Informe de la visita al establecimiento “La Micaela”

Informe de la visita al establecimiento “La Micaela”
Feedlot en Carlos Tejedor, Provincia de Buenos Aires
Generación de biogás y biofertilizante con estiércol bovino
La visita fue realizada por los Ing. Agrónomos José María Méndez, Marcos Bragachini, Lisandro Errasquin,
Matías Alladio, José Riedel, Diego Mathier y el productor agropecuario Nelson Romagnoli junto a su esposa
Gladys Del Bianco.
1-Asistentes a la visita.
El establecimiento está ubicado a 2,5 km de la localidad de Carlos Tejedor, Provincia de Buenos
Aires y pertenece al Sr. Luis Urdangarin quien nos recibió junto a los Ing. Agr. Ezequiel Weibel y
Martín Pinos, titulares de la Empresa Biogás Argentina quienes desarrollaron el proyecto.
En esta región de la provincia de Buenos Aires, predomina la actividad ganadera en sus diferentes
formas, cría, recría, ciclo completo y engorde a corral. En el establecimiento visitado, se realiza
principalmente la actividad de engorde a corral desde hace más de 7 años.
Los suelos de la zona cuentan con problemas marcados de fertilidad por malas prácticas de
fertilización y además presentan, desde los 50 cm hasta el metro de profundidad, un horizonte con
gran cantidad de limo y pequeñas cantidades de calcáreo, que limitan su productividad.
Ante esta realidad el productor encontró información sobre generación de biogás y biofertilizante a
partir de efluentes de producción bovina y decidió encarar un proyecto que le permita aprovechar
el estiércol de los animales del feedlot como fuente de nutrientes para los cultivos y a su vez, como
insumo para la generación de energía eléctrica, ya que el estiércol en estado “crudo” o sin tratar
presenta algunos inconvenientes para ser utilizado en el campo como biofertilizante, además de ser
dificultosa su recolección.
El establecimiento cuenta con corrales de engorde tradicionales de tierra (20 m 2/animal) y con 4
corrales con piso de hormigón (3 m2/animal) que presentan una pendiente hacia una calle central
también de hormigón. El estiércol que se genera en éstos corrales es el que se aprovecha para la
generación de biogás y biofertilizantes.
El hecho de hacer los corrales y calle central con hormigón es para facilitar la recolección del
estiércol sin tierra (habitual en corrales tradicionales), ya que ésta hace poco viable la biodigestión
anaeróbica al tener alta carga inorgánica (partículas de suelo).
Este tipo de estructuras en nuestro país, es una innovación siendo más frecuente encontrarlo en
otras partes del mundo. Este tipo de sistema, con pisos de hormigón o pisos enrejillados tipo slats
de la producción porcina, es el que consideramos que se debería replicar en nuestro país al
generarse una intensificación de la producción, lo cual permite un manejo más sustentable de todo
el sistema: mayor confort animal y disminución de las probabilidades de contaminación ambiental
con el estiércol.
Sistema de tratamiento de efluentes mediante biodigestión anaeróbica con generación de biogás
y a partir de éste de energía eléctrica
El sistema se puede dividir en varias partes componentes:
2
1.
5
3 de recolección de efluentes.
Corrales
de engorde y pasillo
2.
1
Cámara receptora, de agitación y carga del digestor.
3.
Biodigestor.
4.
Sala de máquinas.
4
2- 1- Corrales, 2- Pileta de recolección del estiércol, 3- Biodigestor, 4- Sala de máquinas, 5- Laguna con efluente procesado o
digerido (biofertilizante).
Corrales de engorde:
Cuenta con 4 corrales de hormigón con microfibra y malla de hierro para evitar las rajaduras. Están
construidos en espejo (2 y 2) con una dimensión de 12,5 m. de ancho por 30 m. de largo cada uno
pudiendo albergar cada corral a 125 animales de 250 kg promedio (total 500 animales en engorde
bajo este sistema). Además cuentan con un sistema de media sombra que se coloca en verano.
Según los especialistas, la construcción óptima de los corrales, sería con pisos de slats, esto
simplificaría significativamente las tareas de limpieza. En la actualidad este tipo de piso (con fosa
de recolección y piso rejilla) no se justifica desde el punto de vista económico.
La limpieza de los corrales se realiza con una pala tipo Bobcat (esto insume 15 a 20 minutos
por corral), volcando el estiércol hacia la calle central. No se utiliza agua para la limpieza debido al
mayor gasto que esto implica.
Luego desde el camino central, donde llegaron los efluentes de la limpieza de los 4 corrales, se los
barre con la palita hacia la cámara de recepción, agitación y carga del digestor. El sistema genera 35
m3 de efluentes por día.
Los comederos se sitúan en la parte más alta de los corrales (en el lado opuesto al callejón central),
son de ladrillo “hueco” y ladrillo “mendocino” con un encadenado en la parte superior, donde los
hierros pasan a través de los postes del corral. Cada corral comparte con su corral contiguo y en el
medio del lado, un bebedero media caña de 3 m. de largo por lado. Al momento de retirar la tropa
de animales del corral, no se le da descanso a éste, pues no es necesaria la limpieza ni el tapado de
pozos, fundamentalmente en torno del bebedero y de los comederos, antes del ingreso de la
próxima tropa.
3-Vista de los comederos de cemento.
Como dato adicional comentan los especialistas que en éste sistema (engorde sobre piso de
hormigón) observaron una mayor ganancia de peso que se reflejó en un acortamiento del tiempo a
faena de 10 a 15 días cuando lo compararon con el engorde sobre piso de tierra. Ésta diferencia se
la atribuyen, fundamentalmente, a un mayor confort animal (no hay barro). Por otro lado
manifestaron que durante el período de engorde (100 – 120 días) no se presentaron problemas de
patas.
4-Corrales de engorde de hormigón con postes para media sombra.
5-Barrido de efluentes hacia la cámara de recepción.
En cuanto al aspecto nutricional, el alimento utilizado, parte se produce en el establecimiento (maíz
para grano, silaje planta entera) y además se compra grano de maíz a productores vecinos y
concentrado proteico a proveedores regionales. El ingreso de alimentos de terceros al sistema,
dejan además de kg. de carne, nutrientes que son aportados al suelo que en parte reemplazan a los
fertilizantes químicos.
El plan de alimentación está compuesto por dos dietas distintas; una de recría (67% silo de maíz, 7%
concentrado proteico mineral y 26% de grano de maíz) y otra de terminación (70% grano de maíz
húmedo partido, 7% concentrado proteico mineral y 23% de silo de maíz).
Cámara de recepción
Es similar a una cámara séptica abierta. A la misma llegan todos los efluentes (heces y orina) de los
corrales y son diluidos con agua hasta alcanzar la concentración ideal para que sea digerido por las
bacterias. Se busca obtener un sustrato con un 10-13 % de MS en el efluente. Luego del agregado
de agua se enciende el sistema de agitación para homogeneizar la mezcla antes de su ingreso al
biodigestor. Inicialmente se pensó en la incorporación de silaje de maíz para codigestión, pero
constataron que el efluente bovino generado es mayor a los valores presentes en la bibliografía (8%
del peso vivo entre orina y estiércol) por lo que decidieron utilizar solamente este sustrato.
También fueron evidentes las diferencias en volumen de efluente generado entre los corrales de
recría y los de engorde.
6-Callejón de recolección y cámara de recepción (Izq)- Detalle del agitador/homogeneizador de sustrato (Der).
Biodigestor
La digestión anaeróbica es un proceso bioquímico durante el cual la materia orgánica compleja es
descompuesta en ausencia de oxígeno, por varios tipos de microorganismos anaeróbicos. En una
instalación de biogás, se obtiene como resultado del proceso de digestión anaeróbica biogás como
producto principal y el digerido como subproducto.
El biogás es un gas combustible, compuesto principalmente por metano y dióxido de carbono y por
cantidades menores de SH2, N2, H2 y H2O. La capacidad combustible de este gas la brinda el metano
principalmente.
El digerido es el sustrato descompuesto, resultante de la producción de biogás que contiene
nutrientes esenciales para los cultivos (N, P, K, etc) por lo que puede ser utilizado como un
biofertilizante.
Las plantas de biogás pueden funcionar con un único sustrato (estiércol de animales por ejemplo,
como en el caso visitado), pero también pueden hacerlo con la combinación de distintos sustratos
(ej: silaje de maíz y estiércol animal) en cuyo caso el proceso se conoce como codigestión, siendo
este el que más se utiliza en otras partes del mundo.
El digestor, está construido sobre el nivel del suelo, es un tanque circular con base y paredes de
hormigón de 20 cm de espesor recubierto en la parte superior por dos lonas de geomembrana de
PVC, las cuales actúan como reservorio del gas producido y le dan forma de semiesfera que permite
soportar las inclemencias climáticas.
El biodigestor (o reactor) tiene 15 m. de diámetro y 3 m. de alto, con una capacidad útil de 460 m 3.
Cuenta con un sistema de agitación constituido por un eje con paletas ubicado en el medio de la
altura del reactor y hacia el centro que gira a bajas revoluciones favoreciendo el mezclado e
impidiendo la deposición de sólidos en el fondo y la formación de costras en la superficie. Cuenta
con un intercambiador de calor externo al digestor, que le permite de alguna manera lograr el
control de la temperatura del sustrato que se encuentra dentro y el que ingresa al mismo. La
temperatura ideal para la flora bacteriana se ubica alrededor de los 35ºC. Al momento de la visita la
planta se encontraba en su etapa de ajuste, trabajando a una temperatura baja (21ºC) por no
disponer del calor que va a generar el motor-generador aun no instalado. El biodigestor cuenta con
medidores de temperatura y de presión.
Las distintas funciones que se realizan en el proceso de biodigestión (presión del domo,
temperatura máxima y mínima del digestor, la potencia del agitador, revoluciones del agitador,
etc.) están totalmente automatizadas.
7-Vista del digestor con el sistema de agitación y ventilador de aire para membranas.
Sala de Máquinas
Cuenta con un panel de control del sistema en donde se comanda electrónicamente todo el
proceso. Funciona con una computadora interna llamada PLC. Todos los datos son subidos a una
página web donde se dispone del historial de los mismos.
Como se mencionó anteriormente, el digestor tiene dos membranas; al no ser éstas flexibles, se
debe mantener turgente la externa para evitar cualquier problema derivado de un suceso climático
(lluvia, viento, granizo, etc), para esto se mantiene una capa de aire entre las membranas mediante
un ventilador; hay un sensor de presión entre las dos membranas, si la presión baja se abre una
clapeta automatizada y prende el ventilador, en caso de exceso de presión, al subir la membrana
interna por la producción de gas, se abre la clapeta y deja liberar aire. Si bien este sistema es
automático, tienen una válvula de alivio mecánica que ante una posible falta de electricidad
igualmente se acciona.
Cuando la temperatura baja del mínimo programado, se enciende el sistema de recirculación y se
abre el circuito de agua caliente (Intercambiador de calor de acero inoxidable de 6 mts de longitud)
donde por dentro circula el efluente y por fuera agua caliente, se intercambia el calor, se calienta el
efluente y vuelve al digestor. Actualmente cuentan con una caldera y un termotanque auxiliares
que funcionan a biogás para la calefacción hasta que se instale el motor. El intercambiador de calor
no se encuentra de manera subterránea para evitar, por un lado, pérdidas de carga por la presencia
de más codos y por otro, para facilitar las tareas de mantenimiento. Está recubierto con una
membrana aislante para disminuir la pérdida de temperatura.
8- Intercambiador de calor para calefacción de sustrato.
Cuando se instale el caudalímetro se va a poder disponer de otros datos adicionales como
producción de gas instantánea y acumulada. En base a todos los datos se puede monitorear la
planta a distancia y poder hacer un manejo de la misma. En esta misma sala funcionará el motor de
cogeneración de energía eléctrica. El motor generador de 120kW entregará con su funcionamiento
continuo a biogás 70kW.
El biogás antes de ser utilizado debe ser acondicionado (eliminación de H 2S, partículas en
suspensión y humedad) y presurizado según el destino del mismo. Del proceso se obtiene biogás
con un 55% de metano y un poder calorífico de 5000 Kcal/m 3.
Al momento de la visita se estaba instalando un filtro de óxido de hierro para retener el H2S.
Laguna de almacenamiento del digerido
Por último, el biofertilizante obtenido luego del paso por el reactor llega a la pileta de descarga. La
misma es una importante obra civil impermeabilizada con una membrana de polietileno.
Este biofertilizante además de tener una menor carga orgánica gracias al proceso de digestión,
queda prácticamente inoloro, conservando la mayoría de los nutrientes que se devolverán al
campo en forma de fertilizante orgánico. La distribución en el campo es realizada con una máquina
estercolera.
9- Laguna de almacenaje de digerido.
10-Laguna de almacenaje de digerido y atrás a la derecha estercolera.
ENSAYO: Respuesta de los cultivos a la aplicación del biofertilizante
Nos comentaron además que van a realizar un ensayo en dónde evaluarán la respuesta de los
cultivos al biofertilizante en una rotación maíz-cebada/soja. Éste ensayo tendrá 4 tratamientos: 1Fertilizante químico, 2- Biofertilizante, 3- Fertilización mezcla (químico y biofertilizante) y 4- Sin
fertilizante. Aun no tenían definidas las dosis de biofertilizante a utilizar al momento de la visita,
pero si los momentos de aplicación: 45 y 5 días antes de la siembra.
LEGISLACIÓN
El productor venderá el biogás excedente a la Cooperativa de Energía de la Localidad de Carlos
Tejedor, quién generará la energía eléctrica. El productor recibirá un precio previamente acordado,
por cada m3 entregado por Kw producido.
Esta parte del proyecto (comercialización de energía eléctrica), es tal vez una de las patas más
importantes del mismo, ya que, además de generar un ingreso, está permitiendo a nivel de la
provincia de Bs As cambios en la legislación que regula la comercialización de energías verdes que
se adaptan a las necesidades y realidades de proyectos como este. “Se va construyendo sobre la
marcha comento el productor”.
Legalmente existe una legislación nacional denominada 108 para plantas de gran potencia de
generación y a nivel de la provincia de Buenos Aires se encuentra la (453/13) que se aprobó en
diciembre de 2013 como resultado de la instalación de esta planta. Ésta plantea el reconocimiento
de costo por generación de energía de baja potencia.
Las cooperativas se encuentran dentro de un foro regional denominado FREBA, este foro tiene a su
vez un fondo de inversión (FITBA) en donde el dinero de los usuarios se destina a inversión pública
para generación de energía.
A través de las cooperativas, el FITBA realiza el aporte de la diferencia del costo de lo que paga la
cooperativa eléctrica habitualmente con el costo de la energía producida de esta manera, es decir,
la cooperativa paga lo mismo que pagaba la energía anteriormente y la diferencia (150-180 U$S) lo
paga el FITBA.
Informe realizado por los Ingenieros Agrónomos: Diego Mathier, Marcos Bragachini, José María
Mendez, José Luis Riedel, Lisandro Errasquin y Matías Alladio, pertenecientes al Programa
Nacional de Agroindustria y Agregado de Valor de INTA.
Datos de contacto:
Ing. Agr. José María Méndez – mendez.jose@inta.gob.ar (INTA AER TOTORAS)
Ing. Agr. Marcos Bragachini – bragachini.marcos@inta.gob.ar (INTA EEA MANFREDI)
Ing. Agr. Diego Mathier – mathier.diego@inta.gob.ar (INTA EEA MANFREDI)
Ing. Agr. Lisandro Errasquin – errasquin.lisandro@inta.gob.ar (INTA AER JUSTINIANO POSSE)
Ing. Agr. Matías Alladio – alladio.matias@inta.gob.ar (INTA AER JUSTINIANO POSSE)
Ing. Agr. José Luis Riedel – riedel.jose@inta.gob.ar (INTA EEA SAN LUIS)
Sr. Luis Urdangarin – lurdangarin@yahoo.com.ar (PRODUCTOR AGROPECUARIO)
Ing. Agr. Martín Pinos - biogasarg@gmail.com (BIOGAS ARGENTINA)
Ing. Agr. Ezequiel Weibel - biogasarg@gmail.com (BIOGAS ARGENTINA)