Retos y oportunidades de la producción de biogás

Cada vez son más los ganaderos que apuestan por valorizar sus purines y obtener un rendimiento de ellos. Una de las opciones para obtener beneficio de estos residuos ganaderos es la producción de biogás, un proceso que, además de ofrecer un retorno económico, presenta otros beneficios como la reducción de emisiones a la atmósfera. Hablamos con Xavier Flotats, profesor emérito de la Universitat Politécnica de Catalunya (UPC) y experto en biogás, quien nos explica el proceso de digestión anaerobia para obtener biogás, sus ventajas y su grado de implantación a nivel nacional, entre otras cuestiones.

¿Puede explicar, a grandes rasgos, en qué consiste el proceso de digestión anaerobia?
El biogás se produce de forma natural en las propias balsas de purines. Es un proceso biológico en el cual las bacterias anaerobias, en ausencia de oxígeno, descomponen la materia orgánica y, como resultado de las reacciones que producen, se desprende el biogás. Este proceso natural lo podemos controlar con digestores anaerobios, que lo que hacen es mantener el purín en su interior, durante un período de unos 20-30 días, a una temperatura constante de 35-37 ºC, con un grado de agitación y homogeneización para que la sedimentación de las partículas no cree un problema mecánico. Durante su paso por los digestores, se obtiene el biogás.

¿Qué tecnologías existen actualmente para llevar a cabo la digestión anaerobia de purines de porcino?
Si únicamente nos referimos a los purines, la tecnología más adecuada son los digestores de mezcla completa, que es la que he explicado anteriormente. A partir de aquí hay variantes. Por un lado, están los digestores rurales, que se basan en aprovechar una balsa donde ya tengamos un sistema de agitación, y cubrirla herméticamente con un material impermeable para que el gas que se produce de forma natural no se escape a la atmósfera. En este caso, no podemos controlar el proceso porque la temperatura que necesitan las bacterias tal vez la podamos tener en verano, pero no durante el invierno. Por otra parte, existe otra tecnología más sofisticada, el digestor industrial. Se trata de un cilindro con una cubierta de goma donde se va a acumular el gas producido. Su tamaño y su sofisticación puede variar en función de si únicamente es para una granja o si es colectivo.

¿Qué modelo le parece mejor en términos de viabilidad económica y sostenibilidad medioambiental, las grandes plantas centralizadas donde se procesen también residuos de origen no agrícola, o bien las plantas pequeñas a nivel de granja donde solo se procese purín y productos de origen agrario?
En una zona excedentaria de nutrientes, por ejemplo, la comarca del Segrià (Lleida), lo mejor es que grupos de ganaderos promuevan una planta colectiva que pueda generar ingresos con el biogás que produzca, y así poder invertir en tecnología de tratamiento del digerido para generar productos que sean exportables fuera de la zona de aplicación del plan de gestión. Por el contrario, en una granja aislada, transportar el purín a una planta colectiva puede suponer un gran coste. Entonces, si no existe un problema de excedente de nutrientes, se puede hacer una planta de biogás en la propia granja, donde también tratar otros subproductos agrícolas limpios (no contaminados). Si existe un problema de excedentes a nivel individual, lo más práctico es poner un separador sólido-líquido y separar los purines a la mayor brevedad posible. Posteriormente, la fracción sólida se puede transportar a una planta colectiva, pero para que esto tenga interés debe haber mucha materia orgánica en esa fracción sólida. En todos los casos, la viabilidad económica dependerá del tamaño de la planta y la producción específica de gas, ya que cuanto mayor es la instalación, menor es el coste unitario y más favorable es su retorno económico.

El futuro pasa por un cambio en el manejo de los purines. Foto. Rotecna.

¿Cuáles son las principales ventajas de la producción de biogás para los ganaderos y el medio ambiente?
Por un lado, el biogás puede cubrir parte de la demanda de gasoil o electricidad de una granja, e incluso generar ingresos si el biogás producido se vende a terceros. Es decir, puede suponer un retorno económico a nivel de granja, aunque en muchos casos, el beneficio no es vender ese biogás, sino cubrir la demanda propia de electricidad. Se calcula que el retorno de la inversión de la planta es de unos siete años aunque, con la subida reciente de precios, este retorno en algunos casos se ha reducido a cuatro años. Sin embargo, la ventaja más importante es la reducción de emisiones, de gases de efecto invernadero y de amoníaco. El metano que se emite en una balsa de purín tiene un efecto invernadero 25 veces superior al CO2. El amoníaco no tiene un efecto invernadero directo, pero produce lluvia ácida. Cuando una fracción de este amoníaco entra en la atmósfera se oxida y se convierte en óxido nitroso, que sí tiene efecto invernadero. Al cubrir las balsas y producir el biogás, conseguimos reducir estas emisiones.

¿Cuál es el grado de desarrollo nacional en cuanto a la producción de biogás?
Nuestro grado de implantación es excesivamente bajo. A nivel de la Unión Europea, la producción de biogás per cápita nos pone terceros por la cola, solo por delante de Rumanía y Malta. Actualmente, en España hay alrededor de unas 240 plantas de biogás, mientras que en toda Europa existen unas 20.000. Según datos de Eurostat del año 2021, nuestra producción de biogás se sitúa en 80 kWh por habitante y año. La cifra está muy lejos de la de países como Dinamarca, donde en 2021 se produjeron 1.246 kWh/habitante/año, o Alemania, con 1.069. Luego está el caso de Francia, que es uno de los países que en los últimos años está teniendo más crecimiento. Actualmente su producción de biogás se sitúa en los 241 kWh/habitante/año, aunque su potencial de crecimiento es enorme, ya que desde el gobierno francés se están desarrollando políticas que promueven la producción de biogás. Las razones por las que a nivel nacional el grado de implantación aún es bajo pueden ser la falta de incentivos y de concienciación sobre el potencial de esta tecnología y sus beneficios, además de la carencia de políticas integradas y coordinadas en ejes como la lucha contra el cambio climático, la autosuficiencia energética, la gestión de residuos y el desarrollo rural.

¿Qué papel desempeña el biogás en el tratamiento de las deyecciones ganaderas?
La digestión anaerobia es la tecnología clave de cualquier estrategia sostenible de tratamiento de deyecciones. Hasta que no empezamos a hablar de los efectos de los gases de efecto invernadero, lo que más afectaba a nuestras decisiones era la normativa de nitratos. Ahora que tenemos una visión mucho más global, y que además de controlar los nitratos en las aguas también prestamos atención a las emisiones de amoníaco y metano a la atmósfera, la digestión anaerobia tiene un papel extraordinario, ya que convierte la materia orgánica fácilmente biodegradable en un gas combustible que se puede aprovechar energéticamente, lo que supone la sustitución de un combustible fósil y un ahorro de dinero. Además, evita la contaminación atmosférica producida por los purines.

¿Cómo afecta el proceso de digestión anaerobia al valor fertilizante del purín digerido?
Lo que hace la digestión anaerobia es mineralizar los purines. Esta mineralización permite que procesos combinados funcionen mejor. Por ejemplo, si queremos recuperar el amoníaco en forma de sulfato amónico o en forma de nitrato amónico para sustituir un fertilizante mineral, y el purín tiene mucha materia orgánica, esta se escapa con el amoníaco, contaminando el producto obtenido. En cambio, si aplicamos la digestión anaerobia, al haber mineralizado la materia orgánica podemos llegar a obtener cristales de sal amoniacal prácticamente limpios de materia orgánica y sin olores. Entonces, podemos decir que, tras la digestión anaerobia, obtenemos un fertilizante más limpio, más inocuo, más mineralizado y con mayor grado de asimilación.

¿Qué otros tratamientos de valorización de purines pueden complementarse con la digestión anaerobia?
Aparte del proceso de stripping y absorción para obtener sales amoniacales, tenemos la precipitación de estruvita, una sal de fósforo y amonio. También están los sistemas de filtración y ósmosis inversa que permiten conseguir un concentrado y un agua limpia. Por otra parte, están los procesos térmicos de concentración mediante evaporación al vacío, que permiten recuperar el agua evaporada y obtener un producto concentrado, que podamos secar y convertir finalmente en pellet. Todos estos procesos funcionan mucho mejor y dan mejores resultados si se combinan con la digestión anaerobia.  

La separación debe hacerse a la mayor brevedad posible para mantener en la fracción sólida la mayor cantidad posible de nutrientes. Foto: Rotecna.

¿Qué papel tienen los separadores sólido-líquido en este proceso?
Antes del proceso de producción del biogás, los separadores mecánicos desempeñan un papel muy importante, ya que, deben hacer la separación a la mayor brevedad posible a fin de mantener en la fracción sólida la mayor cantidad posible de nutrientes y materia orgánica del purín, para transportar a una planta centralizada. Luego, tras la producción del biogás, si se quiere aplicar otro proceso para la obtención de algún subproducto como, por ejemplo, las sales amoniacales, o realizar una ósmosis inversa, el uso de un sistema fisicoquímico también puede resultar muy útil e interesante, sobre todo en plantas colectivas. 

¿Qué retos existen en cuanto a la producción de biogás?
Es muy importante que los ganaderos crean en ello, que sepan que pueden producir energía y que la pueden aprovechar en su propio beneficio. Sin embargo, existe un segundo factor todavía más importante relativo a la emisión de gases de efecto invernadero. En la balsa de los purines se está emitiendo amoníaco y metano a la atmósfera. Si hacemos la digestión anaerobia a la mayor brevedad, no dejamos que los purines se descompongan en la balsa. Así evitamos emisiones de amoníaco y la salida a la atmósfera del metano, que podemos aprovechar a nuestro favor en forma de energía. Pero si no se valoran los purines como un recurso, y no se conciencia sobre la importancia de cubrir rápidamente las balsas, podemos tener una barrera. Por otra parte, es muy importante que los purines se retiren de las fosas de la nave a la mayor brevedad posible, y esto debería ser cada día. De esta manera, además de obtener muchos beneficios sanitarios para los animales, no perdemos el potencial de producción del biogás. Hacer una planta de biogás sin modificar el manejo de los purines puede llegar a ser muy improductivo. En resumen, los retos son creérselo, querer reducir las emisiones y retirar los purines de las naves lo antes posible. Estoy firmemente convencido de que cuando llegue el etiquetado ambiental de la carne, que llegará, quien no haya resuelto estos retos ambientales desaparecerá del mercado.

¿Cómo será en un futuro el tratamiento y gestión de los purines?
Creo que el futuro debe pasar por un cambio en el manejo de los purines en las granjas. Por ejemplo, si durante un engorde tenemos los purines almacenados bajo el slat, no hay futuro. Sin ir más lejos, un separador que trate un purín joven funcionará mucho mejor que uno que trate purines que han estado más tiempo en la nave o en la balsa. Por tanto, el primer paso importante que debemos dar es retirar los purines inmediatamente, como mucho en 24 horas. Luego, tengamos unas instalaciones más grandes o pequeñas, debemos contar con una balsa cubierta o un digestor, un sistema que evite que los gases se vayan a la atmósfera y que el amoníaco se escape, para así tener un producto con un mayor valor fertilizante para su uso agrícola.