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Cómo convertir el estiércol en productos valiosos


El estiércol ya no se ve como un flujo de desechos, sino como una valiosa materia prima. Se están desarrollando cada vez más tecnologías para convertir el estiércol en valiosos nutrientes orgánicos e inorgánicos para la agricultura. 




Esto está ayudando a cerrar los ciclos de nutrientes agrícolas a nivel regional, asegura un uso óptimo de los nutrientes disponibles y minimiza las pérdidas dañinas al medio ambiente. Oscar Schoumans, investigador de Wageningen University & Research, es un experto en este campo.

El estiércol animal contiene muchos nutrientes como el fosfato y el nitrógeno que juegan un papel importante en la fertilidad del suelo y el crecimiento de las plantas. Sin embargo, el gran número de animales que se crían en los Países Bajos en un área relativamente pequeña ha dado lugar a un excedente de minerales: se producen más fosfatos y nitrógeno de los que pueden introducirse en el suelo sin contaminar el suelo y las aguas superficiales. Además, el sector produce demasiado amoníaco y gases de efecto invernadero que se liberan al aire.

Una forma de hacerlo es reemplazar los fertilizantes artificiales con productos alternativos. Según el experto en fertilizantes y medio ambiente Oscar Schoumans de la Universidad e Investigación de Wageningen, estos nutrientes excedentes deben recuperarse del estiércol animal para cerrar el ciclo de nutrientes. El excedente de estiércol / fosfato deberá eliminarse del ciclo de nutrientes agrícolas holandés y utilizarse en otros lugares. Los sistemas de agricultura circular se enfocan en procesar los flujos de biomasa residual en productos que se pueden utilizar en la región. Oscar Schoumans, investigador senior de procesamiento y valorización de estiércol

Actualmente, la orina y las heces del ganado de interior generalmente se combinan como purines y se utilizan en la propia tierra del agricultor. Cuando hay un excedente de este purín, se exporta directamente al exterior o se vende a un procesador de purines que lo separa en una fracción líquida y una sólida. “El estiércol orgánico espeso, rico en fosfato, a menudo se exporta a países vecinos, a veces después de secarlo y procesarlo en gránulos”, dice Schoumans. “Esto significa que un porcentaje de la materia orgánica y el nitrógeno también se pierde en el exterior. Además, el transporte de estos productos voluminosos cuesta mucha energía, produce altas emisiones de CO₂ y es caro para los agricultores y procesadores de estiércol ”.

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La agricultura circular se centra en la recuperación de los nutrientes del estiércol y la producción de productos fertilizantes que se pueden utilizar en la región sin dañar el medio ambiente. Por ejemplo, el exceso de fosfato se puede eliminar y vender por separado como materia prima a la industria de fertilizantes, mientras que el nitrógeno también se puede extraer y convertir en un sustituto de fertilizante que se puede aplicar además de la cuota permitida por la norma de aplicación de nitrógeno para estiércol animal. «Las mejoras en una serie de tecnologías en las últimas décadas están haciendo que esto sea más fácil de lograr».

Recuperación de nutrientes

Schoumans y sus colegas de la Universidad e Investigación de Wageningen tienen como objetivo desarrollar productos que sean adecuados para fertilizar cultivos agrícolas y puedan reemplazar los fertilizantes artificiales cuando sea posible. “Diez proyectos piloto en el campo de la recuperación de nitrógeno y potasio a partir de la fracción líquida del estiércol de cerdo ya han avanzado mucho. Con la ayuda de la tecnología de membranas (ósmosis inversa), el agua limpia se separa del estiércol y se puede descargar de manera segura, dejándonos con un concentrado mineral rico en nitrógeno y potasio ”.

Según Schoumans, procesar la fracción líquida más o menos duplica la concentración de minerales. El siguiente paso es aliviar la legislación y las regulaciones restrictivas. “La Unión Europea ha permitido que estos proyectos piloto utilicen el concentrado mineral como un sustituto de fertilizante nitrogenado, pero esto todavía no está permitido bajo la Directiva Europea de Nitratos. Esta directiva estipula que todos los productos nitrogenados del estiércol animal deben tratarse como nitrógeno en forma de estiércol ”. Los concentrados minerales extraídos del estiércol animal se pueden convertir en productos fertilizantes para reemplazar el fertilizante nitrogenado. Oscar Schoumans, investigador senior de procesamiento y valorización de estiércol

Hay varias iniciativas europeas para cambiar estos criterios para los productos nitrogenados del estiércol animal, señala Schoumans. «Si la Comisión Europea adopta los criterios propuestos de RENURE (nitrógeno recuperado del estiércol), estos productos probablemente serán aprobados como fertilizantes en el futuro». Esto conducirá a un reemplazo completo de los fertilizantes artificiales.

Otro método es el decapado con nitrógeno. Se aumenta la temperatura y / o el valor de pH de la fracción líquida, produciendo un vapor rico en amoniaco que pasa a través de una solución ácida y fija así el amoniaco como amonio nuevamente. Más recientemente, se han utilizado membranas que solo permiten el paso de gases, pero estas solo funcionan si primero se han capturado casi todas las partículas de la fracción líquida.

Ambos métodos para eliminar el amonio de la fracción líquida dan como resultado una solución de amonio puro como el sulfato de amonio o el nitrato de amonio. Para los agricultores, estos productos son tan buenos como el sulfato de amonio y el nitrato de amonio producidos por la industria de fertilizantes. Cuanto más puros sean estos productos nitrogenados, mejor se podrá calcular su valor nutricional y se revelarán más oportunidades para utilizarlos como sustitutos de los fertilizantes.

Emisiones de nitrógeno

Además de su valor nutricional, para proteger nuestra agua potable es importante evitar que los nitratos se filtren del suelo al agua subterránea. «Hemos encontrado una lixiviación ligeramente menor de nitratos de los concentrados minerales que de la lechada y los fertilizantes artificiales».

Los investigadores también midieron las emisiones de amoníaco y óxido nitroso (gas de la risa) al aire a partir del concentrado mineral. Las emisiones eran elevadas cuando el concentrado se pulverizaba justo por encima de la superficie, pero cuando se introducía en el suelo, por ejemplo con máquinas agrícolas que colocaban tiras estrechas del concentrado en el suelo, una gran parte de las emisiones de amoniaco y dióxido de nitrógeno al suelo eran elevadas. el aire se puede prevenir. “Si estos productos se aplican de manera que se reduzcan estas emisiones, pueden competir con los fertilizantes artificiales en términos de su huella ambiental”, dice Schoumans.

Eliminación de fosfato

Además de procesar la fracción líquida del estiércol animal, también se están desarrollando tecnologías para eliminar el fosfato de la fracción sólida. La empresa Groot-Zevert Vergisting de Beltrum, en la región de Achterhoek, cooperó con la Universidad e Investigación de Wageningen y la comunidad empresarial en el desarrollo de Groene Mineralen Centrale (Planta Mineral Verde). Esta instalación no solo produce concentrado mineral a partir de la fracción líquida, sino que también extrae fosfato de la fracción sólida utilizando una nueva tecnología. “La materia orgánica que queda es baja en fosfato y se vende como un producto llamado ‘Mejorador de suelo eficaz y ecológico’. El concentrado mineral se utiliza para producir ‘abono de campo verde’ mezclándolo con otros productos nitrogenados, algunos de los cuales se recuperan de otros flujos ”, dice Schoumans. Un subproducto de la recuperación de fosfato del estiércol animal es la materia orgánica que puede utilizarse como un mejorador natural eficaz del suelo. Oscar Schoumans, investigador senior de procesamiento y valorización de estiércol

Green Field Abure se está aplicando a nivel regional en una colaboración piloto llamada ‘Achterhoek sin fertilizantes’ que se lanzó en 2018 e involucra a LTO Noord (una organización de agricultores), Wageningen University & Research y otras partes interesadas. El excedente de fosfato que se extrae del estiércol animal como mineral de fosfato es utilizado por la industria de fertilizantes o las regiones con déficit de fosfato.

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“Esta alternativa de fertilización nitrogenada reemplaza los fertilizantes artificiales utilizados en la región y al mismo tiempo retiene la materia orgánica y los minerales del abono en beneficio de la calidad del suelo”, explica Schoumans. «El resultado es un ciclo de nutrientes lo más cerrado posible». El proceso de fermentación en la Planta de Energía Mineral Verde produce energía en forma de biogás, electricidad y calor. La Planta de Mineral Verde se está evaluando como parte del programa Horizon2020, un importante proyecto de investigación europeo. La fermentación de estiércol animal produce energía en forma de biogás, electricidad y calor. Oscar Schoumans, investigador senior de procesamiento y valorización de estiércol

En el proyecto piloto Ecoson en Son, en Noord-Brabant, se utiliza estiércol de cerdo de unas 70 granjas de cerdos para producir gránulos de biofosfato para exportar a regiones agrícolas de Europa con déficit de fosfato. Además, el proyecto produce anualmente 2.500.000 m 3 de gas verde que se suministra a la red de distribución de gas en la región de Eindhoven. Esto es suficiente para el consumo anual de 1.700 hogares y da como resultado una reducción de CO of de aproximadamente 4.500 toneladas por año.

El estiércol de aves de corral también es adecuado para generar energía verde mediante la incineración, dice Schoumans. Actualmente, esto lo está haciendo la empresa BMC en Moerdijk, también en Noord-Brabant, donde se procesa el estiércol de cuatrocientos avicultores holandeses. La fracción orgánica del estiércol de aves de corral se quema completamente y los gases de combustión se purifican. Desafortunadamente, el nitrógeno producido se libera nuevamente al aire, comenta Schoumans. Después de la incineración, queda un pequeño volumen de ceniza que es rico en nutrientes potasio y fósforo y es apto para la exportación como fertilizante o para su posterior procesamiento en combinación con otros productos.La agricultura circular es una forma de agricultura donde el proceso de producción es parte de un sistema ecológico. Se centra menos en maximizar la producción y más en reducir los insumos del exterior, reutilizar los flujos residuales y utilizar la biodiversidad para aumentar la producción de alimentos. Supondrá una transición de gran alcance para los agricultores y para la sociedad en su conjunto, que deben estar dispuestos a pagar más por los productos agrícolas.Esta entrevista apareció anteriormente en la publicación holandesa Kringlooplandbouw (‘Agricultura circular’) bajo el título Mest (‘Estiércol’). En esta publicación, investigadores y agricultores comparten sus conocimientos y experiencias sobre la transición hacia un sector agrícola más sostenible y circular.




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