El sector avícola es el segundo mayor productor mundial de carne con un 33%, tan sólo superado por el porcino (37%). En España, la industria avícola es una de las que mayor crecimiento ha experimentado en los últimos años, ocupando el 4º lugar en producción de huevos a nivel europeo por detrás de Alemania, Francia e Italia. El incremento en la demanda de carne de pollo y pavo y de huevos, ha desencadenado un importante conflicto asociado a la enorme acumulación de excrementos y de la cama de estos animales, lo que conlleva un serio problema medioambiental y, en la mayor parte de los casos, también económico. La expansión experimentada en el sector, tanto a nivel nacional como europeo, obliga cada vez más a los granjeros a optimizar las prácticas de tratamiento de los residuos producidos aplicando criterios de economía circular. Una mala praxis puede desencadenar efectos nocivos sobre el entorno (contaminación de suelos, acuíferos y/o emisiones) que pueden suponer importantes sanciones económicas e incluso penales para sus responsables.
Atendiendo a las emisiones de gases de efecto invernadero (GEIs) se ha estimado que la producción de carne de pollo y huevos supone el 8% de las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes del sector ganadero a nivel mundial. En lo relativo a las emisiones de GEIs derivados de la producción avícola, el mayor responsable del impacto es la producción de pienso con un 60%, al que se debe añadir un 20% adicional derivado de los cambios de uso del suelo motivados por la expansión de los cultivos. A continuación, la gestión y almacenamiento del estiércol es la siguiente responsable de emisiones de GEIs, suponiendo un 11%, siendo las restantes emisiones aquellas relacionadas con los consumos energéticos y las actividades de la propia instalación (lavado de las instalaciones, etc).
El proyecto AVIENERGY es un Grupo Operativo supra-autonómico que abarca las regiones de Galicia, Castilla y León y Murcia. Está integrado por 8 miembros: Fundación Empresa Universidad Gallega (FEUGA) como representante del Grupo Operativo, EnergyLab, Demaux Manufacture S.L., Granja José Antonio García, Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura (CEBAS-CSIC), Universidad de Vigo, Avícola El Charcón y Alimentos del Mediterráneo S. Coop. (ALIMER). También colaboran: grupo UVESA y Fundación Alimer. El objetivo de AVIENERGY es promover un uso más eficiente de los recursos en el sector avícola aplicando una estrategia basada en los fundamentos de la bioeconomía circular, posibilitando un aprovechamiento más eficiente de los residuos generados en la actividad avícola para mejorar la competitividad y el impacto medioambiental del sector. Dicha estrategia se centra en la valorización de las deyecciones generadas en las explotaciones avícolas (producción de carne) para su aprovechamiento como input para la obtención de una fuente de energía renovable y de fertilizantes y componentes para el aprovechamiento de nutrientes en suelo. La solución propuesta aspira a convertirse en una herramienta eficiente y medioambientalmente sostenible con la que contribuir a la reducción de gases de efecto invernadero a la vez que mejorar la competitividad del propio sector.
Durante el proyecto se valorizará la pollinaza y pavinaza termoquímicamente (combustión) mediante un quemador especialmente adaptado a este tipo de residuos, que permitirá la obtención de energía térmica que podrá ser empleada para satisfacer la demanda de calor existente en las explotaciones. Las cenizas producidas durante la combustión serán consideradas un subproducto de valor que podrá ser aplicado directamente en el suelo para el aprovechamiento de los nutrientes existentes, favoreciendo el crecimiento de los cultivos. Adicionalmente, se analizará la viabilidad de implantación de un sistema de microcogeneración basado en un ciclo de Rankine orgánico para la obtención de energía eléctrica que podrá ser utilizada en la propia explotación. Esta solución innovadora permitiría reducir la dependencia energética de las explotaciones. Como paso previo a la valorización de las deyecciones objeto de estudio, éstas serán caracterizadas fisicoquímicamente con objeto de conocer su potencial como biocombustible en procesos de combustión. Asimismo, se llevarán a cabo diferentes procesos de secado natural y/o forzado que serán estudiados por los ganaderos in situ, con objeto de reducir el contenido en humedad del residuo hasta valores óptimos para el proceso de combustión.
AVIENERGY se enfoca en la valorización de las deyecciones generadas en las explotaciones avícolas para su aprovechamiento como input para la obtención de una fuente de energía renovable y de fertilizantes y componentes para el aprovechamiento de nutrientes en suelo.
Así pues, el objetivo fundamental del proyecto es posibilitar un aprovechamiento más eficiente de los residuos generados en la actividad avícola para mejorar la competitividad y el impacto medioambiental del sector. Para llegar a tal fin, se plantean una serie de objetivos específicos estrechamente vinculados a las actividades realizadas:
Hasta el momento y para determinar la viabilidad de las deyecciones objeto de estudio como combustibles en procesos de combustión, éstas han sido sometidas a análisis inmediato, análisis elemental, poder calorífico y análisis de cenizas (fluorescencia de Rayos X y fusibilidad).
En la actualidad dentro del proyecto se está optimizando el funcionamiento del piloto de combustión y se están comenzando a caracterizar las primeras cenizas obtenidas.
Los resultados obtenidos indican que estos biocombustibles cuentan con altos contenidos de humedad (valores entre un 27-29% en el caso de la pollinaza y de entre un 30-65% en el caso de pavinaza). Estos datos sugieren la necesidad de un proceso previo de secado para evitar la pérdida de material combustible y facilitar su manejo, transporte y alimentación a la planta de obtención de energía correspondiente. Hasta el momento se han llevado a cabo técnicas de secado por oreo natural con y sin volteo, con una reducción del contenido de humedad no apto para una combustión de calidad, con valores medios superiores al 30% (se recomiendan valores inferiores a un 20% en un proceso de combustión convencional). Es por ello que, con objeto de mejorar el desempeño del proceso, en el momento actual se están estudiando técnicas de secado forzado.
Las muestras analizadas presentan asimismo un elevado contenido en cenizas (valores entre un 11-13% en el caso de la pollinaza y de entre un 17-20% en el caso de la pavinaza). Para evaluar en mayor profundidad el efecto de la presencia de las mismas éstas se analizaron mediante Rayos X, de donde se extrajo que los elevados contenidos de fósforo y calcio podrían conllevar riesgos asociados a la generación de depósitos sólidos de residuos de bajo punto de fusión, por lo que una estrategia de aditivado o pretratamiento de los combustibles podría ser necesaria. Este comportamiento se confirmó por el estudio de fusibilidad practicado, que revela que las cenizas de ambos combustibles tienden a fundirse de alcanzar temperaturas entre 1.000 y 1.100 °C.
Los biocombustibles objeto de estudio están dentro de los márgenes para su utilización como fuente de energía, dada su composición y el beneficio intrínseco a emplear un residuo como producto con valor.
Asimismo, pollinaza y pavinaza presentan un elevado contenido en nitrógeno en su composición (2,62% en el caso de la pollinaza y 4,96% en el caso de la pavinaza), de azufre (valores de 1,92% en el caso de la pollinaza y de 2,70% en el caso de la pavinaza) y de cloro (2,66% en el caso de la pollinaza y 2,89% en el caso de la povinaza) lo que supone un desafío a la hora de realizar su combustión, ya que ésta podría llevar asociada la emisión de óxidos de nitrógeno, de azufre y de ácido clorhídrico. En etapas posteriores del proyecto se evaluarán las emisiones gaseosas generadas en el proceso de combustión de estos combustibles y se adoptarán las medidas necesarias para minimizarlas, ya sea de un modo primario (optimización de la combustión) o secundario (incorporación de sistemas de limpieza en el gas de salida).
Por último, el poder calorífico de los materiales estudiados en base seca resulta apto para procesos de combustión (entre 15-18 MJ/Kg en el caso de la pavinaza y entre 16-18 MJ/kg en el caso de la pollinaza).
En definitiva, se pone de manifiesto que los biocombustibles objeto de estudio están dentro de los márgenes para su utilización como fuente de energía, dada su composición y el beneficio intrínseco a emplear un residuo como producto con valor, pero existen algunos parámetros que alertan sobre los posibles riesgos asociados a la combustión de estas sustancias que deben ser tenidos en cuenta en futuros ensayos en instalaciones reales. De entre los combustibles estudiados, la combustión del residuo de pollinaza parece más prometedor debido a su menor contenido en fósforo y potasio en sus cenizas, así como su mayor proporción de aluminio, su menor porcentaje de humedad y de cenizas e inferiores contenidos de nitrógeno, azufre y cloro.
En la actualidad dentro del proyecto se está optimizando el funcionamiento del piloto de combustión y se están comenzando a caracterizar las primeras cenizas obtenidas. Paralelamente se están llevando a cabo los primeros ensayos de producción de energía eléctrica mediante microcogeneración.
Entrevista a la Dra. Yarima Torreiro Villarino, Investigadora de Bioenergía en Centro Tecnológico EnergyLab
Este proyecto nace ante la necesidad de mejorar la competitivad del sector avícola, el segundo mayor productor mundial de carne y sector que en España ha sido de los que mayor crecimiento ha experimentado en los últimos años.
En cuanto a los principales retos a resolver en la gestión de los residuos del sector avícola, cabe citar que pollinaza y pavinaza (deyecciones de pollo y pavo respectivamente) representan unos de los residuos más abundantes y problemáticos del sector avícola. Hasta el momento, la mayoría de estos residuos son aplicados directamente en los suelos agrícolas, lo cual, bien gestionado, resulta una manera correcta de reciclar nutrientes como el nitrógeno y fósforo. No obstante, existen ciertas características del sustrato que pueden limitar su empleo como fertilizante sólido y, si esta gestión no se lleva a cabo de la manera correcta, ocasionar problemas de contaminación fundamentalmente en masas de agua superficiales y subterráneas así como emisión de gases causantes de efecto invernadero (GEIs). El destino de las deyecciones difiere en función de la Comunidad Autónoma. En España la legislación establece las toneladas de estiércol por hectárea máximas que pueden ser empleadas en el suelo agrícola por lo que, en zonas de alta carga ganadera, los ganaderos se ven obligados a almacenar dichas deyecciones y gestionarlas de un modo externo (con el coste que ello conlleva). El hecho de valorizar un residuo y convertirlo en un recurso solucionaría el problema anteriormente mencionado y daría solución a la problemática asociada a la gestión de dichos residuos.
"La instalación de una solución integrada para el tratamiento de las deyecciones avícolas que convierta un residuo en varios recursos aumentará la competitividad y sostenibilidad económica del sector"
Las barreras principales se deben a la morfología y características fisicoquímicas del material. Su elevado contenido en humedad y cenizas hacen que sea un trabajo arduo el optimizar el proceso de secado y el desarrollar una caldera que optimice la combustión de las deyecciones. Resumiendo, podría decirse que se hace fundamental el preparar el material para una combustión estandarizada.
La instalación de una solución integrada para el tratamiento de las deyecciones avícolas que convierta un residuo en varios recursos generando productos de alto valor añadido (energía y subproducto de valor que podrá ser aplicado directamente en el suelo para el aprovechamiento de los nutrientes existentes o como componente de un fertilizante) aumentará la competitividad y sostenibilidad económica del sector objeto de estudio, esto es, la producción de carne de pollo y pavo. Decrecerá la dependencia energética externa de las granjas avícolas con el ahorro que ello conlleva y asimismo se generarán productos que pueden ser empleados para uso propio o comercializados. En cuanto a las mejoras ambientales, se contribuirá a solucionar la importante problemática medioambiental asociada a una actividad realizada mayoritariamente en zonas rurales, contribuyendo a la disminución de la cada vez más apreciable extensión de masas de agua superficiales y subterráneas que no alcanzan un buen estado por contaminación difusa y a la reducción de las emisiones de GEIs.
El estudio de las modificaciones más importantes que deben ser llevadas a cabo en las calderas existentes en las granjas para minimizar el coste a ello asociado para conseguir cuanto antes un suministro de energía propio que les haga minimizar su dependencia energética del exterior.
AVIENERGY es un proyecto de innovación cofinanciado en un 80% por el Fondo Europeo Agrícola de Desarrollo Rural (FEADER) de la Unión Europea y en un 20% por el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, en el marco del Programa Nacional de Desarrollo Rural 2014-2020. La Dirección General de Desarrollo Rural, Innovación y Formación Agroalimentaria (DGDRIFA) es la autoridad encargada de la aplicación de dichas ayudas. Presupuesto: 583.672,84 €. Subvención total: 565.872,84 €.
Actualidad, reportajes, revista digital, podcasts y más.
