De estiércol porcino a biogás de alto rendimiento con zeolitas

La bonanza del sector porcicultor en Colombia, y en especial en el Valle del Cauca, viene acompañada de un gran desafío: el manejo del estiércol porcino o porcinaza. El uso de zeolita natural optimiza la producción y calidad del biogás obtenido a partir de dichos residuos, lo que le permitiría a los pequeños porcicultores contar energía de bajo costo para algunas actividades en sus granjas.

En los últimos años el sector porcicultor del país ha crecido de manera significativa: mientras en 2018 el Instituto Colombiano Agropecuario (ICA) reportó un censo de la población de porcinos cercano a los 5 millones de animales, en 2022 ya supera los 9 millones.

Valle del Cauca

Uno de los departamentos con mayor crecimiento es el Valle del Cauca, que en 2018 tenía cerca de 400.000 animales y en 2022 promedia los 1,5 millones. El 60 % de la producción de cerdos en Colombia se concentra en Antioquia, Valle del Cauca, Meta, Cundinamarca y Córdoba.

Esta proyección del sector representa un gran desafío para los productores, y es el manejo del estiércol porcino, que constituye la principal fuente de emisión de gases de efecto invernadero, como el metano y el óxido nitroso, y está asociado con procesos de contaminación del agua y los suelos, malos olores, insalubridad y sanciones por incumplimiento de la normativa respecto a la disposición de residuos.

En Colombia, el estiércol se aplica directamente en tierras, se vierte en ríos o quebradas, se hace compostaje y se separan las fases líquida y sólida y posteriormente se seca al aire

Sin embargo, la porcinaza oculta un gran potencial, y es su alto contenido de metano, un gas considerado como fuente importante de energía renovable. Este se produce mediante digestión anaeróbica, proceso en el que los microorganismos descomponen material orgánico en ausencia de oxígeno.

Zeolitas

Las zeolitas son un grupo de minerales de origen natural capaces de absorber la humedad y captar contaminantes en agricultura, por lo que se emplean en tratamientos de aguas, filtración y otras aplicaciones ecológicas y sostenibles. Aprovechando estas cualidades, investigadores de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira obtuvieron un incremento del 45 % en la producción de metano y del biofertilizante resultante.

“Sobre la obtención de energía, se logró un rendimiento de 60 m3 de metano por tonelada de porcinaza”, afirma la ingeniera ambiental Rosa Cecilia Ruiz, candidata a doctora en Biotecnología en la UNAL Sede Medellín y una de las investigadoras, junto con el estudiante Andrés Ochoa, de la Maestría en Gestión y Desarrollo Rural.

¿Cómo se adelantó la investigación?

La etapa experimental se desarrolló en el Laboratorio de Investigaciones Ambientales de la UNAL Sede Palmira, y después, con el apoyo del Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), se pasó a la etapa piloto. En una de sus plantas se evaluó la estrategia del uso de zeolita en la digestión anaerobia de la porcinaza en una granja de ciclo completo.

La profesora Luz Stella Cadavid, directora de la investigación en la UNAL Sede Palmira, señala que “la digestión anaerobia es un método efectivo para tratar el estiércol porcino. El trabajo ha aportado una alternativa técnica para reducir el nitrógeno amoniacal y aprovechar la producción de biogás”.

Menciona además que el alto contenido de nitrógeno de estos desechos genera fuertes concentraciones de nitrógeno amoniacal en el proceso de digestión, lo que reduce de manera considerable el rendimiento de la digestión anaerobia.

Energía circular en el sector porcicultor

La energía circular resulta del proceso de convertir el estiércol de la población porcina en biocombustible y en fertilizante natural. “Es la mejor forma para que los residuos porcinos no contaminen”, asegura Ary Mauricio Burbano, profesional en Cambio Climático de la Asociación Porkcolombia, gremio de productores de carne de cerdo del país que participa en el proyecto y busca masificar este biocombustible en las granjas productoras.

En el territorio nacional, el 80 % de los predios son granjas de traspatio o pequeños sistemas de producción –la mayoría de emprendimiento familiar– y el 20 % son granjas tecnificadas que concentran alrededor del 90 % de la producción porcícola nacional. En el Valle del Cauca existen 1.936 predios dedicados a esta actividad, de los cuales solo el 8 % están tecnificados y aportan el 80 % de la producción porcícola del departamento.

La investigación forma parte del proyecto de regalías “Investigación y desarrollo experimental de un modelo sostenible de generación de biocombustibles y productos de valor agregado a partir de residuos agrícolas y agroindustriales (biomasa residual) en la industria porcícola en el Valle del Cauca”, financiado por la Gobernación del Valle del Cauca y aprobado por el Consejo Departamental de Ciencia, Tecnología e Innovación del departamento.