Mercedes Sánchez Bascones | Coordinadora técnica del proyecto LIFE Ammonia Trapping | ETS de Ingenierías Agrarias, Universidad de Valladolid
El crecimiento de la población supone un incremento en la práctica de la agricultura intensiva y la cría de animales, lo que genera una elevada producción de estiércol, que induce un grave problema de gestión de residuos. Por ello, es importante adoptar medidas de manejo efectivas para este tipo de desechos, así como tratar los efluentes, ya que, tanto la cantidad de nitrógeno como las unidades fertilizantes aplicables al suelo, están limitadas por ley.
El sector agro-ganadero, es responsable de una gran cantidad de emisiones de gases a la atmósfera, entre los que se encuentra el amoniaco, que, aunque no forma parte de los gases con efecto invernadero, puede producir efectos adversos sobre la salud humana y el bienestar de los animales por su capacidad para formar micropartículas con capacidad de alcanzar al sistema respiratorio y producir diversos trastornos respiratorios. Además, contribuye a la formación de lluvia ácida que desemboca en un problema grave de acidificación de suelos, contaminación y problemas de eutrofización de acuíferos. Alrededor del 64% de las emisiones de amoníaco provienen de los estiércoles y purines en sus diferentes fases de gestión: alojamiento de los animales, almacenamiento de estiércoles y purines y aplicación al campo.
Por todo ello, se requiere la implementación de sistemas para la adecuada gestión de residuos ganaderos. El proyecto Life Ammonia Trapping, mediante el empleo de membranas permeables a los gases a presión atmosférica, persigue reducir las emisiones de amoniaco derivadas del sector agro-ganadero en España, actuando dentro del marco de buenas prácticas establecido por la Comisión Económica Europea de las Naciones Unidas para Europa. En España, según el Inventario Nacional de Emisiones (1990-2017), este tipo de actividades generaron el 90% de las emisiones de amoniaco, de las cuales el 40% fueron producidas por la ganadería.
Además, año tras año, según datos del MAPAMA en 2019 se siguen rebasando los techos nacionales de emisión para el amoniaco de 353 kt/año, derivado del crecimiento de la cabaña ganadera y el aumento del uso de fertilizantes inorgánicos. La Directiva 2016/2284/CE sobre Techos Nacionales de Emisión de determinados contaminantes atmosféricos y el Protocolo de Gotemburgo del Convenio de Ginebra sobre Contaminación Atmosférica Transfronteriza a Larga Distancia, establecen unos límites máximos de emisiones para España y, actualmente exige a España una reducción del 3% de las emisiones de amoniaco para cualquier año del periodo 2020-2029 y del 16% para los años posteriores a 2030 que, para el conjunto de los 28 países de la Unión europea serían un 6% y un 19% respectivamente.
La tecnología de membranas permeables al gas, permite conservar y recuperar el nitrógeno como sal de amonio, fertilizante con alto valor en el mercado. El proceso consiste en la difusión de gas amoniaco a través de los microporos hidrófobos de una membrana de politetrafluoroetileno expandido (ePTFE), de manera que se captura en una solución ácida que circula por el interior. El amoniaco se combina con los protones libres del ácido y forma iones de amonio no volátiles en forma de sulfato amónico.
La digestión anaerobia se emplea como técnica para el tratamiento de residuos ganaderos. Sin embargo, el exceso de nitrógeno en forma de amoniaco presente en los residuos, podría inhibir el proceso de producción de biogás. Si se reduce la carga de nitrógeno presente en los residuos, se conseguiría mejorar el proceso y, permitiría poder aplicar más cantidad de digestato en una misma extensión de terreno.
Desde el proyecto Life Ammonia Trapping, la unidad de investigación de ITACyL, contempla la reducción de la cantidad de amoniaco presente en el purín mediante esta tecnología. El compostaje también se emplea en el tratamiento de residuos ganaderos. Durante el proceso se alcanzan temperaturas elevadas que favorecen la pérdida de nitrógeno en forma de amoniaco a la atmósfera, empobreciendo de nitrógeno al compost final. Esto repercute en su comercialización, al no alcanzar la proporción adecuada de nutrientes N-P-K.
El equipo de investigación de la ETSIIA de Palencia (Universidad de Valladolid), trabaja de para tratar de capturar las pérdidas de amoniaco que se produzcan durante el compostaje de la gallinaza con membranas, con el fin de concentrarlo en un ácido y, obtener sal de amonio como fertilizante. Se han diseñado y construído dos prototipos, a escala real, para la captura de amoníaco en medidos líquidos (purín y digestato del proceso de digestión anaerobia) y en atmósfera (ambiente de la granja y proceso de compostaje).
Ambos prototipos han estado operando en la granja de ganado porcino Deporcyl en Guardo (Palencia) durante al año 2018 con resultados muy esperanzadores y, durante el año 2019 el prototipo de líquidos se ha trasladado a una planta de digestión anaerobia situada en Juzbado (Salamanca) y el prototipo de gases a la granja avícola la Cañada soriana en Aldealafuente (Soria) donde se está trabajando en la recuperación de amoníaco en al atmósfera de la propia granja y en el proceso de compostaje.
