“La combustión del estiércol en las propias granjas avícolas supone importantes ventajas económicas y ambientales en zonas con alta carga ganadera”

Francisco X. Pedras Saavedra, á dereita, xunto a José Antonio Blanco, produtor avícola da Limia e socios do proxecto SIMBAV. Foto: Carmen Blanco

La producción de carne de pollo y pavo en España creció notablemente en los últimos años, lo que generó un aumento en los residuos orgánicos que provienen de las granjas avícolas. Subproductos como la gallinaza y la pavinaza suponen un reto ambiental, especialmente en comarcas con una alta carga ganadera, pero también una oportunidad para mejorar la eficiencia del sector y avanzar hacia una producción más sostenible.

Con este objetivo nace SIMBAV, un proyecto innovador que apuesta por modernizar las granjas avícolas a través de soluciones tecnológicas y sostenibles. La iniciativa está liderada por la Fundación Empresa-Universidad Gallega (Feuga), con la coordinación técnica del centro tecnológico EnergyLab, y cuenta con la participación de empresas, centros de investigación y universidades de Galicia, Castilla y León y la Región de Murcia.

SIMBAV trabaja en la transformación de los residuos avícolas y agrícolas en recursos útiles como biocombustibles y fertilizantes naturales.

En este sentido, hablamos con Francisco X. Pedras Saavedra, con una amplia trayectoria en el sector agroforestal, y que está colaborando en este proyecto

-Las granjas avícolas generan un volumen importante de estiércol, ¿de que volumen podemos estar hablando en una explotación media de engorde o de puesta?
Una explotación media de unos 25.000 pollos, según los datos de la Xunta, puede andar por unos 475 m3 de estiércol (325 toneladas) al año. Es decir, más de 8 camiones de 5 ejes de estiércol por año.

-Sin embargo, no siempre se puede valorizar correctamente como abono agrícola….
El volumen de acumulación de estiércol en zonas con alta concentración de explotaciones avícolas obliga a los granjeros a optimizar el tratamiento del residuo mediante estrategias de economía circular, con el objetivo de minimizar el impacto ambiental y el coste económico, siendo la estrategia más frecuente su aplicación a suelo agrícola como aporte de nutrientes, especialmente de nitrógeno y de fósforo.

Sin embargo  esta  práctica puede conllevar diversos riesgos ambientales, ya que una mala gestión puede desencadenar problemas de contaminación generando emisiones de gases de efecto invernadero y puede contribuir a la eutrofización de las aguas por su alto contenido de nitrógeno y fósforo, por lo que su aplicación al suelo debe ser controlada y gestionada de manera controlada, lo que supone una limitación en las cantidades empleadas y deja excedentes que se deben gestionar por otras vías, suponiendo un coste adicional para los productores.

En la actualidad, ya existe en Galicia un modelo de gestión de excedentes locales de estiércol avícola mediante su gestión energética en grandes centrales de combustión, que porporcióna energía calorífica para su aplicación en un complejo industrial de transformación de productos alimentarios.

“La combustión del estiércol en las propias granjas avícolas tiene ventajas económicas y ambientales en zonas con alta carga ganadera”

-En este sentido, ¿que ventajas puede aportar la combustión del mismo en la propia explotación?
Las ventajas propias de un modelo de suficiencia energética donde se apuesta por la valorización de un subproduto que puede ayudar a cubrir las necesidades de energía térmica, ayudando a minimizar los costes energéticos en las explotaciones.

Además, esta valorización energética ayuda a minimizar el coste de la gestión y de logística de los excedentes de estiércoles producidos en zonas de mucha concentración de explotaciones al ser tratados en la propia explotación, y por otra parte, las cenizas resultantes de la combustión podrían emplearse como componente de un fertilizante.

Los estudios de impacto ambiental mediante ACV cuantifican el efecto de las explotaciones en el calentamiento global, con valores entre 1-6 kg CO2 equivalentes por kg de carne de ave. El impacto negativo en este aspecto ambiental se debe principalmente a la producción y gestión de las deyecciones, pero también a otros procesos como el consumo energético o el consumo de agua, por lo que se trabajaría en reducir dicho impacto.

 -Sin embargo, para optimizar su aprovechamiento como combustible, el estiércol debe reunir unas determinadas condiciones. ¿Cuáles serían?
En un modelo de gestión de suficiencia energética donde el estiércol avícola  sea el material fuente de energía es necesario funcionalizarlo como otro combustible alternativo a los fósiles, siendo necesario adecuar los parámetros de contenido de humedad y de granulometría para poder ser alimentado en una caldera convencional de policombustibles biomásicos (no olvidemos que la mayoría de las granjas de pollos emplean como cama viruta de madera seca).

Dadas las características físico químicas del material es preciso también desarrollar sistemas de combustión fuertes mediante un quemador especialmente adaptado a este tipo de residuos, enmendando los principales handicaps asociados a la valorización termoquímica de la pollinaza/pavinaza. También se contempla en caso necesario su mezcla con otras biomasas residuales de la zona. La optimización del proceso de combustión  se llevará a cabo mediante medidas primarias (optimización de la temperatura de combustión y contenido en O2, recirculación de gases de combustión,) acompañadas de un estudio específico sobre el proceso de formación y control de emisiones con el objetivo de cumplir la legislación vigente.

-Por tanto, el secado del mismo juega un papel crucial. ¿Que ventajas aporta el uso de colectores solares para el secado del estiércol avícola? ¿Que otros usos puede tener?
El empleo de la energía solar es recurrente para el proceso de secado de muchos materiales y productos. Es técnicamente viable usar colectores solares de aire para proporcionar energía en climatización y acondicionamiento de edificios, calentamiento de invernaderos, y procesos industriales tales como secado de cosechas agrícolas, secar paja, hierba y de madera maciza como biomasa (astillas y virutas de madera)

Un colector solar de aire está formado fundamentalmente por una placa plana colectora con una placa absorbedora, un sistema de cobertura en la parte superior y aislamiento en el fondo o parte posterior y en las caras laterales para evitar las pérdidas de calor. El conjunto ensamblado forma una caja. El fluido usado es aire, y el conducto para su circulación varía en función del colector de aire.

Los colectores solares de aire tienen las siguientes ventajas respecto a otros colectores solares:

-La necesidad de transferir el calor del fluido utilizado a otro fluido es eliminada, ya que el aire está siendo usado directamente como la sustancia o fluido calentado.
-El sistema es compacto y menos complicado.
-La corrosión, que causa serios problemas en los colectores de agua, se elimina completamente.
-Las fugas de aire desde los conductos no suponen un mayor problema.  No existe riesgo de congelación del fluido de trabajo.
-El sobrecalentamiento no supone un riesgo.
-La presión en el interior de los colectores no es muy alta.
-Son sencillos y fáciles de instalar.

Pero los colectores de aire también tienen desventajas:  La primera y más importante son las pobres propiedades de transferencias de calor del aire frente al agua. Otra desventaja es la necesidad de manipular o trabajar con grandes volúmenes de aire debido a su baja densidad.  También, como la capacidad térmica del aire es baja, este no puede ser usado como un fluido de almacenamiento. Si el diseño no es adecuado, el coste de producción del aire caliente puede ser muy alto.

En este caso, lo que se procura es transformar, concentrar y dirigir, ya directamente aire acondicionado a mayor temperatura y sobre todo con un menor contenido de humedad, a través de un material con alto contenido de humedad, para incrementar el poder calorífico del material.

-¿Que requisitos debería tener una explotación para que sea rentable la instalación de un colector solar y de un horno para la combustión?
La idea es aprovechar las instalaciones existentes en las explotaciones para implantar los sistemas de captación de energía solar, instalando los colectores en las edificaciones existentes (a veces, instalaciones antiguas requieren de un refuerzo estructural para garantizar resistencia  a las solicitaciones de nueva carga de uso).

En el caso de querer implantar un quemador adecuado para estiércol lo ideal es disponer de un sistema de calefacción con caldera de biomasa

En el caso de querer implantar un quemador adecuado para estiércol lo ideal es disponer de un sistema de calefacción con caldera de biomasa para, modificando el quemador, aprovechar las instalaciones del intercambiador de la caldera, de las tuberias y bombas de impulsión y de los intercambiadores de agua de las granjas

-Desde el punto de vista económico, ¿de que inversión estamos hablando y que escenarios de amortización se pueden presentar?
Con un mercado energético inestable como el actual, con un incremento continuado en los precios, cualquier aprovechamiento energético alternativo supone un importante beneficio económico. La merma del coste energético que  supondrá, por tanto, un aumento en margen de ganancias de la granja y en la rentabilidad de su negocio

No disponemos de referencias similares a un proceso de secado de estiércol, de hecho pienso que esta es la primera vez que se emplean colectores para esta función, por lo que las referencias que manejamos son de aplicaciones en secado de astillas de madera o de hierba y paja en instalaciones de países centroeuropeos.

Añadir que el Gobierno del Canton Suizo de Friburgo apoya con ayudas específicas a este tipo de instalaciones.
https://www.fr.ch/grangeneuve/actualites/soutien-a-la-recuperation-de-chaleur-sous-toiture-pour-les-sechoirs-en-grange-une-mesure-qui-cartonne

Si el tamaño es adecuado y las condiciones climáticas lo permiten, un colector solar puede aumentar la temperatura del aire ambiente entre 8 y 12 °C, duplicando e incluso triplicando la velocidad de secado. Un recuperador de 100 m2 produce hasta 10.000 kWh al año, el equivalente a 1.000 litros de fueloil o y la reducción de hasta 3.100 kg de CO2. Se trata, por tanto, de una medida importante en el marco de los objetivos fijados por el cantón de reducir a la mitad las emisiones de gases de efecto invernadero hasta el año 2030.

A modo de referencia indica un valor de entre 30.000 y 40.000 francos suizos para un recuperador de 600 m2 (15.000 francos suizos en el caso de  autoconstrucción)

-Hablas de que en el caso del colector solar, incluso sería posible la auto construcción….
Para aplicaciones en edificios y viviendas donde se precisa aire caliente para calefacción y aire acondicionado se emplean colectores solares prefabricados  con materiajis que proporcionan un elevado rendimiento: Carpintería de aluminio y  chapa de aluminio corrugado perforada o no perforada, vidrio templado y aislamiento de poliisocianurato o lana mineral. Normalmente estos colectores están fabricados en módulos de 1 a 3 m2

Sin embargo, la mayoría de las instalaciones agroganaderas e industrias para el secado de forrajes, biomasas y otro productos precisan de una mayor superficie de colector, de 100 a 600 m2, por lo que la instalación de módulos prefabricados alcanza un importante coste.

El sistema más empleado para cubrir estas superficies consiste en aplicar una doble cubierta con un material conductor del calor de color oscuro (acero o fibrocemento) y sobre un aislamiento ( normalmente tablero de madera OSB o similar) para crear un hueco de unos 20 – 25 cm.

La radiación solar en contacto con la cubierta oscura del edificio (bandeja de acero de color loseta) calienta el espacio de aire entre la cubierta y los paneles aislantes rígidos de madera.

Posteriormente, el aire se calienta y es aspirado entre esta doble piel y conducido por medio de ventiladores al lugar donde se ubica el material a secar.

-¿Que países son referentes en el uso de colectores solares y en la combustión del estiércol avícola? ¿Que datos de inversión, rendimientos…etc se manejan en esas granjas con experiencia en esta técnica alternativa para valorizar el estiércol avícola?
La verdad que no tengo constancia del empleo de estos sistema para secar estiércol. Los principales usuarios de este sistema para aplicaciones en el medio rural los encontramos en países de centro Europa, como Suiza, Austria, Alemania, e incluso en países nórdicos como Finlandia.

Destacar Francia adonde existe incluso  una asociación para impulsar la aplicación de estas tecnologías y técnicas para el secado y acondicionado de hierba para alimentación (incluso en rulo)  y astilla para biomasa. https://www.segrafo.com/

A destacar que este tipo de implantación esta regulado y subvencionado. A modo de ejemplo acerco orden de ayudas del Canton De Fribourg en Suiza/ Conseil d’Etat du canton de Fribourg
https://bdlf.fr.ch/app/fr/texts_of_law/821.40.56

Las cenizas obtenidas en la incineración de estiércol  avícola pueden ser empleadas como sustituto del fertilizante de fósforo

-Y en el caso de las cenizas del proceso de combustión, ¿como es el proceso para su gestión y que usos se le pueden dar?
Un estudio del Instituto de  Katowice (Polonia) prueba que las cenizas obtenidas en la incineración de estiércol  avícola pueden ser empleadas como sustituto de fertilizante de fósforo.

Las cenizas producidas durante la combustión son un subproduto de valor que podrá ser aplicado directamente en el suelo para el aprovechamiento de los nutrientes existentes favoreciendo el crecimiento de los cultivos y/o emplearlo como componente de un fertilizante. Así, los residuos avícolas pueden llegar a contener entre un 10-35 % de contenido en cenizas, cifras muy superiores a las biomasas vegetales comúnmente empleadas en procesos de combustión (valores entre 1-5%), lo cual hace una idea de la necesidad de darles un valor añadido.

El proyecto SIMBAV se enmarca en el Plan Estratégico de la Política Agrícola Común (PEPAC) 2023-2027, financiado 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 (MAPA). La Dirección General de Desarrollo Rural, Innovación y Formación Agroalimentaria (DGDRIFA) es la autoridad responsable de la aplicación de las citadas ayudas.  Presupuesto total del proyecto: 597.650,57€, Subvención total: 595.550,57€.
El Grupo Operativo SIMBAV es el responsable de estos contenidos.