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 m2/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:

1. Corrales de engorde y pasillo de recolección de efluentes.

2. Cámara receptora, de agitación y carga del digestor.

3. Biodigestor.

4. Sala de máquinas.

Corrales de engorde:

5

4

3 2

1

2- 1- Corrales, 2- Pileta de recolección del estiércol, 3- Biodigestor, 4- Sala de máquinas, 5- Laguna con efluente procesado o digerido (biofertilizante).

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.

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).

4-Corrales de engorde de hormigón con postes para media sombra.

5-Barrido de efluentes hacia la cámara de recepción.

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.

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.

6-Callejón de recolección y cámara de recepción (Izq)- Detalle del agitador/homogeneizador de sustrato (Der).

El biodigestor (o reactor) tiene 15 m. de diámetro y 3 m. de alto, con una capacidad útil de 460 m3. 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 H2S, 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/m3.

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: 1- Fertilizante 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)