Sistema Integrado de gestión de purines, log´sitica de ... - Altercexa

Taller demostrativo sobre el aprovechamiento energético de
purines en Extremadura
Sistema integrado de gestión de purines de porcino,
logística de recogida y transporte
© SENER Grupo de Ingeniería, S.A. – Getxo, 2010
Proceso Valpuren
SENER GRUPO DE INGENIERÍA, S.A
PURINES POLÁN S.L.
Mérida, 14 de Diciembre 2010

El IMPACTO MEDIOAMBIENTAL DE LOS PURINES DE
PORCINO
En España existen unas 25 millones de cabezas de porcino que representan el 20% de
la cabaña de la UE
El porcino genera en España cerca de 50 millones de toneladas de purines.
Gran parte de los purines de porcino se pueden utilizar como fertilizante en aplicación
directa al suelo agrícola.
Sin embargo, debido a la concentración y situación de las explotaciones,
aproximadamente un 30% de los purines generados no disponen de terreno agrícola para
su aplicación. Son los denominados purines excedentes.
Los purines de porcino, no aplicados de forma adecuada al suelo agrícola, generan
básicamente los siguientes problemas medioambientales:
Emisión de gases efecto invernadero, principalmente metano.
Grave contaminación de suelos y aguas subterráneas.
Malos olores.
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SOLUCIONES A LOS PROBLEMAS MEDIOAMBIENTALES DE
LOS PURINES
Transporte: Es la solución aparentemente más sencilla, consistiría en
transportar los purines a zonas donde existe déficit de nitrógeno. El problema
es que los purines tienen alrededor de un 5% de agua, con lo que su
transporte a largas distancias (más de 20-30 km) resulta imposible desde el
punto de vista económico y medioambiental.
Plantas centralizadas de reducción mediante secado térmico: Estas
plantas son las que han dado solución a los purines en zonas de elevada
concentración durante los últimos años. No pueden construirse más
acogiéndose a la actual tarifa.
Biodigestión: La biodigestión es la apuesta actual para la gestión de
purines. El Plan de Biodigestión de Purines desarrolla dicha alternativa. No
obstante, tiene muchos problemas para su desarrollo.
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LA BIODIGESTIÓN COMO ALTERNATIVA A LA GESTIÓN
DE LOS PURINES
La biodigestión supone una alternativa para reducir la emisión de los Gases de Efecto
Invernadero derivados de los residuos agroganaderos.
Sin embargo, el uso de la biodigestión como alternativa para el tratamiento de los
residuos agroganaderos en general y de los purines en particular, que ha tenido un
importante desarrollo en países como Alemania, es de difícil aplicación en España.
Esta limitación se debe, en primer lugar a la tarifa actualmente existente, que impide
su desarrollo, pero adicionalmente se dan otros dos aspectos técnicos de difícil
resolución en nuestro país:
Dificultad de utilizar tecnologías de codigestión debido a la falta de productos para
codigestión y/o a su elevado coste.
Dificultad de gestión del digestato .
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LOS RESIDUOS AGROGANADEROS Y EL CO 2
Según el Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero del
2008, el sector agrario español contribuye al 9,62% de las emisiones de gases de
efecto invernadero. Los detritus animales producen el 21,23% de las emisiones del
sector agrario.
Las emisiones de metano y óxidos nitrosos de los purines, estiércoles y gallinaza
conforman una fuente muy importante de emisiones de gases de efecto
invernadero.
Así, el Plan de Biodigestión de Purines prevé que tratando 9,47 millones de
toneladas de purines se evitará la emisión de 2,23 millones de t de CO2-equivalente
a la atmósfera.
Por ello el desarrollo y fomento de la biodigestión es fundamental para poder
alcanzar estos importantes objetivos de reducción de emisiones.
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LA CODIGESTIÓN DE LOS PURINES
La utilización de productos en codigestión para la biodigestión de los residuos
agroganaderos y de los purines, contribuiría notablemente a la viabilidad de la
biodigestión, ya que el uso de productos de mayor relación C/N, más ricos en carbono,
además de facilitar la biodigestión, produciría un volumen mayor de biogás por t de
producto digerido, rentabilizando notablemente el proceso. Sin embargo existen notables
barreras para poder utilizar estos productos en nuestro país:
La utilización de cultivos agrícolas como el maíz ensilado que se utiliza en Alemania
en más del 90% de las plantas, resulta inviable en España, debido al elevado coste
de producción de este cultivo, debido sobre todo a las necesidades de riego.
La utilización de productos derivados de la industria agroalimentaria compite con su
uso en la alimentación animal. Competencia que se ha hecho más relevante con el
incremento del precio de los cereales.
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EL PAPEL DE NITRÓGENO
El nitrógeno, elemento fundamental en la fertilización de los suelos agrícolas,
constituye la fuente mayor de contaminación en las zonas de concentración de
explotaciones ganaderas, especialmente de porcino.
– Por una parte, se producen emisiones a la atmósfera, tanto en forma de óxidos
de nitrógeno como de amoníaco.
– Por otra, y más importante, en zonas de concentración de purines, se produce
contaminación por nitratos, lo que ha llevado a la declaración de zonas
vulnerables a aquellas zonas donde, debido a la elevada concentración de
nitratos en aguas subterráneas, se debe limitar la aplicación de productos
nitrogenados al suelo.
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EL DIGESTATO
La biodigestión no elimina el nitrógeno, por lo que es necesario buscar la
minimización del impacto del digestato en el medioambiente debido al nitrógeno.
Para minimizar o eliminar este impacto se pueden utilizar tecnologías de eliminación
del nitrógeno o aplicar el digestato en zonas donde no se produzca impacto por
nitrógeno.
Las tecnologías de eliminación del nitrógeno de los efluentes de los digestores
tienen el inconveniente de que son caras y consumen energía, con lo que reducen
parte del impacto positivo de la biodigestión. Básicamente existen dos tecnologías:
Nitrificación-desnitrificación.
Stripping de amoníaco.
La aplicación directa del digestato al suelo, está limitado, especialmente en zonas
de alta concentración de explotaciones, coincidentes con zonas vulnerables. Por
ello es necesario enviar el digestato a mayor distancia, lo que suele ser inviable
económicamente. Además existen limitaciones adicionales en zonas de agricultura
ecológica o zonas incluíadas en el Plan de Espacios de Interés Nacional.
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LAS PLANTAS CENTRALIZADAS DE REDUCCIÓN DE
PURINES
En España existen 27 plantas de reducción de purines mediante secado térmico que incorporan
el concepto de la cogeneración al proceso de tratamiento de purines.
Consiguen convertir y reciclar los nutrientes agronómicos del purín excedente en unas 100.000
t/a de fertilizantes orgánico-minerales sustituyendo a fertilizantes químicos fabricados con
recursos naturales no renovables.
Evitan el almacenamiento a largo plazo de los purines, ya que los consumen a medida que se
generan, con lo que evitan emisiones de metano y su consecuente efecto invernadero.
Estas plantas tratan en total unas 2,5 millones de toneladas de purines.
Estan integradas en ADAP (Asociación para el Desimpacto Ambiental de los Purines.
Pese a sus innegables beneficios medioambientales, evitando contaminaciones del suelo y
emisiones de CO2, el futuro de las plantas existentes está muy amenazado (no cobro de
Complemento por Rendimiento Eléctrico Equivalente, eliminación de derechos gratuitos de CO2).
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EL PROCESO VALPUREN:
Una solución soluci n energética energ tica para el sector agroganadero

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1. LOS PURINES

GRANJA
DE PORCINO
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OLORES
CH 4 , NH 3 , CO 2
FOSA
DE PURÍN
USO TRADICIONAL
• El purín (95% agua y 5% de materia sólida) es un fertilizante natural.
• Tradicionalmente se emplea como fertilizante natural aplicado en terrenos
agrícolas contiguos o próximos.
• Es una práctica racional, que utiliza un recurso renovable, sustituyendo a
abonos químicos, en cuya fabricación se consumen recursos naturales no
renovables.
• Produce molestias de olores en las proximidades del terreno agrícola abonado y
emisiones de gases invernadero (metano, amoniaco y CO 2 ).
OLORES
CH 4 , NH 3 , CO 2

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2. LOS PURINES EXCEDENTES

• Cuando en una zona ganadera en cría intensiva se genera más purín del que
pueden adsorber los terrenos agrícolas circundantes se producen purines
excedentarios.
• Son excedentes aquellos purines no asimilables por suelos agrícolas.
• En la Unión Europea son zonas vulnerables aquellas partes del territorio cuyas
aguas (subterráneas o superficiales) superan una concentración de nitratos de
50 mg/l o cuyas aguas superficiales se encuentran en estado de eutrofización.
• En España la designación de zonas vulnerables es competencia de las
Comunidades Autónomas.
• En España se calcula que se generan seis millones de purines excedentes. No
está determinado el excedente de purín de vacuno.
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3. EL TRATAMIENTO Y LA REDUCCIÓN REDUCCI N DE PURINES CON
COGENERACIÓN COGENERACI N ASOCIADA
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TRATAMIENTO Y REDUCCIÓN REDUCCI N DEL PURÍN PUR N EN PLANTAS
CENTRALIZADAS
En estas instalaciones centralizadas se separa el 95% de agua, que puede
reutilizarse como agua industrial o agrícola y se recupera el 5% de nutrientes
agrícolas y la materia orgánica contenida en el purín.
El 5% recuperado es un fertilizante sólido, almacenable hasta la campaña de
abonado y transportable con bajo coste a zonas agrícolas alejadas (50-300Kms),
donde sustituye a fertilizantes químicos.
ZONAS DE
GANADERÍA INTENSIVA
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5KMS 50-300KMS
TRATAMIENTO Y REDUCCIÓN DEL PURÍN
ALMACENAMIENTO
FERTILIZANTE SÓLIDO
ABONADO

PURIN
• La venta del fertilizante cubre el 5% de los costes.
• El coste del fuel-oil o gas natural representa un canon de tratamiento inviable
para el ganadero.
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TRATAMIENTO SIN COGENERACIÓN
COGENERACI
TRATAMIENTO Y
REDUCCIÓN
CALOR
FUEL
AGUA
FERTILIZANTE
SÓLIDO
TRANSPORTABLE

PURIN
• Los ingresos por la venta de energía compensan los costes.
• El canon del ganadero es asumible.
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TRATAMIENTO CON COGENERACIÓN
COGENERACI
GAS NATURAL
TRATAMIENTO Y
REDUCCIÓN
CALOR
COGENERACIÓN
AGUA
FERTILIZANTE
SÓLIDO
TRANSPORTABLE
ELECTRICIDAD

4. EL PROCESO VALPUREN ® DE TRATAMIENTO CON
COGENERACIÓN COGENERACI N ASOCIADA (1)
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(1) Proceso VALPUREN ® , bajo patente española.

OPERACIONES UNITARIAS
• Digestión anaerobia del purín con recogida del biogás
• Centrifugación separando la fase sólida de la líquida.
• Neutralización de la fase líquida con ácido sulfúrico (fijación del nitrógeno amoniacal).
• Concentración a vacío (del líquido neutralizado) y recogida del agua condensada.
• Secado del concentrado y de la fase sólida centrifugada,
• obteniendo un producto fertilizante en polvo.
• recogiendo el agua condensada.
• Peletización del producto fertilizante orgánico-mineral.
CARACTERÍSTICAS CARACTER STICAS DE LA UNIDAD AUXILIAR DE COGENERACIÓN
COGENERACI
• Motores a gas consumiendo gas natural y el biogás generado en la biodigestión.
• Aprovechamiento del calor del agua de refrigeración de las camisas de los motores en la
biodigestión y en la concentración a vacío.
• Aprovechamiento del calor de los humos, generando vapor, para el secado
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DESCRIPCIÓN DESCRIPCI N DEL PROCESO VALPUREN®
VALPUREN

PURINES
DIGESTIÓN
ANAEROBIA
ácido
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SEPARACIÓN
DE LODOS
BIOGAS
PROCESO VALPUREN®
VALPUREN
NEUTRALIZACIÓN
AGUA CALIENTE
LODOS
DIGERIDOS
COGENERACIÓN
GAS
NATURAL
Vapor
SECADO
CONCENTRACIÓN
ENERGÍA
ELÉCTRICA
PURIN
DIGERIDO
SECO
Secciones de tratamiento
SECCIÓN DE TRATAMIENTO
SECCIÓN DE COGENERACIÓN
Sección de Cogeneración

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VENTAJAS DE LA TECNOLOGÍA TECNOLOG A VALPUREN®
VALPUREN
• Resuelve de raíz el problema de los purines excedentes a coste asumible por el
ganadero. Otros procesos realizan una depuración parcial con un coste no
asumible por el ganadero.
• Recupera más del 95% del Nitrógeno contenido en el purín, y prácticamente el
100% del Fósforo y del Potasio. Otros procesos pierden el Nitrógeno en los
procesos de nitrificación-desnitrificación y vierten un agua sólo parcialmente
depurada.
• La biodigestión, característica exclusiva del proceso VALPUREN ® , situada al
inicio del tratamiento suprime el mal olor característico del purín por lo que la
planta no tiene emisiones de olores que produzcan molestias en la vecindad.
• Mediante la biodigestión, se recupera el contenido energético del purín en forma
de biogás, con lo que se reduce el consumo y la factura de gas natural.
• La tecnología VALPUREN ® funciona a escala comercial desde hace años, como
lo prueban las referencias industriales.

5. EL REFERENTE INDUSTRIAL DE LA TECNOLOGÍA
TECNOLOG A
VALPUREN ®
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• La tecnología funciona a escala industrial desde hace años, existiendo
referencias industriales.
• La primera planta de 100.000t/a (16MW) de TRACJUSA funciona desde hace
cuatro años en Juneda (Lérida). En 2004 funcionó prácticamente al 100%,
cumpliendo todas las especificaciones ambientales y energéticas.
• La segunda planta de 110.000t/a (16MW) de VAG se terminó de construir
(también en Juneda), en mayo de 2004 y alcanzó su máxima producción a los
tres meses de iniciada la puesta en marcha, manteniéndose a este nivel hasta el
día de hoy.
• Recientemente se han puesto en marcha una tercera planta en Miralcamp
(Lérida) de 15 MW y dos plantas en Polán y Consuegra en la provincia de
Toledo, con 16,5 MW cada una.
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6. LAS PLANTAS DE LA PROVINCIA DE TOLEDO

• A principios de 2008, SENER comenzó la construcción de dos plantas de
tratamiento de purines, localizadas en la provincia de Toledo, en los pueblos de
Polán y Consuegra y denominadas respectivamente Valpuren Bañuelo y Valpuren
Comatur. Estas plantas se han construido al amparo de la DT 2ª del RD 661/2007 y
son las últimas que se pueden construir acogiéndose a la actual tarifa de reducción
de purines.
• Las plantas iniciaron la puesta en marcha en la primavera de 2009 y actualmente se
hayan a pleno funcionamiento.
• Ambas plantas son propiedad mayoritariamente de SENER GRUPO DE
INGENIERÍA y en ellas participan los ganaderos locales a través de sociedades
anónimas con un 7% en la planta de Polán y un 5% en la planta de Consuegra.
• Cada planta supuso una inversión cercana a los 30 millones de euros e incorporan
todos los desarrollos técnicos y mejoras obtenidos de la experiencia en la planta de
TRACJUSA en Lérida.
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• Las principales innovaciones técnicas que presentan estas plantas son:
• Vertido cero. Es decir, no existe ningún tipo de vertido líquido de estas
plantas al exterior. Para ellos se ha diseñado un complejo sistema de
aprovechamiento de todos los efluentes de la planta, optimizando este
aprovechamiento para minimizar el consumo de agua.
• Mínimas necesidades de agua. Consecuencia de lo anterior. Los más
importantes puntos de demanda de agua se abastecen con agua
procedente de la condensación de los purines.
• Ninguna emisión de olores. Todos los tanques y circuitos de la planta están
cerrados y los vapores y gases emitidos pasan a través de un biofiltro que
elimina cualquier emisión de olores a la atmófera.
• Uso de motores de muy elevado rendimiento. La planta incorpora dos
motores Rolls Royce de 8.250 kW eléctricos cada uno con rendimientos
eléctricos cercanos al 45%.
• Optimización de la utilización de la energía térmica. La planta ha sido
rediseñada optimizándose el aprovechamiento de los circuitos térmicos y el
uso de la energía.
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PLANTA DE VALPUREN BAÑUELO (POLÁN)
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PLANTA DE VALPUREN COMATUR (CONSUEGRA)
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Tanques de descarga y biodigestores (Valpuren Bañuelo)
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LA LOGISTICA EN UNA PLANTA CENTRALIZADA DE
PURINES
Los aspectos anteriormente citados hacen que sea complejo casar las necesidades
de funcionamiento de una planta centralizada de purines con el suministro desde las
granjas.
Por ello, la mejor solución para la logística de suministro de purines, es ligar la planta
a un Sistema Integral de Gestión de purines controlado por una empresa ligada a los
propios ganaderos (ADS, sociedad de ganaderos).
Este sistema de gestión contará con los datos de censo y producciones de
purines adscritos al sistema, con un banco de tierras y con la capacidad de la
planta.
Mediante un sistema informático de seguimiento se coordinarán las
capacidades de la planta y las necesidades y capacidades agrícolas del banco
de tierra.
Las programaciones definirán en cada momento el destino de las cubas de
purines, existiendo un seguimiento exacto y la trazabilidad de los purines
generados.
Los ganaderos adscritos pagarán una cuota al sistema que cubra los costes de
gestión, transporte y aplicación en su caso.
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Ya sea en el caso de un suministro mediante un sistema integrado de gestión como
por ganaderos a título individual, la distancia a la planta limita totalmente las
posibilidades de suministro a la misma. Por ello las plantas de purines deben estar y
están situadas en zonas de alta concentración con problemas de aplicación al suelo
(zonas vulnerables).
Las distancias condicionan el tipo de vehículo a utilizar, el tracto agrícola tiene un
límite situado en un radio de unos 20 km. A partir de ahí los costes de los
transportes crecen, debido a la necesidad de utilizar camiones.
Debido a que las distancias son muy pequeñas es fundamental el tiempo dedicado a
la carga y la descarga, así como las capacidades de las cubas, por ello se suelen
utilizar sistemas de carga mediante depresores de gran capacidad y cubas de más
de 20 metros cúbicos.
El cuadro adjunto da una idea de costes medios de transporte en función de las
distancias.
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LA DISTANCIA EN LA LOGISTICA
Distancia a Coste transporte
planta (km) (€/t) Sistema de transporte
10 1 Tractor agrícola
20 1,6 Tractor agrícola
30 2,5 Camión cisterna
40 3 Camión cisterna

LOGISTICA DE SUMINISTRO Y LOGISTICA DE
PRODUCTO SECO
Las plantas de purines centralizados solucionan el problema de transporte del
nitrógeno existente en los purines fuera de las zonas vulnerables, evitando la
contaminación de las mismas y permitiendo su utilización como fertilizante en zonas
donde exista demanda de nitrógeno.
En el caso de la biodigestión, solucionan también el problema de gestión del
digestato que contiene todo el nitrógeno contenido en los purines.
El cuadro adjunto indica un caso típico de alternativa de aplicación de los purines
frescos para uso agrícola, frente a los purines secos de una planta centralizada. En
el caso de una zona vulnerable, normalmente la aplicación a lo largo de todo el año
dentro del radio indicado resulta imposible, por lo que es necesario acudir a plantas
centralizadas.
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Volumen planta
media (km)
Distancia media
típica (km)
Purin sin tratar para aplicación agrícola 100.000 10
Purín seco de planta centralizada 5.000 200

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CONCLUSIONES
Las plantas centralizadas de purines constituyen una solución innegable cuando
existe una elevada concentración de explotaciones.
La biodigestión tiene en nuestro país todavía graves problemas para el desarrollo
debido a la baja tarifa, a la dificultad de encontrar productos para codigestión y a la
gestión del digestato en zonas de elevada concentración de explotaciones.
El proceso Valpuren, no aplicable en la actualidad a nuevas plantas por la
desaparición de la tarifa de reducción de purines, combina la biodigestión con la
reducción mediante secado térmico y ha dado solución al tratamiento de purines en
diversas zonas de Cataluña y Castilla La Mancha.
Sin embargo, las plantas centralizadas, con elevadas inversiones necesitan un
sistema de aprovisionamiento de purines seguro, con baja estacionalidad y dentro
de unos radios de gestión razonables.
La creación de un Sistema Integrado de Gestión por parte de los ganaderos,
abarata sus costes, facilita las relaciones con la administración y garantiza el
suministro de purines a la planta.
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¡¡¡MUCHAS GRACIAS!!!
fernando.suarez@sener.es
fernando.suarez@valpur.com
pabloalejobarrios@gmail.com
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