Digestato como fertilizante by Fachverband Biogas e.V.

EspaĂąol

Digestato como fertilizante

Digestión discontinua seca

Aplicación directa

Digestato sólido

Compostaje Secado / Evaporación Peletización atmosférica Compost

Solución de Pélets de nutriente, digestato, digestato seco, fragmentos granulados, de digestato solución de sulfato de amonio

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Aplicación, tratamiento y comercialización

Digestión continua seca

Digestión continua húmeda

Separación

Evaporación al vacío

Filtración por membrana

Solución de nutriente, agua, solución de sulfato de amonio

Solución de nutriente, agua

Digestato líquido

Precipitación

Aplicación directa

Desorción

Fosfato de Digestato magnesio y reducido en N, amonio, fosfato de solución de calcio, digestato sulfato de reducido en P amonio, fertilizante cálcico, agua

Los símbolos mostrados se utilizan de modo coherente en toda la publicación y como sistema de clasificación de las diferentes empresas proveedoras de tecnología.

Tratamiento de aguas residuales Agua

Índice de contenido Citas ........................................................................................................... 4 Preámbulo .................................................................................................... 5 1 Introducción .............................................................................................. 6 2 Producción de biogás y digestato .................................................................. 8 3 Requisitos legales en Alemania y Europa...................................................... 10 4 Posibles aplicaciones ................................................................................ 12 5 Técnicas de aplicación .............................................................................. 14 6 Técnicas de tratamiento del digestato ......................................................... 17 6.1 Separación ........................................................................................ 18 6.2 Secado .............................................................................................. 20 6.3 Peletización ....................................................................................... 21 6.4 Tratamiento biológico .......................................................................... 22 6.5 Tratamiento líquido ............................................................................. 23 6.6 Extracción de nutrientes ...................................................................... 24 7 ¡La seguridad es lo primero! ....................................................................... 26 8 Estrategias de comercialización ................................................................... 27 9 Aseguramiento de la calidad en Europa ....................................................... 31 10 Importancia del digestato en los países en desarrollo ................................... 32 10.1 Caso de estudio: Uganda.................................................................... 34 10.2 Caso de estudio: India ....................................................................... 36 10.3 Caso de estudio: Costa Rica................................................................ 38 Plantas de referencia ................................................................................... 40 Organizaciones ............................................................................................ 50 Glosario ...................................................................................................... 52 Pie de imprenta ........................................................................................... 54

Citas

Citas “El digestato es el precursor ideal para una agricultura sostenible y fructífera. Al utilizarlo como fertilizante, se cierran ciclos de nutrientes y al mismo tiempo se ahorra en el uso de fertilizantes minerales con una considerable huella de dióxido de carbono (CO2). El proceso de digestión microbiológica ejerce un efecto higiénico y estabilizador sobre los sustratos utilizados. Esto proporciona digestato de alta calidad, rico en nutrientes y humus.” – Horst Seide, Presidente de la Asociación Alemana de Biogás

“La energía es un factor fundamental del desarrollo sostenible. Desde una perspectiva de política de desarrollo, el biogás ofrece múltiples ventajas, tales como la creación de puestos de trabajo y el abastecimiento de energía limpia descentralizada para el desarrollo rural, la reducción de gases de efecto invernadero, la mejora de las prácticas de gestión de residuos orgánicos, así como el tratamiento y la utilización de fertilizante orgánico procedente del proceso de producción de biogás. Entre sus sustanciosos beneficios colaterales se cuentan la mejora de la salud de los cultivos e ingresos adicionales para los pequeños agricultores y agricultoras.” – Dr. Christoph Beier, Vicepresidente del Consejo de Administración de la GIZ

‘’El gobierno dominicano, a través del Ministerio de Energía y Minas, tiene la firme determinación de aprovechar el potencial energético renovable del país. Esto incluye el alto potencial para la producción de biogás de orígen agrícola, o agrobiogás a partir de la fermentación anaeróbia de estiércol animal y residuos orgánicos del sector alimentario. El digestato, es un subproducto de este proceso y constituye la base de un producto de alto valor añadido para la sustitución de fertilizantes minerales, que mejora los suelos carentes de nutrientes, reduce las emisiones de gases de efecto invernadero, mejora los resultados económicos de las plantas de agrobiogás y resuelve un problema medioambiental en beneficio del entorno y de la sociedad.” – Ing. Oscar de la Maza, Director de Energía Renovable del Ministerio de Energía y Minas de la República Dominicana

Preámbulo

Preámbulo La agricultura es uno de los sectores económicos fundamentales de cualquier país. La variedad de productos aportados por la agricultura abarca desde alimentos y forrajes hasta productos para la industria y, en los últimos años, también en creciente medida para electricidad, calefacción y combustibles basados en cultivos energéticos. Sin embargo, la agricultura moderna debería concentrarse siempre en el uso responsable de los recursos naturales. Así pues, la agricultura se enfrenta al reto de operar de la manera más eficiente, sostenible y medioambientalmente responsable posible. Especialmente a la luz del crecimiento demográfico mundial, la agricultura debe volverse más eficiente en los próximos años, ya que los terrenos agrícolas deberán alimentar a cada vez más personas. El uso responsable de fertilizantes desempeña un papel decisivo a la hora de mantener la producción de productos agrícolas a un nivel constantemente elevado. En los últimos años ha aumentado continuamente el consumo global de los principales fertilizantes del mercado mundial: potasio, nitrógeno y fosfato. Sin embargo, como ocurre con cualquier otra materia prima, las fuentes naturales de estos fertilizantes son finitas. Los expertos y expertas predicen futuros problemas de abastecimiento, en especial en lo que respecta a las reservas de fósforo. Además, se está intensificando el debate público sobre el uso responsable de los fertilizantes en relación con la contaminación del agua. Solo un uso adecuado de los fertilizantes puede evitar que sean filtrados a las aguas subterráneas o contaminen las aguas superficiales. La operación de una planta de biogás debería tener en cuenta no solo la generación de energía, sino también los nutrientes contenidos en el digestato y la composición de un fertilizante de alta calidad. El proceso del biogás posibilita la circulación de los nutrientes indivi-

duales, lo cual permite a su vez la generación energética ecológicamente responsable. Los nutrientes que se han extraído del suelo, ya sea directamente mediante cultivos energéticos especiales o indirectamente a partir de excrementos o residuos orgánicos, pueden reciclarse en las plantas de biogás tras la generación de energía y continuar utilizándose en la agricultura. Es posible una amplia gama de aplicaciones, dado que el digestato producido en el proceso del biogás se puede aplicar directamente o acondicionar empleando diversas técnicas de tratamiento. Además, esto brinda la opción de reducir los costos de almacenamiento y transporte y, si fuera necesario, obtener ingresos adicionales comercializando el digestato y al mismo tiempo aplicando nutrientes de manera más precisa y rentable para garantizar un suministro óptimo a las plantas. Esta publicación ha sido especialmente concebida para el sector del biogás, tomando en consideración los crecientes requisitos agrícolas y los avances actuales en el ámbito de la fertilización. Se muestran al lector opciones económicas que se pueden integrar en un concepto operativo individual. Adicionalmente, numerosos miembros de la Asociación Alemana de Biogás presentan sus conceptos, productos y soluciones que ya están siendo aplicadas para garantizar la producción de biogás a largo plazo.

¡El digestato ! es la solución

Introducción

1 Introducción Cada año se producen alrededor de 128 millones de toneladas de digestato en las 13.000 plantas de biogás existentes en Europa. Estos fertilizantes contienen valiosos ingredientes que se usan para suministrar nutrientes a las plantas y crear humus y estructura en el suelo. De este modo, además del ciclo regenerativo de CO2 en la producción de biogás, se cierran también todos los demás ciclos de materiales.

Biomasa

Biogás

El digestato se puede utilizar como fertilizante o enmienda del suelo en la agricultura, el paisajismo y la horticultura.

El digestato procedente de las plantas de biogás es un fertilizante rico en nutrientes altamente valiosos y en humus.

En las plantas de biogás se utiliza la biomasa como sustrato que se transforma en biogás gracias a la acción de diversos microorganismos y se usa para energía (véase el capítulo 2: “Producción de biogás y digestato”). Lo que queda es un material del cual se ha extraído la energía en forma de compuestos de hidrocarburos, pero que todavía contiene todos los demás componentes utilizados. En gran medida, este digestato está estabilizado tras una digestión anaeróbica suficiente y se puede utilizar como fertilizante de alta calidad o como aditivo para suelos en la agricultura, en mezclado de tierras, así como en la horticultura y el paisajismo (véase el capítulo 4: “Posibles aplicaciones”). Con la tasa de aplicación adecuada, los nutrientes contenidos en el sustrato, tales como nitrógeno, fósforo, potasio, azufre y otros micronutrientes cubrirán la demanda para el crecimiento de plantas. Los compuestos de carbono estables no degradados conducen además a la formación de humus y de estructura en el suelo, e incrementan así su fertilidad, funcionalidad, actividad microbiana, aireación y capacidad de almacenamiento de agua.

Las bacterias en el digestor convierten la biomasa en biogás y digestato.

La aplicación agrícola del digestato corresponde a los últimos avances en el esparcimiento del estiércol (véase el capítulo 5: “Técnicas de aplicación”). Es necesario diferenciar si el digestato se encuentra en forma líquida o sólida. La tasa de aplicación depende de los ingredientes del digestato y de los requisitos nutricionales de la planta. En Europa, y especialmente en Alemania, es preciso observar una extensa legislación sobre fertilizantes a fin de evitar las pérdidas de nutrientes al aire y al agua en concreto (véase el capítulo 3: “Requisitos legales en Alemania y Europa”). Los requisitos para unas buenas prácticas de fertilización pueden variar en gran medida de una región a otra, ya que deberían considerarse diferencias tales como rendimientos de los cultivos, condiciones del suelo y precipitación. En países en desarrollo, el uso de digestato desempeña un papel importante, papel importante, ya que, a menudo, los fertilizantes son caros y los nutrientes procedentes de fuentes orgánicas son muy bienvenidos (véase el capítulo 10: “Importancia del digestato en los países en desarrollo”).

Introducción

Pilas de compost

Además, el uso de digestato ahorra fertilizantes minerales y por consiguiente emisiones de CO2 y recursos limitados, dado que la producción de fertilizantes minerales nitrogenados consume mucha energía. El fósforo y el potasio se extraen mediante minería y contienen cantidades cada vez mayores de cadmio y uranio. Los consumidores demandan, cada vez más, productos libres de turba en la producción de tierras y fertilizantes orgánicos. Por consiguiente, la sustitución de la turba por digestato es una alternativa climáticamente neutra. Las nuevas estrategias de comercialización para digestato acondicionado para jardineros y jardineras particulares, empresas de jardinería y paisajismo, fábricas de tierras y fabricantes de fertilizante están adquiriendo una creciente importancia para lograr mayor valor añadido para el digestato (véase el capítulo 8: “Estrategias de comercialización”). Esto requiere el uso de técnicas de pro-

cesamiento adecuadas (véase el capítulo 6: “Técnicas de tratamiento del digestato”). Los precios de los fertilizantes orgánicos para la agricultura pueden ser muy altos, especialmente en áreas con elevadas poblaciones de animales, que conllevan excedentes de nutrientes y escasez de tierra. Mediante la reducción de volúmenes, la concentración de nutrientes y la optimización de la manipulación, el procesamiento de digestato puede ayudar a reducir los costos generados por el almacenamiento, el transporte y la aplicación. Deberá considerarse caso por caso si esto constituye una alternativa económica.

Producción de biogás y digestato

2 Producción de biogás y digestato El biogás, una fuente de energía primaria versátil, se produce mediante la descomposición de materiales orgánicos por diversos microorganismos en ausencia de aire. Este proceso se da en la naturaleza de manera similar, en el sistema digestivo de las vacas, por ejemplo. El biogás y el digestato se producen en condiciones controladas en plantas de biogás, lo cual supone una valiosa contribución a la reducción de los gases de efecto invernadero.

Diferentes sustratos

Planta de cogeneración (CHP)

Electricidad

Digestor Calor / Frío

BIOGÁS

BIOMETANO

Combustible

Calor / Frío Digestato

Depuración de biogás Electricidad

El biogás es una mezcla de metano altamente energético (CH4) y dióxido de carbono (CO2). Puede alimentar un motor de combustión similar al de un automóvil, lo cual, en combinación con un generador eléctrico, constituye una planta de cogeneración (CHP) que suministra tanto electricidad como calor/frío. Alternativamente, es posible separar el CH4 del CO2 en un paso de depuración adicional e introducirlo como biometano en la red de gas natural. Desde allí se usa como combustible para vehículos propulsados por gas natural o como gas natural para la generación de electricidad y calor. El sustrato para todo proceso de biogás es material orgánico que será metabolizado por diversos microorganismos. Además de los cultivos energéticos, tales como ensilaje de maíz y grano o mezclas de plantas silvestres, se utilizan también purines, estiércol, residuos orgánicos municipales, industriales y vegetales. Ya que en el proceso se descomponen únicamente materiales orgánicos, la composición de los sustratos reviste una importancia crucial para el contenido en nutrientes del digestato, el cual se produce tras el proceso de biogás y se utiliza como fertilizante.

Durante el proceso de biogás, los sustratos introducidos en el digestor son descompuestos por bacterias. Para que el proceso sea económicamente eficiente, los microorganismos implicados deberían encontrar unas condiciones de vida óptimas. Esto incluye la temperatura adecuada, que en la mayoría de los casos es de 40 °C (mesofílico) o de 50-55 °C (termofílico), y un valor pH apropiado, la ausencia de oxígeno y un buen suministro de los nutrientes necesarios. Si tales condiciones ambientales se corresponden con los requisitos de las bacterias, la biomasa se transforma en biogás en cuatro fases. En la primera fase, la hidrólisis, se descompone el material de partida en compuestos más simples, tales como azúcares, ácidos grasos y aminoácidos. Los microorganismos implicados liberan diversas enzimas que descomponen el material. En un segundo paso, las sustancias intermedias formadas son sometidas a degradación adicional por bacterias productoras de ácido como parte de la acidogénesis. Además de diversos ácidos grasos, se producen también CO2 y agua. Los ácidos grasos bajos se utilizan para producir las materias primas para el biogás. Dichos ácidos se forman en la acetogénesis, durante la cual las bacterias productoras

Producción de biogás y digestato

de ácido transforman los ácidos grasos en ácido acético, hidrógeno (H2) y CO2. El ácido acético en particular sirve como base para la producción de biogás, al ser convertido por arqueas metanogénicas estrictamente anaerobias en CH4 durante la fase final del proceso, la metanogénesis. Otro tipo de arqueas produce CH4 a partir de la utilización de H2 y CO2. En la mayoría de las plantas de producción, las cuatro fases del proceso tienen lugar simultáneamente. Sin embargo, dado que las diferentes bacterias plantean diferentes exigencias a su hábitat, es preciso hallar un equilibrio técnico y biológico para garantizar el aprovechamiento óptimo de los sustratos utilizados. Podría darse el caso de que se introdujeran en el sistema componentes indeseables, tales como semillas de hierbas o patógenos, y se distribuyeran a través del sustrato. Numerosos estudios han demostrado que los procesos microbiológicos a temperaturas termofílicas en plantas de biogás se traducen en la inactivación comprobada de semillas de maleza y diversos patógenos. En condiciones mesofílicas ya están reducidos significativamente. Por lo tanto, el digestato procedente de plantas de biogás se puede clasificar como libre de riesgos higiénicos. El proceso de biogás es idéntico en todos los tipos de plantas, pero existen algunas características distintivas esenciales en cuanto al diseño técnico. Los conceptos de digestión húmeda se aplican principalmente en el sector agrícola. Si los sustratos contienen una proporción elevada de materia seca (MS) o grandes cantidades de componentes gruesos, se puede optar por utilizar métodos de digestión seca. Así ocurre en numerosas plantas de digestión de residuos orgánicos municipales. Dado que solo una parte de los compuestos orgánicos se descompone durante el proceso, la parte mineral permanece casi por completo en el digestato. En virtud de su elevado contenido en nutrientes, el digestato es un fertilizante orgánico atractivo que se utiliza principalmente en la agricultura, pero que también está encontrando nuevos mercados en la horticultura y entre clientes particulares. Además del elevado contenido en nutrientes disponible para las plantas, el digestato ofrece otras ventajas sobre los fertilizantes agrícolas convencionales, tales como el estiércol y los purines. Por ejemplo, las emisiones olorosas que se producen durante su uso son significativamente menores debido a la degradación de compuestos orgánicos volátiles en la fase de descomposición. Además,

los ácidos orgánicos están degradados en gran medida y se reduce sustancialmente el riesgo de quemaduras en las hojas. Asimismo, el digestato se escurre de las hojas mejor que los fertilizantes convencionales porque parte del material orgánico del sustrato original ha sido metabolizado en CH4, de modo que se reduce también la contaminación de la hoja. Además de estas ventajas, el digestato también contiene cantidades relevantes de carbono efectivo para el humus. Por consiguiente, a diferencia del uso de fertilizantes minerales, la fertilización a largo plazo con digestato contribuye a mantener la fertilidad, así como la vida del suelo, y a asegurar zonas de alto rendimiento que se puedan utilizar de forma sostenible. Dado que la composición de nutrientes del digestato depende de los sustratos utilizados, no se puede ofrecer información general sobre el contenido en nutrientes. Debido a la combinación concreta de sustratos de cada planta, la cual abarca desde cultivos energéticos, estiércol y purines hasta una gran variedad de residuos orgánicos, el digestato nunca posee contenidos de nutrientes idénticos. Pese a que es posible determinar, sobre la base de datos de análisis, un abanico de los principales nutrientes y promedios asociados, lo ideal es analizar el digestato en el laboratorio varias veces al año para garantizar una fertilización conforme a las buenas prácticas profesionales. Solo se puede fertilizar una planta de la manera requerida si se conoce el contenido en nutrientes del digestato. Además de la producción de energía, la circulación de nutrientes constituye así pues una gran ventaja de la tecnología del biogás que recibirá aún más atención en el futuro. Además de unos efectos ecológicos positivos, el uso sostenible del digestato también se traduce en ventajas económicas para el operador de la planta cuando se sustituyen los fertilizantes minerales, que tienen un precio elevado, o se abren nuevos canales de comercialización.

Vista del interior del digestor

Requisitos legales en Alemania y Europa

3 Requisitos legales en Alemania y Europa Son necesarias las normativas legales pertinentes para regular los requisitos y el uso de fertilizantes de modo respetuoso con el medio ambiente. Dichas normativas se pueden establecer a nivel regional, nacional o continental. En Europa, por ejemplo, se aplica el Reglamento relativo a los abonos, que en el futuro incluirá también el digestato procedente de plantas de biogás y compost. Con la entrada en vigor del Tratado de Lisboa en el año 2009, se estableció el libre comercio y la libre circulación de mercancías dentro de la Unión Europea. Esto significa que los fertilizantes autorizados en un Estado miembro también se pueden comercializar en cualquier otro país de la UE. Sin embargo, dado que los requisitos para fertilizantes pueden variar en gran medida dependiendo de la legislación nacional y puesto que el Reglamento relativo a los abonos de 2003 incluía únicamente abonos minerales, era necesario implementar enmiendas. Actualmente, el Reglamento relativo a los abonos de la UE está siendo revisado por la Comisión Europea, el Parlamento Europeo y el Consejo. El propósito de la revisión es la armonización de reglas para la comercialización de fertilizantes minerales y orgánicos, así como mejorar la seguimiento y el control por medio de fertilizantes con la etiqueta CE (Communauté Europeanne), la cual les otorga validez general. Básicamente, se establecen valores límite para los contenidos en metal pesado y sustancias extrañas, y también se deben cumplir requisitos mínimos para el contenido en nutrientes para obtener la etiqueta CE como fertilizante UE y poder así continuar siendo comercializado libremente en Europa. El digestato procedente de residuos orgánicos municipales también se puede clasificar como “producto” si se cumplen los requisitos del Reglamento relativo a los abonos de la UE, como por ejemplo los aspectos relacionados a la higienización. En total, la propuesta del Reglamento relativo a los productos fertilizantes de la UE contempla 11 categorías de materiales componentes (CMC) de las que pueden estar constituidos los fertilizantes. Entre estas se cuentan, el digestato (o digerido) y el compost. Cada una de estas CMC establece requisitos específicos que se deben cumplir. Los requisitos para la categoría de digestato se indican aquí como ejemplo de valores sugeridos. Actualmente Impurezas (> 2 mm) Plásticos (> 2 mm) HAP16 se continúan debatiendo los valores ≤ 5 g/kg [total]; ≤ 2,5 g plástico/kg de MS ≤ 6mg/kg exactos, que poNo más de 3 g/kg de MS de Al cabo de 7 años desde la impurezas macroscópicas en fecha de aplicación de este drían diferir en la forma de vidrio, metal o plástico reglamento versión definitiva de tamaño superior a 2 mm del Reglamento.

Finalmente, considerando las 11 categorías de materiales componentes de las que pueden estar constituidos los fertilizantes, éstos se clasifican en una de las 7 categorías funcionales de productos (CFP): abono o fertilizante, enmienda caliza, enmienda del suelo, medio de cultivo, aditivo agronómico, bioestimulante de las plantas y mezcla de productos fertilizantes. Los contenidos en metal pesado están definidos para todos los límites CFP, por ejemplo, cadmio (Cd), cromo (Cr), mercurio (Hg), níquel (Ni), plomo (Pb), arsénico (As), cobre (Cu) y cinc (Zn), y están formulados dependiendo de los requisitos mínimos de la CFP en cuanto a higiene (Salmonella, Escherichia coli), contenido en materia seca o contenido en carbono y nutrientes. Contenidos en metal pesado sugeridos para abono orgánico en [mg/kg de MS] Cd

CrVI

1,5

120

300

800

Asimismo, debe garantizarse la ausencia de Salmonella spp. en el abono orgánico, y el valor de Escherichia coli o enterococos está limitado a un máximo de 1.000 unidades formadoras de colonias (UFC)/g. Existen dos posibles categorías funcionales de productos a las cuales se puede asignar el digestato: por un lado, se puede asignar a la CFP “abono o fertilizante” y por otro a la CFP “enmienda del suelo”. Todos los contenidos en nutrientes están relacionados con el contenido en masa fresca (MF). En la mayoría de los casos, el digestato no alcanza los contenidos en nutrientes requeridos y no puede ser clasificado como “abono orgánico”. Además, a no ser que sea tratado en mayor medida, el digestato no alcanzará el contenido en materia seca necesario para formar parte de los fertilizantes sólidos o de las enmiendas del suelo. Esto significa que la mayoría de los digestatos quedarán excluidos del Reglamento relativo a los productos fertilizantes de la UE. Es una gran desventaja para el mercado por lo que sería conveniente cambiarlo.

Requisitos legales en Alemania y Europa

Contenido sugerido de metales pesados para fertilizantes orgánicos en mg/kg MS Abono orgánico sólido

Abono orgánico líquido

Enmienda del suelo orgánica

Promedio del digestato líquido

Contenido en MS [% MF]

≥40

≤40

≥40

Nitrógeno (N) [% MF]

2,5

0,3

Fósforo (P2O5) [% MF]

0,1

Potasio (K2O) [% MF]

0,14

Carbono orgán. (Corg) [% MF]

≥15

≥5

≥7,5

1,5

Esto conduce inevitablemente a una necesidad de tratamiento de la mayoría de los digestatos líquidos (véase el capítulo 6: “Técnicas de tratamiento del digestato”) para posibilitar su libre comercialización dentro de la Unión Europea. Naturalmente, los requisitos para la legislación nacional no se ven afectados por ello, en caso de que el fertilizante se vaya a comercializar y aplicar únicamente dentro de un Estado miembro cuyos requisitos cumpla. Sin embargo, una vez que entre en vigor el Reglamento relativo a los productos fertilizantes de la UE, puede que también sea preciso enmendar las directrices y normativas nacionales existentes. La entrada en vigor del Reglamento relativo a los productos fertilizantes de la UE no está prevista para antes de finales de 2019. En la República Federal de Alemania, la Ordenanza sobre fertilización transpone el Reglamento relativo a los abonos de la UE al derecho nacional. Especifica la composición del fertilizante, tales como las sustancias que se pueden usar, valores límite de metales pesados y otros contaminantes, contenidos en nutrientes relevantes, así como requisitos de etiquetado y comercialización. La aplicación prevista determina la clasificación como fertilizante, enmienda del suelo o medio de cultivo. Como segundo requisito, la Ordenanza sobre fertilización regula las buenas prácticas profesionales en la aplicación de fertilizantes en terrenos agrícolas. Los requisitos en cuanto a límites de aplicación superiores, determinación de las necesidades de fertilizante de la planta, excedentes de nutrientes, períodos de bloqueo y capacidad de almacenamiento de fertilizantes orgánicos fueron endurecidos significativamente por la última enmienda para explotaciones agrícolas. El principal propósito de dicho endurecimiento es implementar los requisitos de la Directiva Europea sobre los nitratos, que pretende evitar la contamina-

ción por nitratos de las aguas subterráneas y superficiales debido a la agricultura. En la Ordenanza sobre fertilización también se establecen restricciones a la aplicación de fertilizantes que contengan nitrógeno y fosfato en función de la ubicación y las condiciones del suelo. Antes de aplicar un digestato que contenga cantidades significativas de nitrógeno y fosfato, el agricultor o la agricultora debe determinar los requisitos de fertilizante para cada cultivo o unidad de gestión. Probablemente, la medida más importante de la Ordenanza sobre fertilización enmendada es el incremento del límite superior promedio de 170 kg N/ha para todos los fertilizantes orgánicos y orgánico-minerales, lo cual significa que el digestato está ahora también afectado, sean cuales sean los materiales empleados en su producción. Este límite se aplica con independencia de los requisitos de nutrientes reales del cultivo y de las características regionales, tales como la calidad del suelo, las expectativas de rendimiento y la proporción de pastizales. Así pues, este Reglamento socava los ciclos de nutrientes sostenibles y promueve el uso de fertilizantes naturales, ya que no está limitado con carácter generalizado. En contraste, los fertilizantes orgánicos deben ser transportados a otras regiones o a otros canales de distribución.

Aplicación de digestato con manguera de arrastre

Posibles aplicaciones

4 Posibles aplicaciones La fertilización orgánica es una importante fuente de nutrientes para las plantas y de materia orgánica para la humificación. Algunos nutrientes están presentes en el digestato, mineralizados en diversas formas y otros están ligados orgánicamente. Esto se traduce en diferencias en la disponibilidad a lo largo del tiempo en comparación con los fertilizantes minerales. Miles de agricultores aprovechan las múltiples ventajas de la fertilización orgánica para sus cultivos agrícolas. Puesto que el uso de nutrientes también depende de la técnica de la aplicación, de las condiciones meteorológicas y del cultivo fertilizado, podrían darse grandes fluctuaciones en el efecto de los fertilizantes orgánicos. El contenido en nutriente del digestato varía dependiendo de los sustratos utilizados. Además, existen diferentes composiciones dependiendo del tratamiento (separación, secado, etc.) al que se haya sometido el digestato. Por consiguiente, en una separación entre las fracciones líquida y sólida del digestato, es más probable que la fracción líquida contenga amonio (NH4) y potasio (K2O), mientras que la fracción sólida contenga fosfato (P2O5) y material orgánico. Por lo tanto, para una fertilización con nitrógeno apropiada de las plantas es indispensable un análisis periódico del digestato. En principio, tales análisis demuestran que el digestato líquido presenta a menudo un contenido en materia seca del 4-6 %, y que el 60-80 % del nitrógeno está presente como NH4 directamente disponible gracias a la digestión anaeróbica. Esto afecta al valor pH del digestato, que es más elevado que el del estiércol líquido (aprox. 8), lo cual incrementa el riesgo de pérdidas de amoniaco gaseoso. Es preciso contrarrestar esto adoptando las medidas técnicas pertinentes (véase el capítulo 5: “Técnicas de aplicación”). La composición de nutrientes del digestato y la eficacia de los nutrientes son cruciales para la planificación de la fertilización. Por ejemplo, esto se prescribe en la Ordenanza alemana sobre fertilización sobre la base de una determinación de los requisitos de fertilizante. La disponibilidad de nitrógeno depende directamente del

contenido en NH4 y de la proporción entre carbono y nitrógeno (relación C/N). Los fertilizantes con una relación C/N baja (purines, estiércol, digestato líquido) tienen una disponibilidad de nitrógeno mucho más rápida que los fertilizantes con una relación C/N alta (compost, estiércol, digestato sólido). La tabla “Ingredientes de digestatos típicos” recoge posibles composiciones de nutrientes. El amonio presente en el digestato puede ser considerado por el agricultor o la agricultora directamente en el año de aplicación como nitrógeno mineral disponible. Este valor es de aproximadamente el 60 % para el digestato líquido. Además, está la proporción de nitrógeno el cual está ligado orgánicamente pero se encuentra mineralizado (disponible) durante el período de vegetación. La disponibilidad del nitrógeno ligado a la sustancia orgánica varía. Una pequeña proporción se mineraliza de forma relativamente rápida y puede ser absorbida por los cultivos en el año de su aplicación. El nitrógeno que está ligado fuertemente a la sustancia orgánica se mineraliza muy lentamente. Dependiendo de las condiciones meteorológicas y de la intensidad de labranza del suelo, cabe esperar tasas de liberación del 1 al 3 % del nitrógeno total por año. La Ordenanza alemana sobre fertilización ejemplifica cómo esta liberación continua de nutrientes se incorpora en requisitos legales. En el caso del digestato, se especifica una efectividad de al menos el 50 % del contenido total de nitrógeno, que desciende al 30 % para el digestato sólido. Además, se debe añadir la liberación subsiguiente del año anterior en un porcentaje del 10 % del nitrógeno total aplicado durante el año anterior. El contexto de este requisito es que un suministro continuo

Ingredientes de digestatos típicos Forma de digestato

MS [%]

Ntotal [kg/m3]

NH4 [kg/m3]

Cuota de NH4 [%]

P2O5 [kg/m3]

K2O [kg/m3]

Digestato líquido

6,5

5,1

3,2

62,7

2,3

5,5

Fracción líquida separada

5,7

4,9

3,1

63,3

2,0

5,4

Fracción sólida separada

24,3

5,8

2,7

46,5

5,0

5,8

Datos procedentes del Instituto Bávaro de Agricultura.

Posibles aplicaciones

Rendimiento del ensilaje del cultivo [dt / ha MS]

Efecto del digestato sobre el rendimiento 200

Fertilización mineral Digestato

150

Digestato + fertilización mineral

100 50 0 0 100 200 300 Cantidad esparcida de NH4 [kg/ha] Datos procedentes del Instituto Bávaro de Agricultura.

de fertilizantes orgánicos da lugar a una acumulación de humus en el suelo, lo cual se traduce en un incremento lento de la liberación de nitrógeno. El siguiente ejemplo lo ilustra: Si un agricultor aplica 30 metros cúbicos (m³) de digestato líquido con un contenido en nitrógeno de 5 kg N/m³ en su superficie cada año, se puede contabilizar directamente el 50 % del nitrógeno total aplicado (150kg N/ha), esto es, 75 kg N/ha. Además, cabe añadir otros 15 kg N/ha debido al 10 % correspondiente a la liberación subsiguiente del año anterior. En total, el agricultor debe o puede contabilizar 90kg N/ha de la fertilización orgánica. Por regla general, el contenido en NH4 no se puede considerar al cien por ciento completamente equivalente al fertilizante mineral. Los ensayos han demostrado que no todo el NH4 aplicado mediante digestato puede considerarse equivalente al fertilizante mineral. Esto podría deberse a las pérdidas durante el esparcimiento y a las condiciones subóptimas del suelo. Estas desventajas de rendimiento se pueden compensar combinando la fertilización orgánica con la fertilización mineral. En términos generales, el digestato está indicado para la fertilización por nitrógeno en función de la demanda, pero también requiere un uso selectivo y oportuno según los requisitos de las plantas (véase la ilustración: “Efecto del digestato sobre el rendimiento”). Las cantidades de fosfato y potasio contenidas en los fertilizantes orgánicos son equivalentes en cuanto a su efecto a largo plazo a las de los fertilizantes minerales, y por consiguiente deben contabilizarse al 100 %. La práctica ha demostrado que a menudo el P2O5 es el factor limitador para la nutrición de las plantas y requiere una limitación de la tasa de aplicación. En la mayoría de los casos, la fertilización habitual con P mineral (como la fertilización profunda para maíz) se puede restringir

en caso de haberse aplicado una fertilización orgánica a largo plazo. Sobre la base de las propiedades demostradas, en la práctica se pueden derivar los momentos y las cantidades de aplicación típicos, que se muestran en el siguiente ejemplo: Para el ensilaje de grano con unos requisitos de fertilizante de 190 kg N/ha, habitualmente está indicado un suministro de digestato que cubra unos requisitos de nutrientes de 80-100 kg N/ha. Con una efectividad del 50 % y un contenido en N de 5 kg N/m³, esto equivale a una cantidad de digestato de casi 32-40 m³/ha. Para el maíz de alto rendimiento con unas necesidades de nitrógeno de 220 kg/ha, esta administración se podría combinar con una administración posterior de unos 15 m³ desde la perspectiva de la nutrición de las plantas. Esto cubriría otros 40 kg de las necesidades de nitrógeno de las plantas. El digestato no solo contiene nutrientes, sino que también es un fertilizante de humus. Durante la digestión anaeróbica, se descomponen los compuestos de carbono fácilmente digeribles, los cuales mineralizarían rápidamente el suelo en cualquier caso y por lo tanto no contribuirían a la creación de humus. En cambio, los compuestos de carbono estables contenidos en el digestato enriquecen de forma sostenida el contenido en humus del suelo, y generalmente tienen una mayor capacidad de reproducción del humus que el estiércol no digerido. Si se separa el digestato, la fracción formadora de humus se encuentra principalmente en la fracción sólida.

Técnicas de aplicación

5 Técnicas de aplicación En contraste con los fertilizantes minerales, la fertilización orgánica requiere un mayor esfuerzo técnico para suministrar efectivamente los nutrientes a la planta. Es preciso minimizar las pérdidas a las aguas subterráneas y al aire. El elevado contenido en NH4, en combinación con un valor pH más alto, alberga el riesgo de pérdidas en forma de amoniaco (NH3) durante el almacenamiento y la aplicación del digestato. Es posible minimizar los riesgos mediante la aplicación de pérdidas bajas y la incorporación inmediata, que se traducen en un aumento del efecto nutriente. El uso óptimo de los nutrientes constituye la base del valor del digestato como fertilizante. Si se observan las medidas de carácter técnico y organizativo, es posible aproximar el efecto de NH4 del digestato al de la fertilización mineral.

Distribución extensa

Las técnicas para esparcir el digestato líquido que mejor satisfacen los requisitos anteriormente mencionados son procesos con manguera de arrastre, distribuidores por zapatas de arrastre o rajador, así como procesos de inyección plana. Pese a que una distribución extensa posibilita una aplicación con bajas emisiones, esto depende mucho de las condiciones meteorológicas. Solo se pueden esperar buenos resultados a temperaturas frescas en combinación con la precipitación subsiguiente. Al escoger la técnica también es crucial determinar si se transfiere a los cultivos existentes.

Distribución extensa

La distribución extensa mediante una placa deflectora hacia arriba (véase la ilustración: “Distribución extensa”) fue habitual durante mucho tiempo y es muy susceptible a pérdidas. Está prohibida en Alemania desde el 2006. Como técnica de esparcimiento económica todavía se permite un elemento de impacto, que garantice el esparcimiento horizontal (o preferiblemente dirigido hacia abajo) del digestato. Esto permite mantener las pérdidas de NH3 a un nivel comparativamente bajo. En cualquier caso, la precisión de distribución se ve afectada por las condiciones meteorológicas, especialmente por el viento. Es esencial la incorporación inmediata en el suelo, especialmente a temperaturas cálidas. La ventaja de esta tecnología reside —además de un precio de compra asequible— en la aplicación potencial en la vegetación en crecimiento y pastizales. Para mejorar significativamente la distribución lateral y reducir las pérdidas de NH3 durante el esparcimiento, se pueden acoplar mangueras de arrastre a una barra de distribución, de modo que el digestato se suministra directamente al suelo a intervalos regulares. Gracias a la sencilla tecnología y a las grandes anchuras de trabajo con peso reducido, se obtiene una gran eficiencia. Al no ejercerse presión sobre las mangueras, parte del digestato se deposita en plantas en cultivos en crecimiento o en pastizales, lo cual puede conducir a daños a las plantas en condiciones meteorológicas desfavorables.

Técnicas de aplicación

la fertilización profunda mediante inyección antes de la siembra de maíz como depósito de nutrientes. Debido a la compleja tecnología y a las grandes potencias de tracción necesarias, tales sistemas se suelen usar en régimen interempresas y como vehículos autopropulsados.

Manguera de arrastre

Además de esparcir mediante mangueras de arrastre, el uso de distribuidores por zapata de arrastre o rajador está especialmente indicado para cultivos existentes. En este caso, se ejerce presión sobre el suelo mediante los resortes de acero acoplados. Sin embargo, esto no debería confundirse con una inyección, que requiere mucha más presión sobre el suelo. Los patines de suelo en la parte inferior de las zapatas de arrastre abren el cultivo y rompen fácilmente el suelo (dependiendo del tipo y la densidad del suelo), lo cual favorece la infiltración del digestato en el suelo. Al mismo tiempo, se previenen en gran medida los daños a las plantas y a la cubierta herbácea. El contacto directo con el suelo también reduce el potencial de pérdidas. Sin embargo, el esfuerzo técnico es superior y es considerable en términos de peso e inversión de capital. La inyección mediante rajadoras, en la cual el digestato se introduce directamente en el suelo, es óptima en cuanto a las pérdidas y, por ende, también a la disponibilidad para las plantas. Este procedimiento también se puede aplicar en la vegetación en crecimiento. En pastizales, especialmente, se puede apreciar el peligro de daño excesivo a la cubierta herbácea. Un método utilizado con frecuencia en las plantas de biogás es

Una variante de la rajadora es el denominado cultivador de estiércol líquido, con el cual el digestato se esparce y se mezcla con el suelo en una sola operación. Al igual que en la unidad rajadora, la tecnología requiere mayores inversiones y posibilita anchuras de trabajo comparativamente reducidas. El cultivador de estiércol líquido solo se puede utilizar en campos sin vegetación; por tanto, los cultivos en crecimiento requieren otras

Cultivador de estiércol líquido

técnicas de aplicación. Al mismo tiempo, se halla en competencia directa con la aplicación por manguera de arrastre y la subsiguiente incorporación mediante el cultivador convencional. Así pues, la pregunta que se le plantea al agricultor o a la agricultora es: ¿una pasada con una anchura de trabajo pequeña o dos pasadas con una anchura de trabajo grande? En la figura “Propiedades de las diferentes técnicas de aplicación” se evalúan de nuevo los criterios. La técnica para esparcir digestato sólido o separado es el esparcidor de estiércol universal. Existen sistemas con rodillos verticales u horizontales disponibles. Estos esparcidores también se pueden utilizar para esparcir digestato secado y peletizado.

Inyección con rajadora

Técnicas de aplicación

Esparcimiento de digestato sólido

Además de la técnica de aplicación, las medidas organizacionales también pueden contribuir a lograr un aprovechamiento óptimo de los nutrientes. Como se ha mencionado anteriormente, en suelos no cultivados es esencial la incorporación inmediata. En suelos cultivados, las condiciones meteorológicas también desempeñan un papel clave para la prevención de pérdidas de NH3 si no se introduce directamente el digestato en el suelo. Son ideales las condiciones frescas y húmedas, seguidas de precipitación. El potencial de pérdida de NH3 guarda relación con el valor pH. Una manera de reducirlo es reducir el valor pH mediante la acidificación del digestato. Aquí, por ejem-

plo, se puede usar solución de sulfato de amonio con un valor pH de aproximadamente 5, lo cual ocurre generalmente en algunos procesos de tratamiento. Alternativamente, se puede utilizar ácido sulfúrico. Este método también se usa en varios procesos de tratamiento de digestato para minimizar las emisiones durante el tratamiento y almacenamiento de digestato sólido particularmente. El digestato tiene un mayor contenido en NH4, que, con el paso del tiempo, se transforma en nitrato en el suelo. Esto puede conducir a la pérdida de este nitrógeno durante períodos en los que la absorción de nutrientes por parte de las plantas es muy reducida. A fin de evitarlo y de posibilitar una “fertilización de reserva” temprana, se pueden usar inhibidores de la nitrificación (como el Piadin) para ralentizar estos procesos de conversión. Un ejemplo de dicha “fertilización de reserva” es la fertilización profunda antes de plantar maíz, en la que se deposita en el suelo un depósito de digestato.

Propiedades de las diferentes técnicas de aplicación

Tecnología Distribuidor extenso

Manguera de arrastre

Zapata de arrastre o rajador

Inyección mediante rajadoras

Cultivador de estiércol líquido

Anchura de trabajo

Peso

Precisión de distribución

Pérdidas de NH3

“Efecto fertilizante”

Inversión requerida

Contaminación plantas de regeneración natural

No evaluado

Daño a la cubierta herbácea

No evaluado

Área de aplicación

Indicado para la automecanización

Con frecuencia solo entre diferentes explotaciones agrícolas

No aplicable con vegetación

Criterio

Nota

Solo con buenas condiciones básicas o enterramiento directo con buen efecto Datos procedentes del Instituto Bávaro de Agricultura

Técnicas de tratamiento del digestato

6 Técnicas de tratamiento del digestato El tratamiento y el acondicionamiento adicionales son métodos eficaces para ahorrar costos de almacenamiento, transporte y aplicación. El tratamiento puede ser el camino a la comercialización no agrícola, particularmente en regiones donde no sea posible aplicar el digestato completamente en forma líquida. En caso de que se deban crear capacidades de almacenamiento adicionales o sea preciso transportar digestato a largas distancias, muchos operadores de plantas de biogás consideran invertir en el tratamiento del digestato. Además, la posibilidad de establecer nuevos canales de comercialización está adquiriendo mayor importancia, por ejemplo para jardineros y jardineras particulares, empresas de jardinería y paisajismo, trabajos en suelos y fabricantes de fertilizantes. Pero antes de poder escoger el método de tratamiento, se debería definir el objetivo exacto. Por ejemplo, ¿es por regla general posible usar el digestato como fertilizante o es necesario un tratamiento completo hasta el vertido a masas de agua? ¿O solo es importante reducir la cantidad y, por ende, el contenido de agua en el digestato? ¿Está el excedente de calor de la planta de biogás disponible para este tratamiento? ¿O se deberían optimizar su aspecto y manipulación porque las ventas a otros agricultores y agricultoras han caído debido a la competencia con otros fertilizantes orgánicos? ¿Es el contenido en fósforo o nitrógeno un factor limitador para la aplicación debido a requisitos legales? La decisión sobre el mejor proceso depende en gran medida del concepto concreto de planta y de las condiciones regionales, y no se puede adoptar con carácter universal. Además, los procesos concretos se evalúan en cuanto al objetivo, la tecnología y los requisitos de energía y equipamiento, que pueden variar en gran medida de un fabricante a otro y en ocasiones también difieren de la información facilitada. Las tecnologías de tratamiento presentadas en esta publicación pretenden simplemente brindar una evaluación inicial y una perspectiva de conjunto de las diversas opciones. El primer paso del tratamiento suele ser la separación en una fracción líquida bombeable y una fracción sólida apilable. Aquí se crean dos productos diferentes, que se pueden usar de maneras muy distintas. La fracción sólida tiene un menor contenido en nitrógeno y K2O pero está enriquecida con P2O5. Se puede utilizar para crear humus, sobre todo debido a su mayor contenido en carbono. También la aptitud para el transporte aumenta en proporción al contenido en materia seca. Dado que a menudo el fosfato también limita el uso del

digestato, la fracción líquida separada con un contenido en P2O5 relativamente inferior se puede usar más eficazmente para satisfacer los requisitos de nitrógeno del cultivo a fertilizar. Para deshidratar y espesar la fracción líquida, están disponibles la evaporación y la filtración por membrana (principalmente ultrafiltración y ósmosis inversa). También existe un interés creciente en procesos tales como la desorción (stripping) y la precipitación o en la recuperación de solución de sulfato de amonio a partir de digestato líquido. La solución de sulfato de amonio también se puede obtener en un lavador ácido tras el secado o la evaporación al vacío. Al eliminar el agua se pueden reducir las capacidades de almacenamiento necesarias que se deben mantener en los países fríos si ya no se requiere fertilización a finales de otoño y en invierno. El secado de la fracción sólida y, si fuera necesario, la granulación o peletización del digestato seco son técnicas consolidadas. La prioridad en este caso es mejorar la apariencia, la manipulación, la aptitud para el almacenamiento y la comerciabilidad. Durante la peletización se pueden añadir nutrientes individuales u otros aditivos minerales y orgánicos obtenidos a partir de la fracción líquida, para poder ofrecer así fertilizantes adaptados a las demandas de los consumidores y consumidoras. Esta es una perspectiva interesante para un futuro mercado de fertilizantes que se puedan producir a partir de digestato. En la digestión de residuos orgánicos municipales, en muchos países se realiza posteriormente un compostaje. La comercialización de compost está consolidada en muchos países, y su aplicación se traduce en un suministro muy elevado de humus. En algunos casos, el digestato líquido procedente de estas plantas se introduce en plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) junto con las aguas residuales municipales mediante la conversión del nitrógeno contenido en nitrógeno atmosférico N2 (véase el capítulo 6.4: “Tratamiento biológico”), y por consiguiente ya no está disponible como nutriente.

Técnicas de tratamiento del digestato

En cualquier caso, el objetivo debería ser la optimización responsable de la gestión de los nutrientes, que ciertamente puede ir ligada a una reducción de costos o a un incremento del valor añadido. Por tanto, debería tomarse también una decisión sostenible con respecto a las emisiones de NH3 procedentes de los procesos

individuales, los cuales se pueden implementar mediante las tecnologías apropiadas, tales como lavadores ácidos. La solución de sulfato de amonio producida se puede utilizar posteriormente como fertilizante mineral agrícola o se puede comercializar externamente.

6.1 Separación Prensa de tornillo

Alimentación de digestato Tambor de cribado

Transportador helicoidal

Fracción sólida Trampilla de salida

Fracción líquida

El objetivo de la separación es separar mecánicamente la fracción sólida y líquida del digestato. No se produce reducción del volumen; tan solo se reduce en torno a un 10-20 % la necesidad de tanques de almacenamiento de digestato líquido al separar la fracción sólida, dependiendo de la composición de los materiales de partida y de la tecnología de separación. Por regla general, la separación es el primer paso antes del procesamiento posterior. La fracción sólida aplicable con un contenido en materia seca del 20-40 % es más rentable en términos de transportabilidad. Ante todo, se enriquecen el carbono y el fosfato, lo cual significa que el digestato sólido está indicado como buen fertilizante fosforado y el humus para cultivos intermedios y principales con ciclos de crecimiento largos.

Prensa de tornillo

La fracción líquida, con un contenido en materia seca del 1-8 %, posee una elevada fluidez y por consiguiente puede escurrirse fácilmente de la planta e introducirse en el suelo. Debido al enriquecimiento de NH4, esta fracción es un fertilizante nitrogenado de acción rápida que está inmediatamente disponible para las plantas (como maíz, cereales, semillas de colza, pastizal). La prensa de tornillo es la técnica más utilizada. En el proceso, un transportador helicoidal alojado en un tambor de cribado presiona el digestato contra una trampilla de salida por la cual puede salir la fracción sólida. La fracción líquida es separada por el tambor de cribado, que tiene una abertura de malla definida de 0,5-1 mm. La presión de contacto, la abertura de malla y la contrapresión de la trampilla de salida determinan el grado de separación. La tecnología es madura, robusta y sencilla. El consumo de energía eléctrica se sitúa entre 0,2 y 0,6 kilovatios-hora por metro cúbico (kWhel/m³) de insumo, dependiendo de la versión y del tamaño.

Técnicas de tratamiento del digestato

Decantador Tambor de tamizado

to, la velocidad de funcionamiento y las características de las bandas filtrantes, así como mediante el número de poleas de inversión. Habitualmente se añaden agentes floculantes. El consumo de energía es de 1,5-5 kWhel/m³ de insumo.

Transportador helicoidal

Alimentación de digestato

Fracción líquida

Fracción sólida

La segunda técnica es el decantador (la centrifugadora), en la que un transportador helicoidal de rotación rápida está alojado en un tambor de tamizado de rotación más lenta. Debido a su mayor densidad e inercia, el digestato sólido es presionado contra el tambor de camisa y transportado fuera de éste. La fracción líquida puede salir entre el transportador helicoidal y el tambor de tamizado. Se puede variar el grado de separación mediante las velocidades del transportador helicoidal y del tambor de tamizado, así como mediante el rendimiento. La centrifugadora proporciona un grado de separación muy elevado. El consumo de energía es de 3-5 kWhel/m³ de insumo. En las prensas de filtro de banda, se comprime el digestato en forma de cuña entre dos bandas filtrantes y se expulsa el agua a través de las bandas. Las bandas son guiadas mediante poleas de inversión, de modo que incrementan gradualmente la presión. El grado de separación se puede ajustar mediante la presión de contac-

También se pueden utilizar cribas (p. ej., una hoja vibratoria o cribas de tambor) para la separación de sólidos (o impurezas) en combinación con las técnicas anteriormente mencionadas. La fracción líquida puede salir a través de las cribas, mientras que la fracción sólida es retenida y transportada a la salida. El grado de separación se ajusta mediante la abertura de malla, el ángulo de inclinación y la frecuencia de rotación o vibración.

La flotación aprovecha el hecho de que las partículas se adhieren a las burbujas de aire ascendentes y pueden flotar con ellas. A tal fin, se introduce en el tanque de flotación un líquido enriquecido con aire, con adición de agentes floculantes. Se forma un lodo flotante en la superficie del tanque, de donde se puede retirar. La ventaja que ofrece la flotación es la gran pureza de la fracción líquida, prácticamente libre de partículas, que se puede utilizar fácilmente en la filtración por membrana, por ejemplo. El lodo flotante contiene una elevada proporción de agua y podría ser preciso espesarlo. El consumo de energía es de unos 0,2 kWhel/m³ de insumo. A fin de lograr un mayor grado de separación de sólidos, se pueden utilizar floculantes o potenciadores de la floculación. Esto crea una aglomeración de las partículas contenidas en el digestato, y de este modo mejora considerablemente la separación. La adición de agentes floculantes implica un mayor gasto, pero puede ser necesaria en ciertos casos, por ejemplo cuando el contenido de materia seca del digestato es muy bajo se requiere una fracción líquida libre de partículas para su procesamiento posterior.

Decantador

Técnicas de tratamiento del digestato

6.2 Secado El objetivo del secado es evaporar agua y producir digestato seco (acerca de la evaporación del digestato líquido, véase el capítulo 6.5: “Tratamiento líquido”). El aire caliente, procedente del sistema de cogeneración de la planta de biogás, es conducido a través de o sobre el digestato a secar. Los productos se pueden transferir a nuevos ámbitos de ventas, tales como trabajos en suelos, producción de fertilizante, o se pueden usar como lecho para establos de animales. Todavía no se ha consolidado realmente el uso térmico del digestato seco, debido a dificultades técnicas tales como la elevada generación de ceniza y las emisiones de NOx, así como a la concentración de metales pesados. Los diversos procesos de secado están técnicamente maduros y consolidados en Alemania gracias al apoyo adicional de la utilización del calor (acerca del riesgo potencial de incendio del digestato seco y los secadores, véase el capítulo 7: “¡La seguridad es lo primero!”).

Secador de cinta

Para el digestato seco, el contenido deseado de materia seca (que puede superar el 90 %) se puede regular mediante el tiempo de secado y la temperatura. Dependiendo de la humedad residual, es estable durante el

Alimentación de digestato

Aire de escape Cinta transportadora

Aire caliente

almacenamiento y el transporte, pero puede ser preciso compactarlo más para evitar las emisiones de polvo y la combustión espontánea, y para reducir los costos de transporte (véase el capítulo 6.3: “Peletización”). Alternativamente, se puede volver a mezclar el digestato seco con la fracción inicial líquida para producir granulados durante el secado. Para evitar emisiones de NH3, el aire de escape procedente del proceso de secado debería limpiarse mediante un lavador ácido con producción simultánea de solución de sulfato de amonio. Adicionalmente, se pueden evitar las emisiones de NH3 mediante la acidificación del digestato antes del secado. A menudo se utilizan secadores de cinta (véase la ilustración: “Secadores de cinta”), en los que se deposita el digestato sobre una cinta transportadora y se seca a temperaturas de 60-150 °C durante unas 2 horas. También se pueden disponer de múltiples cintas una sobre otra. Un principio similar se aplica a los secadores de empuje-giro, lecho fluído y tambor, en los cuales se transporta el digestato a través del aire caliente mediante el movimiento de álabes, inyección de aire o un tambor rotativo. En los secadores de remolque o de contenedor se sopla aire caliente a través de una pila inmóvil. En el secado asistido por energía solar, se distribuye el digestato sobre el suelo de un invernadero de gran tamaño y se recoloca mediante un carro volteador autopropulsado. Unos ventiladores soplan aire caliente a unos 40 °C sobre las capas de digestato. El secado es asistido por la radiación solar que penetra en el invernadero. Dependiendo de la tecnología utilizada, los requisitos de calor son 750-1200 kilovatios-hora de agua evaporada térmicamente por metro cúbico(kWhtérm/ m³H2O).

Digestato seco

Secado asistido por energía solar

Técnicas de tratamiento del digestato

6.3 Peletización El objetivo de la peletización es compactar el digestato seco para formar pélets de digestato, a fin de mejorar la densidad, así como la manipulación y la apariencia. Esto requiere un contenido en materia seca del digestato seco del 85-90 %. Se hace pasar el digestato a través de moldes aplicando alta presión. Esto provoca temperaturas muy elevadas en las superficies, de modo que los pélets de digestato se derriten exteriormente y adquieren un brillo vítreo.

Molde anular Alimentación

Perforación de canal de prensado

Digestato seco

Cuchilla de cizallamiento Trituradora

Pélets de digestato

En el molde anular se prensa el digestato desde dentro hacia fuera a través del anillo anular de los rodillos interiores. Alternativamente, el digestato puede ser alimentado a un par de rodillos huecos y prensado al interior de los troqueles o a través de un troquel plegable de bolardos situados por encima. El consumo de energía para la peletización de digestato seco es de aproximadamente 30-50 kWhel/tonelada. El digestato seco suelto tiene una densidad aparente de 250-350 kg/m³. La peletización produce pélets con una densidad aparente de 700-750 kg/m³, de modo que reduce considerablemente los costos de transporte y aumenta la aptitud para el almacenamiento. Los pélets de digestato se pueden comercializar de forma óptima en envases más pequeños en centros de jar-

dinería y de bricolaje. Gracias a su limpieza son fáciles de usar por los consumidores y consumidoras finales. Además, se pueden vender mayores cantidades en nuevas áreas de esparcimiento, tales como viñedos, donde no es habitual el esparcimiento convencional de digestato líquido. Los pélets de digestato se disuelven al ser expuestos a la humedad, de modo que los nutrientes que contienen se suministran a la planta. Actualmente solo unas pocas plantas de biogás en Alemania peletizan digestato seco para su posterior comercialización fuera del sector agrícola, pese a que el potencial estimado es muy elevado. Adicionalmente, los pélets de digestato se pueden refinar para convertirlos en fertilizantes especiales con aditivos minerales u orgánicos.

Venta de pélets de digestato en comercio minorista

Técnicas de tratamiento del digestato

6.4 Tratamiento biológico El principal objetivo del tratamiento biológico es estabilizar el material orgánico mediante tratamiento aeróbico o tratamiento combinado (anaeróbico y aeróbico). Se reducen las emisiones olorosas y se fija el nitrógeno como nitrógeno orgánico ligado o se transforma en nitrógeno atmosférico. Mediante el compostaje, el digestato sólido procedente de plantas de digestión seca o de separación se puede convertir en compost mediante putrefacción aeróbica selectiva (adición de material estructural, volteo periódico y aireación opcional). Los composts se dividen en frescos y madurados. Ambos son aditivos y fertilizantes para el suelo aceptados comercialmente para la jardinería y el paisajismo, así como para clientes particulares. Durante la putrePlanta municipal para el tratamiento de aguas residuales facción, los nutrientes solubles y los carbonos contenidos se convierten en complejos de hutrificación, esto es, la conversión anaeróbica de nitrato mus más estables. Debido a los procesos de conversión en nitrógeno atmosférico (N2). Por regla general, esto biológica aeróbicos se alcanzan temperaturas superiorequiere tanques de mayor capacidad, los cuales se res a 70 °C, lo que significa que el poscompostaje de usan para ventilación, sedimentación, clarificación y, si digestato sólido procedente de la digestión de biorresifuera necesario, precipitación. El objetivo es verter posduos municipales se puede utilizar como higienización teriormente el agua purificada a las masas de agua redebido a su efecto germicida. ceptoras. Debido al excedente de nutrientes en la agriTal como se implementa en plantas para el cultura, los procesos basados en estos mecanismos tratamiento de aguas residuales (PTAR) mubiológicos han atraído recientemente un mayor interés, nicipales, la conversión de los compuestos pese a que en el pasado eran presentados como elimide nitrógeno contenidos en el digestato en nitrógeno nación de nutrientes, ya que la circulación se interrumatmosférico (N2) también se considera un proceso biope aquí y el nitrógeno para la producción de fertilizanlógico. En él se combinan la nitrificación —la convertes minerales debe recuperarse de nuevo del aire con sión aireada (aeróbica) de NH4 en nitrato— y la desniun gran costo energético.

Volteo de hileras de compost mediante palas cargadoras

Técnicas de tratamiento del digestato

6.5 Tratamiento líquido El objetivo del tratamiento líquido es lograr una reducción significativa del volumen (de hasta un 50 %) mediante la separación del agua. Los sólidos o nutrientes se concentran en una solución viscosa con un contenido en materia seca de hasta el 15 %. Esta concentración se puede conseguir mediante espesamiento a presión normal (evaporación atmosférica), en un sistema cerrado bajo presión negativa (evaporación al vacío) o mediante filtración en un proceso de membrana. Para la evaporación atmosférica no es imprescindible la separación previa. No obstante, sí lo es para la evaporación al vacío y para el proceso de membrana. Estos procedimientos son mucho más exigentes y sensibles técnicamente. Están consolidados, por ejemplo, en el tratamiento de aguas y en otros procesos industriales. Sin embargo, están menos extendidos para el tratamiento de digestato, aunque actualmente están experimentando una gran demanda, sobre todo en Alemania. Las soluciones de nutrientes concentradas (concentrado) se pueden aplicar como digestato líquido, pero se reduce la carga de trabajo ya que la cantidad de agua a transportar es menor y se puede fertilizar una mayor superficie agrícola en menos tiempo. Además, se reducen también las capacidades de almacenamiento necesarias y, por ende, los costos del transporte del digestato. El agua producida (permeado), dependiendo de las necesidades locales, se puede verter en masas de agua, al sistema de alcantarillado o rociarse sobre terrenos agrícolas. La solución de sulfato de amonio procedente del tratamiento del aire de escape de la evaporación atmosférica o al vacío se puede usar o comercializar como fertilizante mineral. Alternativamente, se puede reducir el valor pH mediante la acidificación del digestato, de modo que el nitrógeno quede ligado en el concentrado. La evaporación atmosférica es similar al secado, con la diferencia de que no se produce digestato seco, sino soluciones nutrientes líquidas espesas. El objetivo es crear la mayor superficie posible para la evaporación, distribuyendo el digestato

líquido sobre láminas, bandas filtrantes, discos y tambores. La energía calorífica requerida es de 1000-1500 kWhtérm/m³ de H2O evaporado.

Evaporador al vacío

Agua (permeado)

Ácido sulfúrico

Digestato líquido Calor Concentrado

Evaporador

Solución de sulfato de amonio

Lavador de vapor Evaporador al vacío

La evaporación al vacío tiene lugar en un sistema cerrado, de modo que no se genera aire de escape. El digestato líquido se distribuye en la superficie interior del evaporador, las placas de calentamiento internas o los intercambiadores de calor, (por ejemplo mediante cepillado o rebosamiento). La presión reducida disminuye la temperatura de ebullición a 40-75 °C, lo que significa que el H2O, CO2 y NH3 (con el valor pH no reducido) abandonan la fracción líquida. Esta mezcla de vapor se limpia de ácidos y de

NH3 en un lavador de vapor dispuesto a continuación y se condensa si es necesario. La energía requerida es de 10-13 kWhel/m³ de insumo y la energía calorífica requerida es de 600-1000 kWhtérm/m³ de H2O evaporado en un proceso monoetapa. A menudo, varias unidades están conectadas en serie (proceso multietapa) a fin de aprovechar el calor procedente de la mezcla de vapor para la siguiente fase. En el proceso de 4 etapas se puede reducir la energía requerida a 5 kWhel/m³ de insumo y la calorífica a 250 kWhtérm/m³ de H2O evaporado.

Técnicas de tratamiento del digestato

En la filtración por membrana se suelen utilizar diferentes membranas con tamaños de poro decrecientes (microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración y finalmente ósmosis inversa). La ultrafiltración (UF), con un tamaño de poro de 0,010,05 micrómetros (µm), y la ósmosis inversa (OI), con un tamaño de poro de 0,0005-0,005 µm, se utilizan habitualmente para tratar el digestato líquido. Dado que las membranas son muy sensibles a los sólidos,

por regla general es necesario utilizar agentes floculantes en la separación y/o la flotación para producir una fracción líquida que contenga la menor cantidad posible de partículas. A medida que aumenta la obstrucción, el trabajo requerido se incrementa drásticamente debido a que los intervalos de limpieza se acortan, y se reduce el rendimiento. El consumo de energía es de 10-30 kWhel/m³ de material introducido.

Filtración por membrana

Digestato líquido

Ultrafiltración (UF) Concentrado UF

Permeado UF Concentrado OI

Ósmosis inversa (OI)

Agua (permeado OI) Módulos de una ósmosis inversa

6.6 Extracción de nutrientes El objetivo de la extracción de nutrientes es producir nutrientes individuales fraccionados que se puedan usar como fertilizantes minerales o en la industria química. Además, se elimina el digestato hasta el punto de que pueda verterse al agua. Actualmente, estos procesos no son muy habituales en el tratamiento del digestato. Los pasos de tratamiento para la extracción completa de nutrientes incluyen la filtración, la precipitación de fosfato y la desorción de amonio. En la precipitación se obtiene fosfato de magnesio y amonio (MAP) o sal de fosfato de calcio, que se utiliza directamente como fertilizante mineral rápidamente disponible o para la producción posterior de fertilizantes. En la desorción se puede producir solución de sulfato de amonio a partir del lavador de gases y, si fuera preciso, también un fertilizante de cal nitrogenada. Además, se obtiene un digestato reducido en nitrógeno, que se puede devolver al proceso de digestión como recirculado. Esta reducción de nitrógeno permite utilizar sin inhibición biológica mayores cantidades de sustratos con contenido en nitrógeno, tales como gallinaza seca. Las aguas residuales con una elevada proporción de materia orgánica y nutrientes se pueden esparcir como un digestato líquido o someterse a tratamiento adicional. Precipitación Permeado procedente de filtración

Elevación del pH

Precipitación de sales de fosfato

Filtración técnica

Producto final: por ejemplo: estruvita

Agua residual con amonio

Técnicas de tratamiento del digestato

La precipitación del fosfato tiene lugar a partir de la fracción líquida, de la cual es preciso separar todos los sólidos. Para ello se utilizan varias etapas de filtración que llegan a la microfiltración con un tamaño de poro de < 0,1 µm. La elevación del valor pH altera el equilibrio de solubilidad de los fosfatos. Las sales de fosfato precipitan como sólido. La composición de las sales de fosfato puede verse influida por la solución cáustica y los aditivos escogidos. Por ejemplo, la adición de estruvita de magnesio provoca la precipitación. La sal precipitada se retira mediante filtrado y se puede usar para producir fertilizantes o en la industria química. El consumo de energía es de unos 10-15 kWhel/m³ de insumo, pero los datos proceden de las primeras plantas piloto y es probable que se puedan reducir aún más en plantas de mayor tamaño. La desorción se utiliza para reducir el contenido en nitrógeno de amonio del digestato. A tal fin, es preciso desplazar el equilibrio entre NH4 y NH3 hacia el lado del amoniaco. Esto se logra elevando el valor pH y la temperatura. El material de insumo se rocía en una columna y se aplica gas en contracorriente. Dependiendo del proceso, el gas puede ser aire o vapor. La desorción por aire consume menos energía que la desorción por vapor, pero requiere más lejía. El gas se carga con amoniaco y se regenera en un lavador de gases con la adición de ácido sulfúrico, produciéndose así la solución de sulfato de amonio. Alternativamente se puede utilizar yeso procedente de la desulfurización de los gases de combustión (yeso FGD) para la regeneración, lo cual produce adicionalmente fertilizante de cal nitrogenada. Si se trata el digestato sin separación previa, también se pueden producir fibras de lignocelulosa liberadas del NH3, que pueden utilizarse como sustituto de madera o de fibra. Además, el aumento temporal de la temperatura del sustrato por encima de 70 °C provoca una descomposición adicional de la materia orgánica, lo cual se traduce en una mayor producción de biogás. Se puede eliminar por completo el amonio mediante la desorción de permeado libre de fosfato a partir del precipitado. Dado que el permeado no contiene sólidos, desaparecen los problemas habituales, tales como la obstrucción y el recubrimiento del material de relleno del sistema de desorción. El agua residual resultante tiene una demanda química de oxígeno (DQO) demasiado elevada como para ser vertible directamente al agua, por lo que debe ser rociada o purificada adicionalmente. La energía requerida es de unos 5-10 kWhel/m³ de insumo, y la energía calorífica requerida es de 45-100 kWh térm/m³ de insumo.

Precipitación

Desorción

Vapor nitrogenado

Vapor

Insumo: ácido sulfúrico

Digestato líquido

Digestato reducido en N

Producto: solución de sulfato de amonio

Desorción

¡La seguridad es lo primero!

7 ¡La seguridad es lo primero! Las plantas de biogás y de tratamiento de digestato son plantas complejas en términos de tecnología de procesos, y pueden entrañar diversos riesgos para las personas y el medio ambiente. Para posibilitar el funcionamiento seguro de la planta, es absolutamente imprescindible observar ciertas recomendaciones de seguridad y ponerlas en práctica. Fabricantes, planificadores y planificadoras y operadores deberían colaborar estrechamente desde el principio para garantizar que el funcionamiento de las plantas de biogás y de tratamiento de digestato no ponga en riesgo la salud y el medio ambiente. Décadas de experiencia han demostrado que, ya desde la fase de planificación, es preciso diseñar la planta de modo que se minimicen los riesgos durante su funcionamiento. Esto incluye el uso de componentes seguros y de alta calidad, que sean fáciles de manejar y mantener por el futuro operador. Los fabricantes de plantas de tratamiento de digestato también deberían facilitar la documentación exigida por la legislación y las instrucciones para el funcionamiento y el mantenimiento seguros. Los riesgos medioambientales incluyen, en particular, las emisiones al aire, por ejemplo por la liberación de metano y de digestato, así como la contaminación asociada de masas de agua. En las plantas de tratamiento de digestato también se pueden generar emisiones aumentadas de amoniaco como consecuencia del secado. El metano (CH4) como fuente de energía puede en-

BIOGAS

Safety first! Safety first!

Español

-how BIOGAS Know

Directrices para el uso seguro de la tecnología del biogás fe use Guidelines for the sa gy olo hn tec s ga of bio

trañar peligros para la salud. Al mezclarse con aire (4,4-16,5 % CH4) se puede formar una atmósfera explosiva peligrosa. También puede darse este caso con el secado del digestato y la formación de polvo. Para evitar el riesgo de explosión o incendio, las zonas en las que pueda formarse una atmósfera explosiva peligrosa deberían equiparse con los dispositivos de protección y advertencia adecuados. Esta información debe documentarse en lo que se conoce como el Plan de Protección contra Explosiones, el cual debe implementarse en la planta. En las plantas de secado puede surgir un riesgo de incendio adicional, debido al autocalentamiento del digestato todavía activo durante el almacenamiento. Si aún está presente una cierta humedad residual, se puede liberar una enorme cantidad de calor debido a la actividad de las bacterias, lo cual puede conducir a la combustión espontánea y, en combinación con la generación de polvo, incluso al peligro de explosión. Sin embargo, los principales riesgos en una planta de biogás, no están directamente relacionados con el gas. Por ejemplo, en las plantas existen riesgos mecánicos tales como partes móviles. También existe un cierto riesgo derivado de sustancias biológicas y químicas, tales como bacterias, mohos o aditivos y sustancias auxiliares. El biogás propiamente dicho y sus componentes también son peligrosos, ya que pueden ser tóxicos y asfixiantes. Para poder evaluar los peligros mencionados y las medidas de protección necesarias, es absolutamente imprescindible preparar una evaluación de riesgos de todas las actividades de la planta. El operador debería documentar los peligros que pueden ocurrir y cuáles son las probabilidades de que se materialicen, así como la gravedad de las posibles consecuencias para el medioambiente y la salud. Sobre esta base se deberán adoptar las medidas de protección oportunas. También es esencial, para el funcionamiento seguro de la planta, que el personal de operación esté instruido conforme a la evaluación de riesgos y reciba formación frecuentemente sobre peligros potenciales, así como sobre el mantenimiento periódico de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Para más información sobre la seguridad se puede consultar el folleto “Safety First!” en www.biogas-safety.com.

Estrategias de comercialización

8 Estrategias de comercialización Los operadores de las plantas de biogás deben tomar una serie de decisiones de comercialización para lograr un uso económicamente óptimo del digestato. El factor crucial reside en los grupos de clientes destinatarios a los cuales se venderá el digestato. De ello dependerán el diseño del producto, el canal de venta, las comunicaciones y el precio. Distribución de ventas de digestato entre grupos de clientes

Digestato líquido 0,4%

Digestato sólido

0,4%

11,3%

Agricultura convencional

10,6%

Jardinería y paisajismo

3,8%

Otras áreas

Agricultura ecológica

99,2%

En Alemania, hasta la fecha, la mayoría de plantas de biogás han venido suministrando su digestato no tratado a explotaciones agrícolas, cercanas a la planta. Esta práctica se aplica especialmente al digestato líquido, mientras que con creciente frecuencia se intenta acceder a otros grupos de clientes para vender el digestato sólido (véanse los gráficos “Distribución de ventas de digestato entre grupos de clientes”). Sin embargo, muchas plantas tienen dificultades para vender su digestato a explotaciones agrícolas cercanas a la planta. La nueva ordenanza sobre fertilización agravará aún más esta situación. Mediante el tratamiento del digestato para producir fertilizantes comercializables, los operadores de plantas pueden acceder a nuevos grupos de clientes (véase la ilustración: “Canales de venta y grupos de clientes potenciales”). La comercialización del digestato es también un factor relevante e importante en otros países en el intento de lograr la viabilidad económica de una planta de biogás (véase el capítulo 10: “Importancia del digestato en los países en desarrollo”). Cada uno de estos grupos de clientes plantea sus propias demandas en lo que respecta al diseño de los productos. Los diversos productos que se pueden fabricar a partir del digestato se presentaron con detalle en el capítulo 6: “Técnicas de tratamiento del digestato”. Por ejemplo, las explotaciones agrícolas pueden utilizar digestato no procesado con un contenido de materia seca de solo el 7 %. Por su parte, los jardineros y jar-

74,3%

Datos del organismo federal alemán de compost Bundesgütegemeinschaft Kompost e.V.

El tratamiento del digestato facilita su comercialización a tres niveles: ff La concentración de nutrientes incrementa el valor por unidad de peso, y reduce así los costos de transporte. ff Los productos tratados son más fáciles de manipular y son menos olorosos. ff El tratamiento, posiblemente combinado con la adición de nutrientes y la estandarización, permite acceder a nuevos mercados de venta (jardineros y jardineras particulares) y nuevos canales de distribución (centros de jardinería).

dineras particulares prefieren productos sólidos tales como pélets o productos líquidos concentrados. También varían las rutas de distribución. Es más probable que los agricultores y agricultoras y las empresas de transformación, tales como las de trabajo de suelos, sean servidos directamente por los operadores de plantas. En cambio, los jardineros y jardineras particulares suelen comprar sus productos fertilizantes en centros de jardinería o bricolaje. Y también es posible la en trega directa a domicilios particulares a través de una tienda virtual o la tienda para granjas. Por último, pero no menos importante, existen grandes diferencias de precio entre grupos de clientes. Las

Estrategias de comercialización

explotaciones agrícolas basan en parte su predisposición a pagar en el valor fertilizante del digestato. Sin embargo, sobre todo en regiones ricas en nutrientes, es muy habitual que el digestato sea suministrado por los operadores de plantas de manera gratuita o incluso con un pago adicional a los agricultores y agricultoras. En contraste, los precios para los jardineros y jardineras particulares son cientos de veces más elevados que para el sector agrícola. No obstante, estos precios también deben cubrir los costos del tratamiento, la comercialización y la distribución.

En un estudio realizado en Alemania por la Universidad de Nuertingen-Geislingen y Kantar TNS, como parte del proyecto GÄRWERT1 sobre la toma de decisiones de jardineros y jardineras se pudo concluir lo siguiente::

Los jardineros y jardineras particulares son un grupo de clientes interesante. En primer lugar, en este sector se generan ingresos elevados: solo en Alemania, en el 2015 se facturaron casi 1.700 millones de euros (EUR) por fertilizantes, tierras y productos de protección para las plantas; el tamaño del mercado total de horticultura y jardinería en Alemania es de aproximadamente 18.000 millones de euros. En toda la UE se facturan casi 90.000 millones de euros en el mercado de la horticultura, y solo en los Estados Unidos Mi padre siempre ha abonado con los viveros y los centros de jargrano azul, y el abuelo de mi esposa dinería generan ventas totales siempre ha fertilizado con harina de 2 superiores a 40.000 millones cuerno. de dólares. En segundo lugar, los precios finales son considerablemente elevados: en algunos casos se pueden cobrar hasta 4 EUR/kg por productos de marca, lo cual multiplica el valor del nutriente. Sin embargo, la inte gración del digestato en este sector depende de la aceptación por los fabricantes de fertilizantes, minoristas y clientes finales. Así pues, las preferencias y actitudes de los jardineros y jardineras particulares ante los fertilizantes para huertos revisten una importancia crucial y son criterios determinantes para la comercialización del digestato en el sector hortícola.

ff Experimentos de elección: se presentaron a los y las participantes diferentes fertilizantes y tierras, y tuvieron que escoger entre tres productos en doce rondas (experimento de elección discreta)

Canales de venta y grupos de clientes potenciales

Productor

Contratista Comerciante agrario

Planta de biogás Digestato no tratado / acondicionado

Productor de tierras y fertilizantes

ff Estudio previo: 20 entrevistas cualitativas con jardineros y jardineras particulares, evaluación mediante análisis cualitativo del contenido ff Encuesta en línea a gran escala con un total de más de 1.000 participantes, análisis cuantitativo ff Preguntas sobre actitudes y sociodemografía

ff Determinación de la importancia de diferentes atributos de producto para la decisión de compra a partir de las elecciones, empleando cálculos estadísticos En las entrevistas cualitativas se puso rápidamente de manifiesto que la mayoría de jardineros y jardineras particulares no están seguros a la hora de comprar fertilizantes y tierras. En consecuencia, un gran número de clientes basan su decisión de compra en el nombre del producto (por ejemplo: fertilizantes para rosales) y la marca. También se consideran los ingredientes indicados al dorso del envase. Sin embargo, a muchos compradores y compradoras esta información les resulta demasiado complicada y no muy útil. Se presenta, a modo de ejemplo, algunas citas de las entrevistas cualitativas con éstos. Muchos clientes todavía no tienen clara la composición de su fertilizante. Sin embargo, palabras como “guano” son conocidas por las personas encuestadas. Además, otro criterio positivo importante para algunos consumidores y consumidoras es el concepto “orgánico”. Cabe destacar que los fertilizantes y los productos para el cuidaUsuarios / as finales do de las flores y los lechos de flores son adquiridos prinClientes institucionales cipalmente por mujeres. Otro ff Agricultura resultado interesante es que, ff Horticultura y en algunos casos, los consupaisajismo ff Viveros

Internet

ff Productores de energía

Clientes particulares Centros de bricolaje y jardinería Tienda para granjas

ff Personas aficionadas a la jardinería

Queremos expresar nuestro agradecimiento a la Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe e.V. (Agencia de recursos renovables alemana, FNR) y al Ministerio Federal de Alimentación y Agricultura (BMEL) de Alemania por la financiación del proyecto GÄRWERT (n.º ref. proyecto: 22402312).

Estrategias de comercialización

midores y consumidoras diferencian en gran medida cuando se trata de la fertilización: se prefieren fertilizantes orgánicos para el cultivo de verduras, mientras que se utilizan fertilizantes minerales para plantas ornamentales y de maceta porque no se consumen. Algunas de las preferencias mencionadas acerca de los posibles materiales de partida en el digestato son contradictorias: en general, los cultivos energéticos recibieron una valoración más bien negativa. En cambio, los digestatos procedentes de estos fueron apreciados por su homogeneidad para su posible uso en el huerto o jardín. En contraste, los jardineros y jardineras particulares identificaron el riesgo de residuos e impurezas no deseados en el digestato procedente de plantas de digestión de residuos, pese a que en general evaluaron positivamente las plantas de tratamiento de residuos por motivos ecológicos. Los resultados de la encuesta en línea aportan información adicional sobre el comportamiento de toma de decisiones de los consumidores y consumidoras. Los colores en las tablas indican la importancia de cada at-

La ortiga es un fertilizante excelente: mantiene alejadas a las plagas y se dice que actúa como acelerador del crecimiento. También se dice que en ocasiones estuvo prohibido por ser tan eficaz, y porque no le hace mucha gracia a la industria, etc. Creo que ya está prohibido en Francia. 2

ributo para el respectivo grupo de compradores y compradoras. Sin embargo, no especifican cuales son los niveles del atributo (por ejemplo precio alto o bajo) que son preferidos por los jardineros y jardineras.

Mi madre tuvo, en una ocasión, un inquilino cuyo hermano o padre había tenido un vivero y le dio el siguiente consejo: lo mejor para los tomates es 2 el estiércol de vaca.

La primera tabla muestra los resultados del experimento de elección de fertilizante y deja patente que la importancia de los atributos del producto varía en gran medida entre los diferentes grupos de clientes. Los grupos 2 (“Compradores/as ecológicos/as sensibles al precio”) y 3 (“Compradores/as sensibles al precio”) se fijan casi exclusivamente en los precios bajos. El

Citas de las entrevistas cualitativas con jardineros y jardineras particulares.

Importancia de los atributos de producto para los diferentes grupos de clientes (fertilizantes) n=504

Grupo 1 (n=53) “Compradores / as de productos universales

Grupo 2 (n=36) Compradores / as ecológicos/as sensibles al precio”

Grupo 3 (n=96) “Compradores / as sensibles al precio”

Grupo 4 (n=273) “Compradores / as multicriterio”

Grupo 5 (n=46) “Compradores / as de productos de alta gama”

Marca (fertilizante de alta gama/fertilizante barato) Orgánico (sí/no) Contenido en nutrientes (NPK) Orgánico / mineral Precio (6 EUR, 9 EUR, 12 EUR) poca importancia

importancia media

gran importancia

Importancia de los atributos de producto para los diferentes grupos de clientes (tierras) n=507

Grupo 1 (n=55) “Compradores / as sensibles a la materia prima (antiguano)”

Grupo 2 (n=148) “Compradores / as sensibles al precio”

Grupo 3 (n=61) “Compradores / as de productos ecológicos”

Grupo 4 (n=116) “Compradores / as de productos de alta gama”

Grupo 5 (n=127) “Compradores / as centrados / as en el precio”

Marca Etiqueta (orgánico) Etiqueta (sin turba) Etiqueta (con guano) Materia prima Precio (4 EUR, 6 EUR, 8 EUR)

Estrategias de comercialización

grupo 5 (“Compradores/as de alta gama”), por el contrario, se fija mucho en la marca, pero también tiene en cuenta otros atributos, por ejemplo si el fertilizante es “orgánico”. Cabe destacar que para el grupo 5, un precio más elevado en lugar de uno bajo anima a la compra. Aparentemente, este grupo utiliza el precio como indicador de calidad. También cabe señalar que, para todos los grupos de clientes, a excepción de los “sensibles al precio”, el atributo “orgánico” reviste una importancia media, lo cual brinda un punto de partida para la comercialización del digestato. Por otra parte, el hecho de que el fertilizante sea mineral u orgánico solo es relevante para los “compradores/as de alta gama”. El contenido total en nutrientes también reviste escasa importancia: la mayoría de los y las clientes no conocen el significado de los valores.

La marca juega un papel meramente subordinado para todos los grupos en cuanto a los suelos. En lo que res pecta a las materias primas, la frase “procedente de cultivos energéticos” es extremadamente popular en todos los grupos de clientes, pero las afirmaciones “procedente de residuos digeridos” y “procedente de residuos de una planta de biogás” quedan muy por debajo. Al utilizar guano, los grupos de compradores muestran preferencias distintas: el grupo 1 evita el guano, mientras que el grupo 4 tiene una actitud positiva hacia el mismo. Se puede concluir que entre los jardineros y jardineras particulares existen ciertamente compradores y compradoras para quienes las propiedades de producto evidentes en el digestato son muy importantes: procedente de cultivos energéticos, sin turba y la etiqueta “orgánico”. Por consiguiente, en el futuro se debería otorgar mayor consideración a este mercado. No es posible extrapolar tal cual los resultados de Alemania a otros países. Los conocimientos sobre fertilizantes, así como las preferencias, pueden diferir considerablemente. No obstante, los datos alemanes pueden servir como punto de referencia inicial para la comercialización o para sus propios estudios de consumidores y consumidoras. Los siguientes aspectos son particularmente importantes para la comercialización: Política de producto ff El nombre del producto (fertilizante para arbustos, rosales, tomateras, etc.) reviste gran importancia al comprar, ya que tiene un efecto de recomendación, aunque los fertilizantes no tengan que cumplir requisitos relativos a ciertos contenidos en NPK.

Los resultados del experimento de elección de tierras mostrados en la segunda tabla también revelan claras diferencias entre los grupos de clientes. El grupo 3 (“Compradores/as de productos ecológicos”) debería ser el grupo más interesante para los comercializadores de digestato. Estos clientes otorgan gran importancia a la materia prima de sus tierras de jardín y responden positivamente si proceden de cultivos energéticos. También es posible conquistar a este grupo de clientes por el hecho de que el digestato podría ser declarado “libre de turba” y en algunos casos como “orgánico”. El grupo 4 (“Compradores/as de productos de alta gama”) también otorga importancia a las materias primas y a la ausencia de turba. Otra característica atractiva de este grupo es que prefiere los precios elevados. En este caso, el precio también parece actuar como indicador de calidad. El grupo 5 (“Compradores/as centrados/as en el precio”) compra basándose casi exclusivamente en el precio y rara vez se interesa por las materias primas o por la ausencia de turba.

ff En cambio, el contenido en nutrientes carece de importancia para muchos compradores y compradoras. Política de precios ff La mayor demanda corresponde a los productos de precio bajo y medio. ff No obstante, también existen grupos de clientes que usan el precio como indicador de calidad. Política de comunicación ff Etiquetas tales como “sin turba”, “orgánico” y “procedente de cultivos energéticos” pueden ser decisivas para ciertos grupos. También es incuestionable que una amplia gama de productos con fertilizantes especiales y una comercialización diferenciada excede las posibilidades de muchos operadores de plantas. Por consiguiente, sería preciso buscar socios en el negocio minorista o entre fabricantes de fertilizantes y tierras. Otra idea es que las plantas de biogás se fusionen con empresas de participación comercial.

Aseguramiento de la calidad en Europa

9 Aseguramiento de la calidad en Europa Durante los últimos 25 años se han establecido en varios países de la UE sistemas de aseguramiento de la calidad para productos de compost y de digestato. Dichos sistemas forman la espina dorsal del reciclaje sostenible de los recursos biológicos, garantizando la fabricación y comercialización de productos de calidad elevada y constante. A fin de apoyar la fabricación de productos de compost y de digestato de alta calidad en toda Europa, la Red Europea de Compost e.V. (ECN, por sus siglas en inglés) desarrolló el concepto para un sistema paneuropeo de aseguramiento de la calidad (ECN-QAS) en su grupo de trabajo “Aseguramiento de la calidad y estandarización”. Esto incluye la caracterización de estándares de calidad para recursos orgánicos reciclados (compost y digestato) con el objetivo de facilitar la libre circulación transfronteriza de mercancías dentro de la UE. Se basa en los sistemas de aseguramiento de calidad nacionales existentes y en los conocimientos dentro de las organizaciones afiliadas. El ECN-QAS está registrado como marca para organizaciones de aseguramiento de la calidad certificadas, productos de compost y digestato, en el Registro de marcas comunitarias (“OHIM 2012/210: n.º MR 011007168”). El sistema ECN-QAS, que se lanzó en el 2010 y fue enmendado con criterios de calidad para el digestato en el 2014, establece requisitos para organizaciones nacionales de aseguramiento de la calidad y para la gestión de procesos, así como criterios de calidad de compost y digestato. Su objetivo es sentar unas bases comunes para los sistemas de calidad existentes en Europa y apoyar a los Estados miembros en la definición de estándares de calidad y el desarrollo de sus propios sistemas de aseguramiento de calidad para composts y digestato. Actualmente están aprobadas cuatro organizaciones nacionales de aseguramiento de la calidad (Austria: KBVÖ; Bélgica: Vlaco, Alemania: BGK; e Italia: CIC). El sistema ECN-QAS ha apoyado iniciativas políticas europeas que establecen criterios para determinar cuando un residuo deja de serlo para compost y digestato dentro de la Directiva marco sobre los residuos, y fue citado en el informe IPTS del CCI sobre criterios para determinar cuando un residuo deja de serlo para compost y digestato: “la Red Europea de Compost ha establecido un sistema de gestión de calidad para el compost que cuenta con un amplio apoyo”. ECN-QAS es un sistema de aseguramiento de la calidad paneuropeo e independiente para Organizaciones Nacionales de Aseguramiento de la Calidad (ONAC).

Marca registrada “ECN-QAS”

Sellos ECN-QAS para compost y digestato

Opera conforme a la norma ISO/IEC “Evaluación de la conformidad. Requisitos para organismos que certifican productos, procesos y servicios” (ISO/IEC 17065) y se basa en los conocimientos sobre —y la experiencia en— organizaciones de aseguramiento de la calidad existentes. El sistema ECN-QAS requiere: ff una evaluación de la conformidad de los sistemas de aseguramiento de calidad nacionales por la ECN; ff la evaluación periódica de la producción de compost y digestato en las plantas por parte de la Organización Nacional de Aseguramiento de Calidad; ff la toma y el análisis periódicos de muestras del producto final por parte de laboratorios independientes reconocidos para determinar parámetros de calidad relevantes, junto con la evaluación de los resultados por la organización nacional de aseguramiento de la calidad; ff la documentación por la Organización Nacional de Aseguramiento de Calidad con información sobre las características de calidad del producto, requisitos legales, la declaración necesaria para el compost y el digestato e información sobre el uso, tasas de aplicación y buenas prácticas; ff otorgamiento del sello de calidad ECN-QAS a plantas de compostaje o digestión por parte de la Organización Nacional de Aseguramiento de Calidad. Se puede consultar información sobre el ECN-QAS y el Manual ECN-QAS en el siguiente sitio web: www.ecn-qas.eu.

Importancia del digestato en los países en desarrollo

10 Importancia del digestato en los países en desarrollo Las estrategias de desarrollo agrícola en países en desarrollo —encaminadas al desarrollo económico— deben orientarse hacia el incremento asequible de la productividad sostenible de las tierras cultivadas. Los digestatos entran en este debate sobre la promoción de un sistema de suelo-planta-entorno sano, con aspectos como el incremento de la materia orgánica en el suelo y la capacidad de retención de agua, a fin de reducir la degradación de la tierra y mejorar la producción agrícola sostenible.

Digestato seco de un proceso de digestión anaeróbica en la zona rural de Uganda

Conforme a la definición más extendida, se consideran países en desarrollo a aquellos que poseen una base industrial menos desarrollada y un índice de desarrollo humano (IDH) bajo en comparación con otros países. Entre los países en desarrollo se cuentan (en orden descendente de crecimiento económico o tamaño del mercado de capitales): países recientemente industrializados, mercados emergentes, mercados fronterizos y países menos adelantados. Por consiguiente, los países menos adelantados son los más pobres entre los países en desarrollo. La inmensa mayoría de éstos se pueden identificar en el continente africano (véase la ilustración: “Países menos adelantados”). Los países en desarrollo tienden a tener algunas características en común: entre otros criterios, a menudo presentan bajos niveles de acceso fiable y asequible al agua, sanidad, higiene y energía. Por regla general, están sometidos a elevados niveles de contaminación (incluida la contaminación de las

aguas y suelo) y, dependiendo de la región geográfica, a menudo sufren efectos directos e indirectos del calentamiento global (como las inclemencias meteorológicas, inundaciones, sequías). En este contexto, las energías renovables están particularmente indicadas para los países en desarrollo: sobre todo en áreas rurales y remotas, la transmisión y distribución de energía generada a partir de combustibles fósiles o por grandes centrales eléctricas centralizadas pueden ser difíciles y caras, lo cual se traduce en índices de electrificación muy bajos en la mayoría de países en desarrollo. La generación de energía renovable a nivel local (esto es, con carácter descentralizado) puede ofrecer una alternativa viable. Considerando las condiciones en los países en desarrollo anteriormente descritas, la tecnología del biogás puede suministrar la energía necesaria no solo para crear negocios y empleo, sino también para

Importancia del digestato en los países en desarrollo

Países menos desarrollados Clasificados como economías en desarrollo (desde 2008)

cocinar, así como iluminación para el uso doméstico (directo). Al mismo tiempo, el digestato, como segundo producto vinculado a la producción de biogás, se puede utilizar para diversos fines, como la fertilización orgánica para aumentar los rendimientos de la producción agrícola, salud de los cultivos y, lo que es más importante, para garantizar un uso de los terrenos agrícolas medioambientalmente responsable y sostenible. En particular para los países africanos subsaharianos, la producción agrícola está limitada por precipitaciones insuficientes, irregulares y por la escasa fertilidad del suelo. En situaciones en las cuales las tierras disponibles para un hogar para la producción de alimentos y cosechas comerciales es de solo una hectárea, el método tradicional de restablecer la fertilidad del suelo mediante la rotación de cultivos resulta cada vez más difícil o ya no es posible. Es probable que el rápido crecimiento de la población humana, junto con el retorno insuficiente de nutrientes vegetales a los suelos debido al cultivo cada vez más intensivo (presión de utilización) y la falta de conocimientos de agricultura orgánica, se traduzcan en un agotamiento de la fertilidad del suelo aún más rápido que el experimentado en el pasado reciente. La materia orgánica es un factor clave en la fertilidad del suelo: una disminución de la cantidad de materia orgánica puede provocar una reducción de la fertilidad del suelo, e incrementar además el riesgo de erosión del mismo. El deterioro de la materia orgánica del suelo varía según la zona agroecológica, el tipo de suelo y los patrones de cultivo. Examinando los países menos adelantados anteriormente identificados, es más intenso en el África Oriental, seguido por la costa del África Occidental y África del Sur, y es menos intenso en el Sahel y África Central. Sin embargo, se trata de un fenómeno que se puede observar no solo en el continente

africano, sino también en Latinoamérica y en Asia. La fertilización con materia orgánica, por ejemplo, compost o digestato procedente de la digestión anaeróbica, representa una alternativa para la agricultura sostenible. Esto se aplica en especial a los países en desarrollo, ya que los fertilizantes orgánicos están disponibles de forma generalizada sin costo o a un costo significativamente menor en comparación con los fertilizantes artificiales. En consecuencia, el digestato procedente de la digestión anaeróbica, a menudo llamado “biolodo” a nivel regional, se puede considerar como enmienda orgánica o fertilizante orgánico si se manipula y gestiona correctamente. Sin embargo, el contenido en nutrientes de todos los tipos de digestato anaeróbico depende principalmente de la naturaleza del sustrato y del proceso de digestión. La agricultura sostenible tiene como objetivo mejorar la fertilidad del suelo proporcionando un sistema de suelo ideal para el crecimiento de plantas. Esto mejora las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo, y aumenta así su salud. Los problemas inherentes a los suelos tropicales incluyen la acidez del suelo, el exceso de aluminio, la deficiencia de calcio y la escasez de materia orgánica. En ocasiones, la adición de materia orgánica como el digestato es la única manera de lograr que los suelos sean económicamente productivos, y de hacerlo de modo ecológicamente responsable. Por consiguiente, el uso de enmiendas orgánicas es prácticamente sinónimo de productividad del suelo: el incremento de la materia orgánica del suelo usando digestato como fertilizante tiene la ventaja añadida de mejorar la calidad del suelo, aumentando así la sostenibilidad a largo plazo de la agricultura3. Problems and Prospect of Organic Farming in Developing Countries, Bello. W. B., Ethiopian Journal of Environmental Studies and Management, Vol. 1, n.º 1, marzo de 2008, https://www.ajol.info/index. php/ejesm/article/viewFile/41568/8868.

Importancia del digestato en los países en desarrollo

Alimentación diaria de una planta de biogás doméstica: mezcla de estiércol de vaca con agua

Distribución manual de digestato líquido

10.1 Caso de estudio: Uganda Energía renovable y biogás: situación actual Dado que Uganda posee abundantes recursos energéticos renovables, el potencial de capacidad de energía eléctrica estimado total es de unos 5.300 MW. Sin embargo, gran parte de estos recursos siguen estando en gran parte sin explotar. Hasta el momento, solo la biomasa (especialmente el bagazo) y grandes recursos hídricos a lo largo del río Nilo han sido desarrollados hasta cierto punto para suministrar energía eléctrica a través de una red nacional. Los demás recursos, incluido el biogás, continúan estando ampliamente desaprovechados. No obstante, el sector de energías renovables en Uganda ha registrado un crecimiento continuo durante los últimos 10 años, y se prevé que continúe aumentando. Biogás en Uganda El Gobierno de Uganda apoya el uso de las energías renovables, incluyendo el biogás. Tanto la geografía como el clima en Uganda brindan condiciones propicias para el funcionamiento de plantas de biogás: las áreas más atractivas para la comercialización a gran escala de éstas son los distritos del suroeste, centrales y del sureste. Estos distritos pertenecen a áreas con los mayores déficits de abastecimiento de combustible de madera, lo cual sugiere que la diseminación del biogás tendría un gran impacto en los recursos forestales y la conservación de la biodiversidad. Además, el llamado corredor del ganado se extiende desde el oeste hasta el nordeste de Uganda, donde abundan las explotaciones lácteas y la cría de ganado gracias a los recursos hídricos y a la frondosa vegetación. Dado que el Gobierno está promoviendo el uso de recursos energéticos renovables, la política actual crea un entorno propicio para la adopción de tecnologías como el biogás (por ejem-

plo, la importación libre de impuestos). En los últimos ocho años, el país ha registrado un aumento del número de plantas de biogás domésticas desde unas 600 en el 2009 hasta casi 10.000 en el 2018. Sus dimensiones varían entre 3 y 30 m³, mientras que unas docenas de plantas institucionales pueden llegar a 300 m³. Mientras que estas últimas suelen estar ubicadas en universidades y escuelas y utilizan excrementos humanos como principal insumo (con algo de estiércol de vaca y residuos de cocina añadidos para lograr un rendimiento de gas adicional), las plantas domésticas se alimentan con estiércol de vaca y agua, y producen biogás para alimentar fogones. Los sustratos típicos en Uganda incluyen estiércol animal (ganado, cabras, cerdos y aves de corral), residuos orgánicos domésticos (hortalizas estropeadas, sobras de comida, etc.), residuos vegetales (pasto elefante, diversas hojas, piel de plátano) y excrementos humanos. Marco legal El marco legal introducido por el Gobierno pretende promover el uso de la tecnología de biogás debido a los múltiples beneficios asociados ésta, que incluyen seguridad sanitaria, medioambiental, así como alimentaria. A tal fin, la Oficina Nacional de Normalización de Uganda, asesorada por la Alianza Nacional de Biogás de Uganda (UNBA) instauró en el 2017 normas nacionales para las tecnologías de biogás (diseño y construcción de diferentes sistemas). Sin embargo, el mercado local es difícil, especialmente para proyectos de biogás industriales y comerciales, puesto que las inversiones iniciales, que son bastante elevadas, limitan la implementación de proyectos. El Ministerio de Energía y Desarrollo de los Minerales (MEDM) es responsable de la formulación, implementación y seguimiento de políti-

Importancia del digestato en los países en desarrollo

Repollo: Alto rendimiento de los cultivos utilizando digestato como fertilizante

cas, así como de la gestión global del sector energético del país. El MEDM implementó la Política de Reforma y Privatización del Sector Energético, lo cual se tradujo en la liberalización del sector energético de Uganda. Actualmente no existe en Uganda un marco legal claro que regule la producción y/o el uso de digestato. No obstante, están en vigor las siguientes normativas: ff Normativa medioambiental nacional (Normas para el vertido de efluentes al agua o en tierra), 1999 (S.I. N.º 5/1999); ff Normativa medioambiental nacional (Gestión del agua), 1999 (S.I. N.º 52/1999); ff Ley nacional del agua, cap. 152; ff Ley nacional medioambiental, cap. 153. (1995). Con un impuesto del 10 % sobre mercancías importadas además del IVA, esta mayor fiscalidad se aplica al fertilizante mineral importado. Este es un motivo del aumento del uso de fertilizantes orgánicos tales como digestato, compost, estiércol, etc. Producción de digestato Los elevados costos del fertilizante mineral en Uganda han convertido al digestato o biolodo en aplicable y atractivo. En algunas áreas, el uso de fertilizante mineral en el pasado se reveló como perjudicial para el suelo. Las políticas agrícolas favorecieron en gran medida el uso de digestato; la mayoría de los agricultores y agricultoras que operan una planta de biogás se centran en el digestato como fuente de fertilizante orgánico, más que en el biogás como fuente de energía. Asimismo, el digestato está considerado como un fertilizante superior para la producción de plántulas como el café o té, un alimento altamente calórico para la cría de aves de corral y la alimentación de cerdos y ganados, e incluso en la cría de peces como la perca del Nilo, un pez comestible popular y de alta calidad, donde se usa

para fertilizar estanques piscícolas. La fase líquida del digestato se usa también como insecticida pulverizado sobre las hojas. Además de promover la generación de energía, la depuración y el embotellado del biogás, la UNBA tiene previsto apoyar los esfuerzos para producir digestato secado y envasado así como biotorta para la alimentación animal. Estos productos se venderán a empresas agrícolas y piscícolas, así como al público. La comercialización del biolodo filtrado ha aumentado la rentabilidad económica de la tecnología en el país. Además, la venta de fertilizante secado y envasado procedente de digestato dinamizará el comercio internacional entre Rwanda y Kenya, e incluso podría fomentar el uso de digestato en África Oriental. Apoyado por la UNBA, actores del sector privado están adoptando medidas piloto para el tratamiento del digestato y la promoción de su uso, en colaboración con la Organización Nacional Agrícola. Se prevé que este mercado adquiera mayor importancia en un futuro próximo.

Datos y cifras: ff Plantas de biogás domésticas (3-30 m³/día): aprox. 10.000 plantas ff Plantas de biogás institucionales (30-300 m3 volumen de digestor) ubicadas en escuelas o universidades, etc.: aprox. 100 plantas ff Plantas de biogás industriales/comerciales (20-100 kWh): aprox. 10-20 plantas Información adicional: Alianza Nacional de Biogás de Uganda www.unreeea.org/members/unba

Importancia del digestato en los países en desarrollo

Separación de las fases del digestato

10.2 Caso de estudio: India Energía renovable y biogás: situación actual La capacidad de producción de electricidad a partir de energías renovables actualmente instalada en la India es de 69 GW (2018). Para la bioenergía en particular, el Ministerio de Energías Nuevas y Renovables ha fijado un objetivo de 10 GW para el 2022. Hasta ahora, el mercado del biogás ha sido muy disperso y principalmente rural. La promoción de la tecnología del biogás consiste sobre todo en la concesión de subvenciones para instalaciones de biogás, esto es, plantas pequeñas, municipales y a gran escala en el marco de diferentes programas. El apoyo político se presta mediante exenciones fiscales temporales, disposiciones para el uso de biogás en los sectores del transporte y eléctrico, el desarrollo del mercado mediante obligaciones de adquisición de energía renovable y certificados de energía renovable, así como programas de I+D. Sin embargo, la implementación efectiva de tales políticas sigue siendo cuestionable. Uso de fertilizante La agricultura de la India representa aproximadamente un 13 % del producto interior bruto (PIB) del país. En los años 2016 al 2017, la demanda registrada total de nutrientes de fertilizante (N, P, K) fue de 25,95 millones de toneladas métricas. Actualmente, el 20 % de las necesidades de urea, prácticamente la totalidad de

la demanda de potasio y el 90 % de la de fosfato se cubren mediante importaciones. La implementación de las Buenas Prácticas Agrícolas Indias (INDGAP) pretende garantizar la utilización óptima de pesticidas, fertilizantes, agua y la agricultura ecológica, aunque esto plantea desafíos. Las tecnologías de separación abarcan desde el secado hasta el compostaje. Para el nivel de vertido cero se puede implementar la filtración paso a paso junto con la ósmosis inversa, pero esa opción requiere una mayor inversión de capital. La Política de Compost Urbano de 2017 permite comercializar compost, para lo cual se otorga una subvención. El Ministerio de Agricultura (MdA) identifica a las empresas comercializadoras de fertilizante para facilitar la venta del compost. Este programa todavía no cubre el digestato producido por plantas de biogás, así que su mercado está limitado al uso por agricultores y agricultoras locales interesados cercanos a la planta productora. Marco legal El MdA ha promulgado la Orden de Control de Fertilizantes para regular el comercio, el precio, la calidad y la distribución de fertilizantes. En lo que respecta a los fertilizantes orgánicos, esta orden solo cubre el compost urbano procedente de residuos sólidos municipales, cachaza de caña de azúcar y vermicultura. El digestato procedente de plantas de biogás no está

Importancia del digestato en los países en desarrollo

específicamente cubierto por la Orden de Control de Fertilizantes. El Plan Integral de Gestión de Nutrientes se ha convertido en un elemento fijo del panorama normativo y de la gestión medioambiental para empresas de alimentación de animales de todos los tamaños, y también se está implementando en la India. Este plan fue desarrollado para ayudar a las empresas de alimentación de animales a alcanzar los niveles de nutrientes y los objetivos y normas de calidad del agua. Además, los límites de emisión a las aguas de la India requieren la presentación de un plan de acción o un programa de gestión que recoja reglas para la aplicación de nutrientes a la tierra, así como medidas para cumplir los requisitos de autorización relacionados con cualquier vertido de efluentes. Producción de digestato En la India, los fertilizantes minerales en particular están experimentando un aumento de precios debido a las grandes necesidades energéticas de la producción, y son responsables de una proporción significativa de las emisiones de GEI y de la contaminación de las aguas generada por la agricultura. Además, el agotamiento de los niveles de carbono orgánico en el suelo genera una necesidad imperiosa de reducir la cantidad de fertilizantes minerales y mejorar la gestión de los residuos orgánicos.

Cobertizo para ganado

Algunos ejemplos y estudios en la India han citado los efectos positivos del uso de digestato en lugar de estiércol sobre el rendimiento de los cultivos de caña de azúcar, plátano, mango, etc., pese a que no existen datos comparativos sobre el fertilizante mineral. El digestato debe ser integrado en el plan de fertilización de las granjas agrícolas del mismo modo que los fertilizantes minerales y se debe aplicar en las cantidades precisas, empleando equipos que aseguren la aplicación uniforme en toda el área. Asimismo, el Plan Integral de Gestión de Nutrientes promueve la implementación de plantas de biogás, ya que el digestato brinda a los agricultores y agricultoras mayor flexibilidad en cuanto al momento y el área de aplicación de fertilizante. Se dispone de una amplia gama de tecnologías para crear productos de digestato innovadores, tales como flujos de nutrientes concentrados con el enriquecimiento necesario para producir productos fertilizantes estandarizados. Sin embargo, la experiencia operativa de estas tecnologías en la India es aún limitada, y muy a menudo es probable que la aplicación de digestato en las proximidades continúe siendo la opción más económica.

Tierra cultivable justo antes de la siembra y aplicación del digestato

Datos y cifras: ff Pequeña escala (1-6 m³/día): aprox. 4,6 millones de plantas, usadas principalmente para cocinas domésticas ff Planta de biogás fuera de la red (< 250 KW eq. elec.): aprox. 260 plantas con una potencia acumulativa de 5,5 MW ff Planta de biogás a gran escala (> 250 KW eq. elec.): aprox. 150 plantas con una potencia acumulativa de 225 MW eq. elec. Información adicional: Asociación India de Biogás www.biogas-india.com

Vermi-compostaje de lodos digeridos del digestor

Importancia del digestato en los países en desarrollo

Plantación de piña en las llanuras al norte de Costa Rica

10.3 Caso de estudio: Costa Rica

Residuos preprocesados de la planta de piña

Energía renovable y biogás: situación actual Desde hace algunos años, Costa Rica es capaz de cubrir por completo su demanda de electricidad durante la mayor parte del año mediante energías renovables. Esto es posible gracias a una matriz energética basada principalmente en fuentes renovables: 75 % hidroeléctrica, 12,5 % geotérmica, 11 % eólica y 1,5 % de otras fuentes como energía solar y biomasa (2018). Por si esto fuera poco, Costa Rica se ha propuesto alcanzar la neutralidad de carbono para 2021. Sin embargo, el desafío no radica en el sector energético, sino en los sectores del transporte y agrícola.

Actualmente operan en Costa Rica unas 450 plantas de biogás, la mayoría de las cuales son pequeños digestores. El Instituto Costarricense de Electricidad (ICE) estima la potencia instalada de estos digestores en torno a 3,9 MW, pero solo unos pocos digestores suministran electricidad a la red, de modo que se desconoce la cifra exacta. Esta potencia instalada representa únicamente el 0,12 % de la potencia instalada nacional total. Sin embargo, dado que Costa Rica es un conocido exportador de productos como piña y plátano, entre otros productos agrícolas, el ICE estima el potencial en 113 MW (31 MW procedentes de residuos de piña). Uso de fertilizante La agricultura representa el 4,6 % del producto interno bruto (PIB) de Costa Rica y es el segundo sector de ocupación más importante. Adicionalmente, el 46 % de las exportaciones del país son productos agrícolas como plátano y piña. Por otra parte, el uso de pesticidas es bastante intensivo (9,6 kg por hectárea), con numerosos efectos nocivos sobre las aguas subterráneas y las comunidades vecinas. Cultivos como la piña y el plátano requieren grandes cantidades de pesticidas. Además, el cambio climático está forzando a los agricultores y agricultoras a usar cada vez más pesticidas. Como en muchos países, las plantas de biogás en Costa Rica suelen estar estrechamente relacionadas con un sistema de producción agrícola; no obstante, solo las plantas ubicadas en explotaciones lecheras pueden usar realmente el digestato. Las explotaciones porcinas y de aves de corral tienen que importar los alimentos para animales y por lo tanto tienen pocas posibilidades de usar el digestato. Otras plantas de biogás que utilizan lodo de depuración tienen restricciones legales para el uso del efluente como fertilizante. En general se desconoce el digestato como producto fertilizante, y esto dificulta su comercialización para los operadores

Importancia del digestato en los países en desarrollo

colaje, minoristas, etc.) deberían ser informados sobre el producto, sus ventajas y usos. También queda trabajo por hacer con los operadores de las plantas de biogás, quienes a menudo no son conscientes de las oportunidades de mercado potenciales que brinda el tratamiento del digestato (separación, peletización, envasado, etc.), y que aumenta sus posibilidades de comercialización. Información adicional La Asociación Costarricense de Biogás lleva desde el 2015 representando el sector y generando valiosa información relativa a la tecnología. Asimismo, el programa de biogás del ICE promueve y apoya proyectos de biogás en la industria a fin de generar energía para el autoconsumo. Ambas entidades están trabajando conjuntamente para desarrollar estándares nacionales para la tecnología del biogás.

Datos y cifras: ff Número de plantas de biogás: 450 (en su mayoría de tamaño pequeño a mediano) ff Potencia instalada total: 3,9 MW Planta de biogás piloto en la plantación de piña en Valle del Tarso

ff Cantidad estimada actual de digestato producido al año: 766.000 m3

de las plantas. Actualmente, solo una planta de biogás trata el digestato separando las fracciones sólida y líquida, para el uso posterior de la fracción sólida en una plantación de piña orgánica. Otro ejemplo lo constituye la planta de biogás piloto situada en el Valle del Tarso (norte del país), que utiliza rastrojo de piña como sustrato en un digestor de 10 m3 que genera aproximadamente 250 litros de digestato al día. Este digestato se está utilizando como fertilizante orgánico en la plantación de piña donde está ubicado el digestor.

Información adicional: Programa Biogás, Instituto Costarricense de Electricidad (www.grupoice.com) y Asociación Costarricense de Biogás www.asobiogas.org

Plantación de piña

Marco legal Hasta la fecha no existe en Costa Rica legislación específica sobre el uso de digestato, si bien un decreto ejecutivo regula el vertido y la reutilización de efluentes en función de su origen. En este sentido, por ejemplo, los efluentes procedentes de la ganadería porcina no se pueden reutilizar en la tierra. El ICE y la Asociación Costarricense de Biogás están trabajando actualmente en normativas para permitir el uso de todos los afluentes procedentes de plantas de biogás como fertilizante tras un proceso de pasteurización. Producción de digestato Según el ICE, actualmente se producen unos 766.000 m3 de digestato y solo se usa como fertilizante en torno al 5 %. Para cambiar esta situación, los y las clientes potenciales (agricultores y agricultoras, centros de bri-

Plantas de referencia

Sustratos de la Ribera SA Tecnología: separación

por centrifugado

Fabricante de la unidad de tratamiento:

fabricación propia Fabricante de la planta de biogás:

costa Rica

AD Solutions Año de puesta en servicio: 2016 Capacidad instalada:

5.000 Nm3/h Cantidad de digestato producido: Planta de biogás de Sustratos de la Ribera

30.000 t /a

Sustratos de la Ribera S.A. fue fundada en el año 2015 con el objetivo de brindar el servicio de tratamiento de la materia orgánica de los mataderos El Arreo y Matadero del Valle los cuales pertenecen a los cuatro mataderos más importantes de Costa Rica.

El biogás es aprovechado en la caldera diariamente para la producción de vapor el cual es requerido en los procesos operativos del matadero El Arreo. La fracción sólida del digestato actualmente se está analizando para ser aprovechada como abono orgánico en fincas agrícolas dado que en Costa Rica la legislación actual prohíbe el uso del digestato. Se espera que a partir del 2019 este abono pueda ser colocado en campos agrícolas para el aprovechamiento de los nutrientes, una vez modificada la legislación nacional.

Abonos vivos Lombricompost Contenido en nutrientes [kg/t MF]

Conjuntamente procesan alrededor de 1800 animales al día para el mercado nacional lo que genera aproximadamente 24 500 toneladas de material orgánico residual por año. La planta de biodigestión opera desde enero del 2016, donde son utilizados los residuos orgánicos como sangre, grasas, excretas de animales, entre otros.

1,5 1,2 0,9 0,6 0,3 0,0

NH4

P2O5

Operador Sustratos de la Ribera SA 129 San Antonio de Belén Heredia Costa Rica Contacto: Marco Sanchez Mora Teléfono: +506 22391169

Productos generados: digestato sólido Uso del digestato: como fertilizante Mercadeo del digestato: en la horticultura

Correo electrónico: sustratosdelaribera@gmail.com

Plantas de referencia

Agro Energie Hohenlohe Tecnología: tratamiento

completo, recuperación de nutrientes Fabricante de la unidad de tratamiento:

Geltz Umwelttechnologie Año de puesta en servicio: 2001 Capacidad instalada:

Alemania

1.250 kWel Cantidad de digestato producido:

25.000 t/a Planta de biogás de Agro Energie Hohenlohe

La capacidad de esta planta será suficiente para tratar todo el digestato de la planta de biogás. Las materias primas recuperadas se venderán a mayoristas, cooperativas rurales, la industria química y clientes locales.

Agro-Energie Hohenlohe opera una planta de tratamiento completo de digestatos con un rendimiento de 1 metro cúbico de digestato por hora. Contenido en nutrientes [kg/t MF]

La planta recupera sales de fosfato mediante precipitación, solución de nitrógeno mediante desorción (stripping), acondicionador de suelo de bajo valor nutritivo mediante ﬁltración y agua residual depurada por separado. Este proceso elimina las dificultades de almacenamiento del digestato. Para finales de del 2018 se construirá una planta de mayor tamaño con una capacidad de 10 metros cúbicos de digestato.

Salde defosfato fosfato Sal 120

100

100 80 60

40 20

50%

0 P2O5

K2O

Contenido en materia seca (MS) [%]

La planta de biogás de Agro-Energie Hohenlohe apuesta por el máximo uso posible de materias primas renovables. Se utilizan como sustratos estiércol, hierba cortada, restos de comida y otros materiales residuales.

Operador Agro Energie Hohenlohe Bachstraße 48 74635 Kupferzell Alemania Contacto: Thomas Karle Teléfono: +49 7944 950102 Correo electrónico: info@nadu-naturduenger.de Página web: www.nadu-naturduenger.de

Productos generados: gránulos, agua vertible, solución de sulfato de amonio, fosfato de amonio Utilización del digestato: esparcimiento como fertilizante, tratamiento en una planta depuradora pública, esparcidor por manguera de arrastre Comercialización del digestato: venta minorista como en centros de bricolaje o jardinería.

Plantas de referencia

Maier GbR Tecnología:

evaporador de digestato Vapogant Fabricante de la unidad de tratamiento:

Biogastechnik Süd GmbH Fabricante de la planta de biogás:

fabricación propia Alemania

Año de puesta en servicio:

1999 Capacidad instalada:

865 (flex) / 400 kWel Evaporador de digestato “Vapogant” en la planta de Heslerhof con separación anterior en operación desde diciembre de 2014

Cantidad de digestato producido: 8.500 t /a

Antes de la evaporación del digestato tiene lugar una separación mecánica en la que éste atraviesa una criba de malla fina (por ejemplo de 0,5mm) para ser separado en una fase líquida y una sólida. La fase líquida, con aprox. 5-6 % de materia seca, se alimenta al proceso de evaporación del digestato. En la planta, la fase líquida se calienta y se somete a vacío. En este caso se evapora parte de la fase líquida, de modo que el digestato se espesa y se concentra hasta un 15 % de materia seca. El evaporador de digestato consta de dos etapas y posee una capacidad de evaporación de 2,5 Iitros por kWtérm. En el interior del limpiador de vapor se extrae, mediante la adición de ácido sulfúrico, el amoniaco de la fase gaseosa generada mediante calor y vacío. En este proceso, el amoniaco se transforma en sulfato de amonio y se concentra. El vapor producido en este proceso, que ha sido despojado de amoniaco, se condensa en intercambiadores de calor para obtener agua (destilado). El destilado se usa en la torre de refrigeración por vía húmeda como agente refrigerante en los intercambiadores de calor del condensador. La planta está sellada herméticamente, lo cual se traduce en un proceso con bajas emisiones. Al final del proceso, el concentrado (la fase líquida

espesada del digestato) sale bajo vacío. Este digestato está ahora concentrado y contiene todos los nutrientes presentes tanto en el digestato no tratado como en el no secado (excepto el amoniaco). Esta sustancia altamente volátil se concentra en forma de solución de sulfato de amonio (SSA). Posteriormente, la SSA se almacena en un tanque aparte y se puede utilizar selectivamente como fertilizante mineral o se puede vender.

Operador Maier GbR Heslerhof 1 88316 Isny Alemania Contacto: Gregor Maier Teléfono: +49 171 9738665 Fax:

+49 7562 912119

5 0

13% Nges.

5 0

NH4

P2O2

K2O

CaO

Contenido en materia seca (MS) [%]

Contenido en nutrientes [kg/t MF]

Digestato fase líquida líquida sin sin SSA) SSA) Digestato espesado espesado fase

Productos generados: digestato líquido, digestato sólido, agua vertible, solución de nutrientes concentrada, solución de sulfato de amonio Utilización del digestato: esparcimiento como fertilizante, esparcidor por manguera de arrastre, técnica de inyección, esparcidor por zapata de arrastre, esparcimiento de digestato sólido Acondicionamiento del digestato: producción de fertilizante SSA

Correo electrónico: g.maier@heslerhof.de

Plantas de referencia

BN Nordhümmlinger Biogas GmbH & Co. KG Tecnología:

sistema de barra de distribución SwingUp Fabricante de la unidad de tratamiento:

Vogelsang GmbH & Co. KG Fabricante de la planta de biogás: Alemania

Biogas Weser Ems Año de puesta en servicio: 2005 Capacidad instalada: 1.950

kWel

BN Nordhümmlinger Biogas GmbH & Co. KG otorga gran importancia al esparcimiento eficiente de los productos de fermentación, para lo cual utiliza un sistema de barra de distribución, un cultivador de bandas y la incorporación directa

Cantidad de digestato producido:

BN Nordhümmling GmbH es una planta de biogás que abastece dos unidades satélite de cogeneración, las cuales a su vez sumi nistran calefacción a varios edificios de la comunidad cercana. La alimentación de la planta de biogás, así como el procesamiento de los productos finales, se llevan a cabo sin exportación y dentro de un radio de unos 10 kilómetros. Los operadores otorgan especial importancia al uso eficiente del digestato. Utilizan, entre otros equipos, un sistema de barra de distribución Vogelsang SwingUp con una anchura de trabajo de 15 metros, el Vogelsang XTill como cultivador de bandas (procedimiento strip till) y una grada corta de discos de Pöttinger con el kit de retroequipación SynCult de Vogelsang. Las diversas tecnologías posibilitan un esparcimiento e incorporación óptimos del estiércol líquido para diferentes requisitos y plantas, mientras que el sistema de barra de distribución Vogelsang SwingUp se utiliza principalmente para grano. Las mangueras finales dividen los cultivos y depositan el estiércol líquido directamente bajo la planta, cerca del suelo y con bajas emisiones. De este modo se ubican los nutrientes exactamente donde la planta los necesita. El cultivador de bandas XTill permite ejecutar en un solo paso varios

procesos de trabajo: arado, cultivo, acondicionamiento del lecho para las semillas e incorporación de estiércol líquido. Los operadores utilizan la labranza en bandas (strip till) antes de sembrar maíz. Para la incorporación directa de estiércol líquido en el cultivo de grano y de maíz, BN Nordhümmling utiliza una grada corta de discos en combinación con el SynCult de Vogelsang. El kit de retroequipación posibilita el uso eficiente de los nutrientes.

20.000 t/a

Contenido en nutrientes [kg/t MF]

El digestato a aplicar 60 50 40 30 20 10 0

Nges.

NH4

P2O5

K2O

Org.-C

Operador BN Nordhümmlinger Biogas GmbH & Co. KG Tannenweg 1 26904 Börger Alemania Contacto: Wilfried Sievers Teléfono: +49 5953 926841 Fax:

+49 5953 925126

Correo electrónico: wilfriedsievers@gmx.de

Productos generados: digestato líquido, digestato seco Utilización del digestato: esparcidor por manguera de arrastre, esparcidor por zapata de arrastre, labranza en bandas, enterramiento en el suelo (p. ej. cultivador) Acondicionamiento del digestato: micronutrientes

Plantas de referencia

Regeb Bersenbrück Tecnología: evaporación

al vacío

Fabricante de la unidad de tratamiento:

Arnold & Partner AG Fabricante de la planta de biogás:

BioConstruct Año de puesta en servicio:

Alemania

2011 Capacidad instalada:

1.300 kWel Cantidad de digestato producido: Planta de biogás Bersenbrück, con unidad de evaporación al vacío de la empresa Arnold

30.000 t /a

En la planta de biogás en Bersenbrück (Alemania), el residuo de fermentación se separa mecánicamente del depósito final y se separa en fases líquida y sólida. El filtrado del residuo de fermentación líquido separado se calienta en el evaporador Arnold mediante el calor residual de la unidad de cogeneración en intercambiadores de calor, y a continuación se evapora al vacío.

Se vierte el condensado en el agua receptora. La reducción del volumen del digestato líquido en cerca de un 70 % rebaja enormemente los costos de transporte y eliminación.

10 27 %

Nges.

NH4

P2O5

K2O

CaO

Org.-C

5 0

Contenido en materia seca (MS) [%]

Para evitar la evaporación del amoniaco, antes de la evaporación se reduce mediante ácido sulfúrico el valor pH de los residuos de fermentación. Todos los nutrientes contenidos en el producto de partida están presentes en el concentrado espesado. De este modo, se logra una separación máxima del líquido y los nutrientes sin subproductos no deseados.

Digestato concentrado tras evaporación al vacío Contenido en nutrientes [kg/t MF]

De este modo se espesa y concentra el residuo de fermentación. El diseño multietapa multiplica la capacidad de evaporación a una capacidad de calentamiento constante, y garantiza así el reciclaje de la totalidad del digestato producido. El sistema instalado en Bersenbrück consume solo 0,3 kWtérm para 1 litro de evaporación de agua.

Operador Regeb Energieerzeugung und -Verteilung Bersenbrück Hermann-Kemper-Str. 5 49593 Bersenbrück Alemania Contacto: Christian Rauf Teléfono: +49 5439 609626

Productos generados: digestato líquido, digestato sólido, agua vertible Utilización del digestato: esparcimiento como fertilizante, esparcidor de manguera de arrastre, técnica de inyección, incorporación en el suelo, por ejemplo cultivador

Correo electrónico: g.erpenbeck@regeb.de

Plantas de referencia

AVR Sinsheim Tecnología:

acondicionador de digestato, túnel de compostaje Fabricante de la unidad de tratamiento:

Thöni Industriebetriebe GmbH, Eggersmann Gruppe GmbH & Co. KG Año de puesta en servicio:

2019 Alemania

Capacidad instalada:

hasta 1.100 Nm3/h Planta de biogás de Sinsheim: fermentación por flujo parcial para el funcionamiento de la planta libre de efluentes anaeróbicos

Cantidad de digestato producido:

15.000 t/a

Planta de biogás de Sinsheim: Insumo: 65.000 t/a de residuos biológicos y vegetales, con utilización ampliable Tratamiento de residuos: proceso de digestión anaeróbica Eggersmann

Ésto evita que se obtenga un producto de fermentación líquido, mediante la extracción de agua y el ajuste del contenido de humedad necesario del digestato sólido. Esto garantiza un compostaje eﬁciente.

Proceso anaeróbico: digestor tipo flujo pistón de Thöni en flujo parcial 2 x 2250 m3

Acondicionamiento del digestato

Utilización del biogás: Tratamiento de biogás Friedrich Vorwerk / proceso de membrana La planta de biogás en Sinsheim se caracteriza por un concepto altamente eficiente de utilización del calor procedente de la central de cogeneración termoeléctrica adyacente. El calor se usa por un lado para la gestión termofílica de los digestores tipo flujo pistón y, por otro lado, se alimenta a un acondicionador de digestato y a los túneles de compostaje.

200 Contenido en nutrientes [kg/t MF]

Compostaje: túnel de compostaje Eggersmann

100

150 100

50 65 %

Nges.

NH4

P2O5

K2O

Org.-C

Contenido en materia seca (MS) [%]

Acondicionamiento del digestato: acondicionador de digestato Eggersmann

Operador AVR BioTerra GmbH & Co. KG Dietmar-Hopp-Strasse 8 74889 Sinsheim Alemania Correo electrónico: info@avr-bioterra.de Página web: www.avr-bioterra.de

Productos generados: compost, solución de sulfato de amonio Utilización del digestato: esparcimiento como fertilizante Comercialización del digestato: horticultura

Plantas de referencia

Planta de tratamiento total de digestato en lnwil Tecnología:

planta de tratamiento total de digestato Fabricante de la unidad de tratamiento:

A3 Water Solutions GmbH Fabricante de la planta de biogás:

CTU Clean Technology Universe AG Suiza

Año de puesta en servicio:

2007 Capacidad instalada: 1.350

Nm3/h 45.500 t/a

La planta de tratamiento total de digestato en Inwil

Cantidad de digestato producido:

Planificación, construcción y entrega de un sistema para el tratamiento del residuo de fermentación de plantas de biogás. El residuo de fermentación presenta una elevada carga de DQO, nitrógeno y fósforo. Tras la separación entre sólidos y líquidos, se trata la fase líquida mediante ultraﬁltración y ósmosis inversa multietapa. Además del agua vertible, el producto final se compone de nitrógeno, fósforo y potasio concentrados.

para obtener una calidad de vertido directo al agua receptora. Las diferentes etapas del proceso de tratamiento separan el nitrógeno y el fósforo en fracciones individuales. Estas se pueden utilizar por separado como fertilizante para plantas, en función de las condiciones locales. En el curso de un proyecto de cuatro años financiado por la Fundación Federal Alemana para el Medioambiente (DBU, por sus siglas en alemán), este año se ha incrementado aún más el rendimiento del sistema en su conjunto.

A3 Water Solutions lleva más de diez años desarrollando tecnologías innovadoras para el tratamiento de residuos de fermentación aplicando el método de separación multifase. La planta de tratamiento total de digestato de Inwill en Suiza ha estado en funcionamiento continuo desde el 2008. El residuo de fermentación se trata en el proceso de limpieza, de modo que el agua de escorrentía se puede verter directamente al sistema de alcantarillado. En caso necesario, se puede añadir una extensión

El método de funcionamiento optimizado de la ultrafiltración a temperaturas de trabajo elevadas se implementó por primera vez en Francia. En este caso, la aplicación del método de ultrafiltración a alta temperatura reduce en hasta un 50 % el consumo energético del tratamiento. Para ello se utiliza el calor residual procedente de las unidades de cogeneración, lo cual permite en parte obtener la prima de cogeneración.

Operador Total-Gärproduktaufbereitungsanlage Inwil Im Feld 6034 Inwil Suiza Contacto: Ulrich Brüß Teléfono: +49 2574 8875 820-0 Fax:

+49 2574 8875 820-1

Correo electrónico: info@a3-gmbh.com

Productos generados: digestato líquido, digestato sólido, agua vertible, solución de nutrientes concentrada Utilización del digestato: esparcimiento como fertilizante Comercialización del digestato: horticultura, paisajismo, jardinería

Página web: www.a3-gmbh.com

Plantas de referencia

Planta de biogás en Hashimoto Tecnología:

separación Fabricante de la unidad de tratamiento:

Erich Stallkamp ESTA GmbH Fabricante de la planta de biogás:

TEWE Electronic GmbH & Co.KG

Japón

Año de puesta en servicio: 2017 Capacidad instalada: 370 Separador de prensa de tornillo en la planta de biogás, vista del tamizador

Cantidad de digestato producido:

aprox. 12.500 t En Japón, algunos agricultores han empezado a buscar la tecnología del biogás para convertir sus propiedades en centrales eléctricas, que les permita transformar residuos animales y de otro tipo en ganancia.

de la materia seca asegura la limpieza de la fase líquida, la cual es posteriormente tratada en una planta de tratamiento de aguas residuales, construida especialmente para la planta de biogás. Después, el agua limpia pasa al sistema público de aguas residuales.

En el 2012, el gobierno japonés introdujo tarifas fijas para la producción de energía verde tras el colapso de la central nuclear de Fukushima. A diferencia de Alemania y otros países, la historia del biogás en Japón es corta y el mercado aún tiene potencial para crecer. A pesar de que el biogás es más caro que otras formas de energía renovable, los agricultores lo eligen porque les proporciona una forma de eliminar los residuos y, al mismo tiempo, generar energía las 24 horas del día, 7 días de la semana.

En la entrada del separador, el contenido de materia seca del digestato es de aproximadamente 7%. Durante el proceso de separación, el tornillo de prensa presiona el digestato a través de un tamiz. Así, el material sólido es transportado a la salida, construyendo una parcela con contenido de materia seca de 28%. La fase líquida tiene sólo un 3,5% de materia seca y se transporta a la planta de tratamiento de aguas residuales.

La planta de biogás utiliza residuos de fábricas de alimentos como dulces, helados, residuos alimenticios de restaurantes y excrementos de animales como purines de cerdo y estiércol de caballo. Después de la digestión, el digestato es mejorado mediante un proceso de separación de la fase líquida y la sólida. La reducción

Las ventajas de la separación son obvias, la separación de sólidos y líquidos es el primer paso de la planta de tratamiento de aguas residuales. Parte de la fase líquida también puede utilizarse para mejorar la viscosidad en el tanque del digestor. Por otra parte, el transporte de la fase sólida es más eficiente.

Operador Biogas Plant Hashimoto Fukaya-shi Saitama-ken 366-0041 Japón Contacto: Mr. Shinozaki Correo electrónico: sekine@utopia.ocn.ne.jp

Productos generados: digestato líquido y sólido Uso del digestato: tratamiento en una planta de de aguas residuales

Plantas de referencia

Planta de biogás Tully Tecnología:

ByoFlex desorción de nitrógeno Fabricante de la unidad de tratamiento:

Byosis Group BV Fabricante de la planta de biogás:

Xergi A/S Año de puesta en servicio:

2017

Irlanda

Capacidad instalada:

3.000 kWel 40.000 t/a

ByoFlex 20 Stripper Ballymena

Cantidad de digestato producido:

La planta de digestión anaeróbica Tully bajo la dirección de Stream BioEnergy ltd. y construída por Xergi y la empresa local BSG ltd. utiliza la innovadora tecnología de eliminación de nitrógeno de Byosis para permitir a la planta utilizar hasta un 100 % de excrementos avícolas y, por lo tanto, es una de las primeras plantas de digestión anaeróbica del mundo capaz de hacerlo.

Con el exclusivo extractor ByoFlex se elimina continuamente una parte sustancial del nitrógeno para evitar la inhibición de las bacterias en los digestores anaeróbicos. El sistema es capaz de procesar 20m3/hr de digestato. El nitrógeno eliminado se transforma en sulfato de amonio, un fertilizante rico en nitrógeno con un 40 % de materia seca.

Sulfato de amonio 120

100

100 80 60

40 20

40%

0 Nges.

NH4

Contenido en materia seca (MS) [%]

Contenido de nutrientes [kg/t MF]

La planta de Tully AD genera 3 MW de electricidad renovable a partir de 40.000 toneladas anuales de estiércol de aves de corral de origen local, combinando la tecnología de digestión anaeróbica de Xergi con la tecnología de eliminación de nitrógeno de Byosis. La planta produce suficiente energía sostenible para abastecer el equivalente a 4.000 hogares, diversificando la mezcla de combustibles de Irlanda del Norte y reduciendo la dependencia del país de los combustibles fósiles, así como la emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera.

Operador Tully AD Plant Tully Quarry, 116 Moorfields Road BT42 3HJ / Ballymena Irlanda Contacto: Bjorn Zwijnenberg Teléfono: +31 85 13 02 382 Correo electrónico: info@byosis.com

Productos generados: solución de sulfato de amonio, digestato líquido Uso del digestato: como fertilizante Mercadeo del digestato: en la horticultura, B2B

Página web: www.byosis.com

Organizaciones Fachverband Biogas e.V. La Asociación Alemana de Biogás engloba a operadores, fabricantes y planificadores de plantas de biogás, representantes del mundo de la ciencia y la investigación y todas aquellas personas interesadas en la industria. Desde que se fundó en 1992, la Asociación, que cuenta actualmente con más de 4.800 miembros, se ha convertido en la organización independiente más influyente en el ámbito del biogás a escala mundial. Promueve la utilización de la tecnología del biogás y el biometano mediante cabildeo político a los niveles de la UE, nacional y estatal. También fomenta el intercambio de información y conocimientos relativos al biogás, por ejemplo, recabando, evaluando y divulgando conocimientos sobre hallazgos científicos y experiencias prácticas, o mediante conferencias, exposiciones y otros eventos. Fachverband Biogas e.V. colabora estrechamente con organizaciones internacionales como la Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH, la Organización de las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial (ONUDI), la Asociación Internacional de Residuos Sólidos (ISWA, por sus siglas en inglés) así como la Asociación Europea del Biogás (EBA), de la cual también es miembro fundador. Por consiguiente, Fachverband Biogas e.V. promueve y estimula activamente el intercambio de experiencias internacionales.

Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH La Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammen arbeit (GIZ) GmbH es un proveedor de servicios que opera a escala mundial en el ámbito de la cooperación interna cional para el desarrollo sostenible. La GIZ cuenta con más de 50 años de experiencia en los ámbitos más diversos, desde el fomento de la economía y el empleo, pasando por temas relacionados con la energía y el medioambiente, hasta el fomento de la paz y la seguridad. Como empresa federal de beneficio público, la GIZ apoya al Gobierno Federal alemán —en particular al Ministerio Federal de Cooperación Económica y Desarrollo (BMZ) de Alemania— y a clientes del sector público y privado en alrededor de 120 países para alcanzar sus objetivos en el ámbito de la cooperación internacional. Con este propósito, la GIZ trabaja junto con sus contrapartes para desarrollar soluciones eficaces que ofrezcan perspectivas a las personas y mejoren de forma sostenible sus condiciones de vida.

La Asociación cuenta con una experiencia y conocimientos técnicos excelentes en todos los temas relacionados con el biogás, y colabora con casi todos los organismos oficiales alemanes, así como con muchos otros organismos internacionales, donde se debaten, desarrollan y definen normas para plantas de biogás. Año de fundación: 1992 | Número de empleados: 41

Año de fundación: 2011 | Número de empleados: 19.506

Fachverband Biogas e.V.

Deutsche Gesellschaft

Angerbrunnenstraße 12

für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH

85356 Freising · Alemania

Dag-Hammarskjold-Weg 1-5

Teléfono +49 8161 9846-60

65726 Eschborn · Alemania

Fax

Teléfono +49 6196 79-0

+49 8161 9846-70

Correo electrónico info@biogas.org

Fax

URL www.biogas.org

Correo electrónico info@giz.de

+49 6196 79-11 15

URL www.giz.de

Ministerio de Energía y Minas de la República Dominicana Órgano de la Administración Pública, creado mediante la Ley 100-13, dependiente del Poder Ejecutivo, encargado de la formulación y administración de la política energética y de minería metálica y no metálica de la nación. Le corresponde, en su calidad de órgano rector del sistema, la formulación, adopción, seguimiento, evaluación y control de las políticas, estrategias, planes generales, programas, proyectos y servicios relativos al sector energético y sus subsectores de energía eléctrica, energía renovable, energía nuclear, gas natural y minería. Sus funciones principales son: ffPromover e impulsar el desarrollo y sos tenibilidad del sector de hidrocarburos. ffPromover la eficiencia y ahorro energético. ffDesarrollar y mantener una infraestructu ra energética crítica de forma segura y adecuada. ffRegular y promover la producción y fomento del desarrollo de energía renovable y/o alternativas.

ffRegular, fiscalizar y promover el crecimiento del sector minero y su aporte al desarrollo del país para alcanzar una minería responsable, transparente y segura. ffCrear y desarrollar las capacidades para el mejoramiento sostenible de la gestión institucional. Visión Ser una entidad pública de excelencia en la formulación y ejecución eficiente, responsable y transparente de políticas públicas de desarrollo, para el aprovechamiento integral y la gestión sostenible de los recursos energéticos y mineros, en beneficio de las presentes y futuras generaciones de dominicanos. Misión Formular y administrar políticas públicas para el aprovechamiento integral de los recursos energéticos y mineros de la República Dominicana, bajo criterios de transparencia y sostenibilidad ambiental, económica y social.

ffRegular, desarrollar y promover aplica ciones de energía nuclear para uso civil.

Ministerio de Energía y Minas de la República Dominicana Ave. Tiradentes # 53, esquina Heriberto Pieter, Bloque B, Ensanche Naco Santo Domingo, R.D. Teléfono: +1 809-373-1800 Fax

+1 809-373-1800

Correo electrónico info@mem.gob.do URL: www.mem.gob.do

Glosario Amoniaco (NH3): gas tóxico y de olor muy penetrante que se equilibra químicamente con amonio dependiendo del valor pH y la temperatura. Amonio (NH4): compuesto de nitrógeno mineralizado utilizado como fertilizante para las plantas. Digestión aeróbica: procesos de degradación biológica que tienen lugar en presencia de oxígeno. Algunos ejemplos son el compostaje y la nitrificación. Digestión anaeróbica: procesos de degradación biológica que tienen lugar en ausencia de oxígeno, ya que los microorganismos involucrados no requieren oxígeno para su metabolismo o pueden ser inhibidos o destruidos por el oxígeno. Algunos ejemplos son la producción de biogás y la desnitrificación. Floculantes: coadyuvantes operativos utilizados para lograr una mayor separación de sólidos durante la separación. Esto crea una aglomeración de las partículas contenidas en el digestato, y de este modo mejora la separación. Nitrificación y desnitrificación: la nitrificación es la conversión aeróbica (aireada) de NH4 o NH3 en nitrato vía nitrito. La desnitrificación es la conversión anaeróbica de nitrato en nitrógeno atmosférico (N2). Solución de sulfato de amonio (SSA): se produce en un lavador ácido mezclando NH3 a ácido sulfúrico, y se puede utilizar como fertilizante mineral o mezclar de nuevo con el digestato líquido. Sustrato: materia prima utilizada para la digestión.

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Pie de imprenta Publicado por

Fachverband Biogas e.V. Dr. Claudius da Costa Gomez (V.i.S.d.P.), Angerbrunnenstraße 12 · 85356 Freising · Alemania Teléfono +49 (0) 81 61 - 98 46 60 Fax +49 (0) 81 61 - 98 46 70 Correo electrónico info@biogas.org URL www.biogas.org

Oficina editorial

Fachverband Biogas e. V.

Autores y autoras

David Wilken, Stefan Rauh, Ramona Fruhner-Weiß, Florian Strippel, Giannina Bontempo, Antje Kramer, Markus Fürst, Marion Wiesheu, Gaurav Kedia, Abhijeet Mukherjee, Stefanie Siebert, Carsten Herbes, Peter Kurz, Verena Halbherr, Johannes Dahlin y Michael Nelles

Diseño bigbenreklamebureau GmbH www.bb-rb.de Fotografías

Fecha

agriKomp GmbH, Agro Energie Hohenlohe GmbH & Co. KG, AVR Bioterra, Biogas Solutions Uganda Ltd., Byosis Group BV, Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH, Dr. Hans-Heinrich Kowalewsky, Fachverband Biogas e.V., Geltz Umwelttechnologie GmbH, Indian Biogas Association, Instituto Costarricense de Electricidad (ICE), Markus Fürst (GIZ), Verband der Humus- und Erdenwirtschaft e.V. (VHE), www.fotolia.de, www.landpixel.eu, www.istockphoto.com diciembre del 2018

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La Traducción de esta publicación ha sido apoyada por el Proyecto Transición Energética – Fomento de Energías renovables para implementar los Objetivos Climáticos en la República Dominicana, por encargo del Ministerio Federal de Medio Ambiente, Protección de la Naturaleza y Seguridad Nuclear (Alemania).

explicación de los símbolos Subproductos animales

Aplicación directa

Subproductos vegetales

Laboratorio / Metrología

Residuos orgánicos de hogares Residuos industriales y comerciales Cultivos energéticos

Separación Compostaje Secado / Evaporación atmosférica

Digestión continua húmeda

Peletización

Digestión continua seca

Evaporación al vacío

Digestión discontinua seca

Filtración por membrana

Digestato Biometano Electricidad Calor / Frío Combustible

Precipitación Desorción Tratamiento de aguas residuales Los símbolos mostrados se utilizan de modo coherente en toda la publicación y como sistema de clasificación de las diferentes empresas proveedoras de tecnología.