Biogas

En todos los países latinoamericanos tanto la producción de huevos como el engorde de pollos está creciendo. Las alzas en los precios de la dieta de los animales están reforzando la tendencia hacia plantas más grandes. En Brasil la plantas ponedora más grande tiene 9 millón gallinas. El compostaje como solución tradicional para el tratamiento del estiércol tiene su límite económico por los costos del transporte a mercados que pueden absorber estas cantidades. En general y con mucha variedad local se puede decir que a partir de 1 millón de animales (ponedoras) el estiércol ya no puede ser absorbido dentro de una distancia rentable (+/- 100km). Por lo tanto se analiza la generación de biogás (el proceso anaeróbico) como alternativa. Todavia existen pocos ejemplos de esta tecnología en empresas avícolas.

Smart Utilities Solutions ha diseñado una planta de biogás en el Perú usando el estiércol de 4 millón gallinas ponedoras. Había un sistema de biogás establecido en la finca que no operaba de forma eficiente, por quedar demasiado tiempo durante el año fuera de servicio. Smart Utilities amplió esta instalación con 2 biodigestores de 3000 m3 cada unos y introdujo una línea de pre-tratamiento del residuo separando arena, carbonato y plumas del estiércol. De esta manera se consiguió reducir la sedimentación en los reactores y por lo tanto las horas fuera de servicio. También se implementó una línea de lavado del gas permitiendo de esta manera el uso del gas sustituyendo, entre otros, el uso costoso de gas propano en la cría de los pollitos.

La rentabilidad de una planta de biogás está definido por dos factores: (1) los costos (o el rendimiento) de oportunidad de deshacerse del estiércol fresco y (2) el rendimiento de biogás del estiércol especifico de la planta junto con el uso del biol. Ambos factores puedan variar de planta a planta. Los costos de oportunidad dependen de los cultivos en la zona y su potencial de usar el estiércol como fertilizante. El rendimiento de biogás depende de la dieta y del tipo de establo de los animales: En plantas ponedoras automatizadas el material puede ser usado casi fresco y no hay pérdidas en su valor energético, en plantas de engorde con la cama de pollo siendo retirado una vez al medio año el valor energético es más bajo. Pero en general el estiércol de gallina comparado con purín o estiércol vacuno tiene un rendimiento más alto y un tiempo de gasificación más corto.

Tabla 1: rendimiento de biogás por masa fresca (FM), masa seca (DM) y masa seca orgánica (oDM)

 

Independiente de la procedencia del material se requiere algún tratamiento antes del bio-digestor. Plumas, arena y el alto contenido de carbonato de calcio causan sedimentos e impiden el funcionamiento para un proceso continuo. Por lo tanto se debe incluir una línea de pre-tratamiento del material. Esta línea en general incluye tecnología para remover arena, carbonato y plumas, también puede incluir una trituradora como pre-tratamiento mecánico o un pre-tratamiento térmico. El diseño específico depende tanto del material como también del uso de los residuos después del bio-digestor.

 

Tabla 2: Tecnología para pre-tratamiento del estiércol antes del bio-digestor

 

 

La tecnología usada en el Perú viene  de plantas de tratamiento de aguas residuales y fue adaptada para el uso en sistemas de biogás. Las experiencias de un año de funcionamiento enseñan la necesidad de diseñar algo propio para el uso con estiércol de aves.

 

Para el digestor hay dos tipos de tecnologías. Cual se escoge depende del material y del uso final de los residuos después del digestor. Con material fresco y la posibilidad de usar los residuos en un sistema de riego en plantaciones propias (el caso del Perú) se prefiere un proceso continuo en un digestor redondo (vea tabla 3). En este caso el material no debe tener más que 15% de contenido de masa seca y el estiércol por su puesto debe ser mezclado con agua u otro líquido. En el caso de plantas de engorde con la cama de pollo bien encima de un contenido de masa seca de 60% y con el arroz o aserrín, cual es difícil de diluir, se usa un digestor tipo garaje. La desventaja de esta tecnología es que no trabaja continuamente. Ambos tipos de digestores requieren calefacción para mantener la temperatura constante a 38°C; el digestor redondo continuo requiere un sistema de agitación.

 

Tabla 3: Digestor redondo continuo

 

 

Mientras el proceso anaeróbico y la producción del gas ya es tecnología comprobada y estandarizada, el lavado del gas como producto final del proceso requiere más diseño especifico. Biogás en comparación con gas natural tiene un contenido alto de CO₂ y agua y - dependiente del origen del gas - sulfúrico. Fácilmente se remueve el agua a través de una línea de condensación. Biogás de estiércol generalmente tiene con 35 a 40% un porcentaje bajo de CO₂ entre. Esto permite un uso tanto en motores como en hornos o calderas. Más difícil es el contenido del sulfuró pasando los 3500 ppm. Por estos volúmenes se requiere una desulfuración externa - aunque biológica.

El biol después del digestor es un fertilizante valeroso con un alto contenido de amonio. Puede ser liquido o seco según el proceso usado y la demanda en la planta. El gas una vez lavado puede ser usado directamente en motores para generar electricidad o calderas de vapor. De esta manera el tratamiento de su residuo agrícola puede facilitar plantas avícolas su autoabastecimiento energético.

El manejo de la planta depende de su integración en la planta avícola. Una línea continua con un digestor redondo requiere personal para la alimentación del digestor. Los demás pasos no requieren trabajo manual pero un control diario de una persona entrenada en la interpretación de los paneles de control y el manejo de procesos básicos.

Biogás es una buena alternativa tecnológica para el tratamiento eficiente y rentable de estiércol. Para plantas de aviculturas este camino permite el autoabastecimiento con electricidad y/o gas. Pero el diseño de la planta de biogás debe incluir no solamente el bio-digestor sino la línea completa con tratamiento del material y tratamiento de los productos. Una vez establecido la planta requiere poco mantenimiento y puede ser manejado del personal común de la planta con poco entrenamiento.