El tratamiento de los residuos orgánicos mediante el proceso de digestión anaerobia da lugar a dos productos de valor, el biogás y los digestatos.
Estos últimos corresponden a la materia sólida y líquida que queda tras el proceso microbiológico, rica en materia orgánica y mineral, y que con el adecuado control y tratamiento puede emplearse como biofertilizante.
El hecho de que ambos productos puedan aprovecharse hace que la digestión anaerobia sea una forma eficiente y rentable de producir energía limpia y renovable, al tiempo que permite reciclar y reducir los materiales de desecho de origen orgánico.
Esto es lo que ha motivado el interés en Europa por duplicar la producción de biogás y biometano para el 2030, optimizando los procesos para contribuir a la seguridad energética y a maximizar el ahorro de gases de efecto invernadero (GEI). Por supuesto, en esta optimización de la eficiencia se incluye el uso de los digestatos como biofertilizantes de alta calidad.
A medida que Europa avanza hacia una economía circular con una industria agrícola sostenible, el uso de estos digestatos debe estar cada vez más presente. Aprovechar este valioso fertilizante orgánico ofrece beneficios ambientales que no se obtienen con los fertilizantes sintéticos.
Cómo se tratan los digestatos antes de su uso como biofertilizantes
Los residuos orgánicos a partir de los cuáles proceden los digestatos suelen ser principalmente lodos de depuradora, purines o estiércol animal, residuos agroalimentarios o cultivos energéticos.
Entre las características comunes a todos estos digestatos tenemos que presentan un alto contenido en impropios (fibras y partículas grandes), en materia orgánica, en nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K).
Teniendo en cuenta esto, su aplicación directa como fertilizante sobre el suelo agrícola se encuentra restringida por la normativa europea que establece un valor límite para los Kg N/ha anuales, aplicados mediante fertilizantes orgánicos y minerales. Además, esta aplicación directa no resulta adecuada para todo tipo de cultivos.
Así es que, los digestatos deben ser sometidos a procesos de acondicionamiento y tratamiento antes de su uso como biofertilizantes.
Un primer paso en estos procesos es la separación de fracciones, algo que facilita el manejo y reduce el volumen.
Esta separación se puede llevar a cabo mediante el uso de prensas, un decanter centrífugo o procesos de membrana (nanofiltración u ósmosis inversa). De esta forma se obtendrá una fracción sólida y otra líquida.
Tras esta separación, ambas fracciones pueden concentrarse de forma que:
- El digestato sólido produce un producto más compacto y denso en nutrientes al reducirse la humedad mediante secado.
- La evaporación del digestato líquido permite reducir su volumen, resultando un líquido concentrado en nutrientes que puede ser utilizado nuevamente en la planta de biogás para diluir la materia prima que se incorpora al digestor.
Al reducir el volumen de digestato, el contenido de nutrientes no se pierde, sino que aumenta. Al concentrarlo, los productos utilizables que se generan son de mayor calidad y se minimizan los costes de transporte y eliminación de desechos, ganando en eficiencia energética y sostenibilidad.
Ahora bien, para poder usar estos digestatos como fertilizantes del suelo, deben estar libres de productos químicos peligrosos y de agentes nocivos como los patógenos.
Para conseguir esto, se procede a la pasteurización del digestato. Esta consiste en un proceso térmico, con unos requisitos de temperatura definidos y establecidos por la regulación de cada país.
La pasteurización se puede llevar a cabo aprovechando el propio calor residual procedente de la planta de biogás para calentar el digestato en tanques aislados, y así mantenerlos a la temperatura adecuada, el tiempo que sea necesario. Con esto se evita la necesidad de instalar una fuente de calor adicional y se optimiza la eficiencia energética de la planta de biogás.
Otra alternativa para la fracción sólida de los digestatos es someterlos a un tratamiento biológico mediante el compostaje.
Este proceso consiste en la putrefacción aerobia selectiva (adición de material estructural, volteo periódico y aireación opcional) que convierte a los nutrientes solubles y los carbonos contenidos en complejos de humus más estables.
En este tratamiento biológico se alcanzan temperaturas superiores a los 70˚C, lo que implica la higienización del compost resultante.
Aplicaciones y beneficios derivados del aprovechamiento de los digestatos
El contenido en nutrientes del digestato varía en función de la materia prima de origen, además del tratamiento al que sea sometido.
Así, por ejemplo, en una separación entre fracción líquida y sólida, es más probable que la fracción líquida contengan amonio y potasio, mientras que la fracción sólida contenga fosfato y material orgánico.
La composición de nutrientes del digestato y la eficacia de estos son claves para la planificación de la fertilización.
Pero, además, de nutrientes, los digestatos son también un fertilizante de humus. Los compuestos de carbono estables que contienen pueden enriquecer el contenido de humus del suelo y, por lo general, tienen una mayor capacidad de reproducción del humus que el estiércol no digerido.
Así, la aplicación de los digestatos como biofertilizantes de forma planificada permite reducir la necesidad del uso de fertilizantes sintéticos de nitrógeno, fósforo y potasio.
Y su uso como enmienda orgánica (humus) contribuye a mejorar la salud del suelo y, a largo plazo, a incrementar la capacidad de estos para capturar carbono.
Además, también se da otra posible aplicación de estos digestatos mediante la extracción de nutrientes individuales fraccionados que sirvan para su uso como fertilizantes minerales o en la industria química.
Esta forma de aprovechar los digestatos permite su eliminación hasta el punto de poder ser vertido al agua. Para ello requiere de tratamientos como la filtración, la precipitación de fosfatos y la desorción de amonio.
Como vemos, el aprovechamiento de los digestatos como un producto de valor añadido sirve para cerrar el ciclo de nutrientes, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, al tiempo que mejora la eficiencia y los resultados económicos de las plantas de biogás, en especial en la de generación de biogás agroindustrial.
El sector agroindustrial puede beneficiarse de la instalación de plantas de biogás para autoconsumo que se integren en el proceso productivo, permitan generar y autoconsumir energía y aprovechar al máximo los propios residuos para su transformación en productos de valor añadido, como los digestatos.
Una tecnología adaptada a las necesidades de cada empresa y a la normativa vigente, que podemos ofrecerte desde Genia Bioenergy
