producida no seria suficiente para amortizar la inversión, si no simplemente para mantener la temperatura de los digestores.
4. Digestión anaerobia para la metanización del purín La energía suministrada por el combustible en el motor se puede distribuir por 3 caminos, el primero que nos da la eficiencia eléctrica del motor se convierte en trabajo eléctrico de salida por el alternador kw. Los restantes tres caminos se reparten el aprovechamiento de la energía que queda del combustible, el cual nos da energía térmica, en su mayor parte aprovechable, obteniendo la eficiencia térmica del motor. Estos caminos son el agua de refrigeración del motor, el siguiente camino en importancia es la recuperación del calor de los gases de escape, mediante intercambio de calor. Se denomina proceso de digestión, a la transformación de la materia orgánica compleja en otros compuestos más simples y de mejor asimilación por los distintos microorganismos presentes en el medio del reactor, así como útiles o aprovechables desde el punto de vista práctico.
Principalmente el proceso de digestión anaerobia consiste en la degradación por microorganismos y en ausencia de oxígeno (molecular) de la materia de acuerdo con la siguiente reacción general:
materia orgánica + microorganismos + nutrientes productos finales +
energía + microorganismos nuevos
Indudablemente estos sistemas pueden ser muy válidos, pero partimos que el purín bruto tiene mucha agua, por lo que en volumen resta equivalencia en biogás, para eso seria conveniente extraerle el máximo de agua posible, y posteriormente mezclar materias orgánicas de diferentes procedencia, como pueden ser residuos sólidos urbanos, lodos de depuradoras, y también ahora que está de moda sería bueno el meter las vacas locas para su metanización y destrucción controlada, lo cual de toda la vida en las zonas rurales no había nada más que el montón de basura del ganado y ahí iban a parar los que no eran enterrados, todos estos desechos para su descomposición, y una vez transformados eran esparcidos al campo antes de la siembra.
5. Tratamiento Físico, si queremos extraer y eliminar de forma controlada los componentes del purín se debe de hacer en su estado y de forma física, obteniendo los siguientes resultados.
1. Sólidos
Para compost dejándoles en un estado paleable y manejable, de fácil aplicación al campo en su época determinada, también se deja en estado que puede ser rentable el transportarlo a varios Kms. Para aportarlo a las tierras con déficit de materia orgánica.
2. Liquido
a. Agua limpia para riego, vertido, reutilizar, etc.
b. Concentrado líquido compuesto
c. Concentrado líquido estéril, y buena base como abono líquido.
El punto 1 y el punto 2b, por su composición pueden ser un producto atractivo para ser procesado en una digestión anaerobia y extraerle el metano, aprovechando un combustible natural hasta ahora poco contemplado, de esta forma se puede hacer cogeneración de forma natural, sin necesidad de quemar hidrocarburos, obteniendo al final un compost de alta calidad
Por lo tanto aplicando estos sistemas se consigue separar físicamente de forma que podemos obtener:
Sólidos
Agua para riego o vertido
Concentrado líquido de fácil aplicación en la fertirrigación, pudiéndose llegar a concentrar el líquido del purín con todos los microorganismos beneficiosos, y sales disueltas hasta el 95%, obteniendo valores de concentrado superiores al 25%, de los componentes iniciales.
Todas estas tecnologías están en la actualidad desarrolladas, y lo más importante es que existe una solución medioambiental y modulable.
Agricultura, ganadería y maquinaria agrícola