EE.UU. - Sistema de extracción de fósforo de estiércol

MAPHEX, el nombre abreviado de un sistema móvil que elimina el fósforo del estiércol, está más cerca de ofrecer a los productores de lácteos una mayor flexibilidad sobre dónde, cuándo y cómo usan el nutriente para fertilizar los cultivos.

El sistema de extracción de fósforo de estiércol es la invención de un equipo de científicos dirigido por Clinton Church , con la Unidad de Investigación de Sistemas de Pastura y Manejo de Cuencas del Servicio de Investigación Agrícola ( ARS ) , y Alex Hristov en el Departamento de Ciencias Animales de la Universidad Estatal de Pensilvania (PSU). Ambos están en University Park, Pennsylvania.

^{Sarah Fishel, científica de soporte del ARS, ajusta la velocidad de la centrífuga del sistema MAPHEX sobre un remolque de plataforma que aloja la prensa de barrena, la centrífuga, el tanque de almacenamiento y el tanque de mezcla. (Denny Bookhamer, D4058-1)}

Según Church, un químico ambiental, el sistema fue diseñado para eliminar el fósforo del estiércol líquido y concentrarlo en una forma seca que sea más fácil de transportar, por ejemplo, a campos fuera del sitio, donde puede extenderse a los cultivos que lo necesitan.

Tal como está ahora, el gran volumen de estiércol que generan los rebaños de una granja lechera puede hacer que transportar los desechos sea poco práctico o demasiado costoso. Y solo una gran cantidad puede extenderse a los cultivos en el sitio antes de que el exceso de fósforo comience a fluir hacia lagos, ríos u otros cuerpos de agua, lo que pone en peligro la calidad del agua y la vida acuática. De hecho, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos estima que la escorrentía de fósforo de las aplicaciones terrestres de estiércol representa alrededor del 66 por ciento de las condiciones de agua deterioradas en los lagos y ríos del país.

Consciente de las limitaciones ambientales y económicas, el equipo diseñó MAPHEX para operar sobre un remolque de plataforma que se puede conducir directamente a donde se necesita, es decir, las lagunas o tanques de almacenamiento donde las granjas lecheras almacenan estiércol líquido.

El sistema, en el que ARS y PSU comparten una patente conjunta, funciona en tres etapas para filtrar partículas de fibra cada vez más pequeñas y otras materias sólidas que contienen fósforo del estiércol. El agua restante, que contiene nitrógeno, se puede recuperar y aplicar a los cultivos.

Los resultados de los experimentos de campo y las pruebas de demostración de 2017 en 4 granjas lecheras con entre 90 y 5.500 vacas indican que MAPHEX puede eliminar más del 90 por ciento de fósforo de 250 galones en aproximadamente 10 minutos.

^{Encima de un remolque de plataforma plana se encuentra la unidad Autovac, el tercer paso en el sistema MAPHEX. (Iglesia Clinton, D4059-1)}

Según lo imaginan los investigadores, el sistema podría dar servicio a 10 pequeñas granjas lecheras (alrededor de 100 vacas) en una base rotativa de 10 días, tal vez a través de una empresa de costos compartidos como una cooperativa, o instalarse permanentemente en una gran granja única Más de 2,000 vacas) las 24 horas.

Durante las pruebas de 2017, los costos operativos de MAPHEX fueron de aproximadamente $ 750 por día, gran parte de eso relacionado con el costo de $ 550 por usar la tierra de diatomeas (DE) como material de filtrado. Pero las mejoras recientes podrían reducir el costo a alrededor de $ 125 por día. Una mejora es un método para reciclar DE que obtiene otros tres ciclos de uso del material antes de que deba ser reemplazado.

^{Esto fue purín de estiércol hace 10 minutos. El procesamiento del estiércol líquido a través del sistema MAPHEX elimina el 75 por ciento del fósforo y lo concentra en una forma seca que es más fácil de transportar y extender a los cultivos. (USDA-ARS, D4060-1)}

El equipo también redujo los costos del sistema al cambiar a un producto químico menos costoso y agregar un equipo llamado centrífuga de pila de discos.

"Agregar la pila de discos lo lleva a una eliminación del 75 por ciento de fósforo", explica Church. "Si ese 75 por ciento es suficiente para el agricultor, entonces hemos reducido el costo de 6 centavos por galón de estiércol a aproximadamente 1 centavo por galón". Esto brinda a los productores de lácteos una gama más amplia de opciones de extracción, según sus necesidades y los requisitos reglamentarios que dictan cuánto fósforo pueden esparcir en los campos de cultivo. Los agricultores también pueden recuperar algunos de los costos operativos vendiendo el fósforo extraído a viveros u otros puntos de venta.

El equipo ha solicitado una patente provisional sobre el método de reciclaje DE y está buscando un socio comercial para desarrollar aún más el sistema, que también tiene potencial para eliminar el fósforo de las aves de corral y el estiércol porcino.