Purines y paja de trigo para obtener biogás

Buscar un uso sostenible, eficiente y viable al purín es uno de los objetivos en los que trabaja desde hace décadas la comunidad científica para dar soluciones a  la gestión de los residuos ganaderos, muchas de ellas ya se han puesto práctica. 

Una de esas aplicaciones es de sobra conocida e incluso está ya industrializada. Se trata de la transformación de las deyecciones  ganaderas en biogás. La producción de este biocombustible ha cobrado un gran interés recientemente en España. El año pasado el Ministerio de Transición Ecológica y Reto Demográfico (Miteco) aprobó una hoja de ruta en la que establece un objetivo de producción mínima de biogás para el año 2030 de 10,41 TWh (terawatio/hora) al año, lo que supone multiplicar por 3,8 veces la producción de 2020. 

Esto unido a las dificultades que han sobrevenido en la actualidad por el encarecimiento de los combustibles fósiles, a causa de la guerra de Ucrania, colocan a la producción de biogás como una de las  estrategias en materia de bioenergía, lo que hace necesario que  los  procesos de obtención de estos biocombustibles sean susceptibles de ser mejorados para garantizar un mayor rendimiento en los procesos de producción.

El investigador  predoctoral del campus de la Universidad de Valladolid en Soria, Alfonso García Álvaro, ha realizado un estudio en el que ha comprobado que  la utilización de uno de los principales residuos ganaderos, que es el purín de cerdo, con otro de los principales residuos agrícolas, como es la paja de trigo, mejora el rendimiento en la producción de biogás, en relación a si se emplean los dos por separado. 

La línea de investigación de este graduado en Ingeniería Forestal y licenciado en Ciencias Ambientales es la digestión anaerobia, porque considera que es una alternativa interesante para gestionar los residuos, tanto ganaderos como agrícolas y obtener así productos de valor añadido, bien sean biocombustibles, biofertilizantes o subproductos intermedios de interés para la industria de transformación.

En este marco, el investigador ha realizado estudios para optimizar la producción de biogás. En primer lugar  analizando solo la paja de trigo y en segundo término comparando el  purín, en grados diferentes de concentración, con un sustrato que mezcla la paja de trigo y purín. Para este segundo ha tomado muestras de purín en determinados periodos del año en explotaciones ganaderas de la provincia de Soria, «porque depende del tamaño del animal y de las condiciones meteorológicas a las que ha estado expuesto», explica el investigador. 

Para llevar a cabo este trabajo se ha puesto en funcionamiento un reactor anaerobio de un litro en el que se ha estudiado la adaptabilidad de los microorganismos (bacterias y arqueas) de los sustratos elegidos cuando se tratan con esta tecnología.

La paja por sí sola cuenta con un potencial grande para la producción de biogás, aunque tarda más tiempo en descomponerse que el purín, que lo hace antes pero que presenta como inconveniente su elevado contenido en amoniaco que no facilita su obtención. Los dos residuos tienen limitaciones en solitario, pero cuando se les somete unidos al proceso de co-digestión, «estas limitaciones se reducen», indica Alfonso, «y su capacidad para generar este biocombustible se multiplica». 

Las investigaciones de García Álvaro han demostrado que la producción de biogás se incrementa entre un 25% y un 30% cuando se ha realizado la co-digestión del purín con paja de trigo triturada, en comparación con el potencial de producción de biogás de cada uno de los dos sustratos por separado.

El experto lo justifica en que se mejoran  los balances de nutrientes y las características físico-químicas del sustrato y todo ello ayuda a una mejor estabilización de los microorganismos, que llevan a cabo el proceso, y que al final se traduce en una mayor producción de biogás.

Además, entre las conclusiones, también destaca, por otra parte, que «cuanto más concentrado está el purín y tiene menos cantidad de agua cuenta con una mayor capacidad para producir biogás», puntualiza el experto.

Una vez que las pruebas de laboratorio han validado las hipótesis planteadas al inicio de la investigación, en los próximos meses se van a llevar a cabo ensayos a tamaño industrial para lo que se empleará un reactor  con una capacidad de 150 metros cúbicos, gracias a un proyecto de financiación europea, denominado LIFE Smart Agromobility, en una granja de la provincia de Soria. 

El joven investigador de la Universidad de Valladolid sostiene que la  producción de biogás a través de los desechos ganaderos es una solución para la gestión de los residuos y además puede resultar rentable para las explotaciones ganaderas, aunque todavía no se encuentra muy extendida. 

La investigación de Alfonso García Álvaro se enmarca dentro la tesis doctoral que realiza en la Escuela de Ingeniería Forestal, Agronómica y de la Industria Bioenergética (EIFAB), donde también pertenece al Grupo de Investigación Reconocido (GIR) Ecoges (Economía Circular y Gestión Ambiental).

Dentro de las líneas de trabajo de este grupo de investigadores, relacionadas con el proceso de digestión anaerobia, también se encuentra la reutilización de la parte líquida que se obtiene en el proceso para ser empleado como fertilizante, para ello se han llevado a cabo ensayos en cultivos en cereal de Soria en los que se ha comprobado su efectividad. 

Asimismo, estudia otros productos intermedios, como los ácidos grasos volátiles, que se generan en el proceso de la obtención del biogás  y que se pueden emplear en la industria transformadora. 

El joven investigador destaca  la  importancia de poner en marcha una economía circular, que parte de la necesidad de gestionar unos residuos, que «si los transformamos en energía está muy bien, pero si además conseguimos otros subproductos tenemos un valor añadido», concluye.