Iniciación a la Investigación en Ingeniería Química y del Medioambiente

La realidad en la gestión de los purines de ganado porcino, en la mayoría de los casos, dista mucho de la que debería ser, desde el punto de vista medioambiental. Los purines se generan de forma continua en las explotaciones, dispersas por el suelo rústico, almacenándose en una balsa, desde la que se gestionan, normalmente, en las explotaciones agrarias vinculadas a la explotación ganadera. Del trabajo de campo realizado, se ha podido constatar que se generan un exceso de purines, respecto a las posibilidades agronómicas de digestión en las explotaciones agrarias vinculadas a las explotaciones ganaderas, que por un lado cumplen con la normativa de aplicación pero que cuando estudiamos en detalle las producciones de los cultivos implantados, con sus extracciones de Nitrógeno, nos damos cuenta que las cantidades que se pueden aportar a las tierras de cultivo, en zonas vulnerables como máximo 170 kg de N/ha, supera con creces las extracciones de este nutriente por los cultivos y por ello quedará una cantidad en el suelo o en las aguas que nos lleva a ratificar afecciones ambientales de gran relevancia. (En algunas localidades de la Comarca del Matarraña, Fórnoles o La Fresneda, se ha tenido que prohibir el uso de agua de pozo por superar los niveles de nitratos). Vista la necesidad de complementar el sistema tradicional de gestión de los purines con otras opciones es preciso evaluar algunas alternativas, que van desde el transporte de los excedentes a zonas en las que se pueda digerir en los terrenos de cultivo, por otro lado su gestión en instalaciones de digestión anaerobia disponibles o bien la aplicación de procesos tales como la pirólisis a esos excedentes. Este Trabajo Fin de Máster tiene como eje de trabajo central la realización de un análisis sistemático comparativo entre la gestión de los purines llevada a cabo en un caso real (basada en la aplicación al suelo) y una gestión hipotética que incluyera el procesado mediante pirólisis. Dicho análisis incluiría aspectos ambientales, legales, energéticos y económicos, que quedarían plasmados en un conjunto de variables o indicadores, que combinados mediante una herramienta informática de uso generalizado permitirían hacer un análisis de la viabilidad legal, ambiental, económica y energética de los casos planteados, al menos desde la perspectiva de una primera aproximación. Una vez hecho esto para el caso base estudiado, se podría sistematizar dicha comparación para otros casos reales o supuestos, dado que las variables y parámetros a considerar estarían ya definidos. Para llevar a cabo este estudio por una parte se ha desarrollado un trabajo de campo en el cual se han visitado diversas explotaciones ganaderas, seleccionando una como ejemplo de sistemas tradicionales de gestión de purines y de la cual se ha recabado todo tipo de información al respecto de su producción y gestión actual de los purines. Además también se han obtenido muestras de purín fresco para su estudio experimental en el laboratorio del GPT. Se han realizado experimentos de pirólisis de dicho purín en un reactor discontinuo de lecho fijo disponible en los laboratorios del GPT. Se obtienen tres productos: un sólido carbonoso (“biochar”), un líquido orgánico y un gas combustible. El líquido orgánico está formado por una fase acuosa y una fase orgánica que se separan por centrifugación. Se han caracterizado los tres productos y se ha analizado el efecto de la temperatura de pirólisis sobre dichas propiedades para posteriormente compararlo con las características de la materia prima. También se ha realizado el balance energético del proceso de pirólisis en base a los datos obtenidos experimentalmente. Los datos obtenidos experimentalmente así como los del trabajo de campo en la instalación ganadera han permitido abordar el estudio comparativo indicado anteriormente. Aunque este estudio constituye una primera aproximación, permite a priori ver la necesidad de buscar alternativas a la gestión tradicional si queremos un modelo ganadero que no genere impacto sobre el medio