La agricultura es un elemento de desarrollo económico esencial y un eje de articulación social, pero también es la responsable del 20% de las emisiones de gases de efecto invernadero y del consumo del 70% de agua a nivel mundial.
Se trata de un sector que continúa creciendo, en la medida que también aumenta la población mundial, por lo que es necesario dirigir este crecimiento hacia una producción agrícola sostenible que consiga:
- Frenar la degradación de la tierra y de los recursos naturales.
- Gestionar mejor los recursos naturales.
- Minimizar el impacto de la agricultura en el cambio climático.
- Reforzar las políticas de gestión de las tierras agrícolas para que integren la conservación de especies y espacios naturales.
- Mejorar el control de enfermedades y otras amenazas naturales.
Y para lograr esto, una de las medidas fundamentales es la utilización de fertilizantes o abonos orgánicos, es decir, fertilizantes elaborados exclusivamente a partir de materias orgánicas.
Este tipo de fertilizantes van a jugar un papel importante en la recuperación y conservación de los suelos, entre otros beneficios, y una forma eficiente, rentable y sostenible de producirlos, dentro del marco de la economía circular, es aprovechando el propio digestato que se genera tras la digestión anaerobia de los residuos orgánicos para la producción de biogás y biometano.
Digestato, un recurso valioso para la agricultura
El digestato es la materia orgánica sólida y líquida, estabilizada, que queda tras el proceso de digestión anaerobia.
Se trata de un subproducto que contiene todos los nutrientes y micronutrientes necesarios para la agricultura, y de ahí su interés como fertilizante orgánico.
Los residuos orgánicos a partir de los cuáles procede este digestato suelen ser lodos de depuradora, purines o estiércol animal, residuos agroalimentarios o cultivos energéticos.
Los diferentes digestatos resultantes de la digestión anaerobia de estos residuos presentan, como características comunes, un alto contenido en impropios (fibras y partículas grandes), en materia orgánica, en nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K).
Esto hace que su aplicación directa como fertilizante sobre el suelo agrícola se encuentre restringida por la normativa europea, la cual 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.
Por eso, para poder aprovechar el digestato y utilizarlo como fertilizante orgánico, se lleva a cabo previamente un proceso de acondicionamiento y tratamiento.
Producción de fertilizantes orgánicos y recuperación de nutrientes a partir del digestato
Como primer paso para el tratamiento del digestato se debe realizar la separación de la fracción sólida y líquida, lo que facilita su manejo y reduce su volumen.
Una vez separadas las fracciones, los siguientes pasos son:
- Concentración de la fracción sólida: se reduce su humedad mediante secado. Con ello, se obtiene un producto más compacto y denso en nutrientes.
- Concentración de la fracción líquida mediante evaporación. El líquido concentrado resultante puede ser empleado en la planta de biogás para diluir la materia orgánica que se incorpora al digestor.
- Pasteurización de las fracciones concentradas mediante un proceso térmico para eliminar la presencia de cualquier agente nocivo (patógeno).
Una alternativa de tratamiento para la fracción sólida del digestato es el compostaje. Este se realiza mediante degradación 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. El proceso se realiza a temperaturas superiores a los 70 ˚C, con lo que el compost que se obtiene se encuentra ya higienizado.
Para la fracción líquida concentrada, una de las tecnologías utilizadas para su valorización es el stripping, que consiste en la recuperación del amonio que contiene.
El amonio se extrae en forma de nitrato de amonio (NH4NO3) tras el lavado de la fracción líquida con ácido nítrico y la incorporación de óxido de calcio (incrementa el valor de pH). Con la adición de este último compuesto, también se forma fosfato de calcio que puede recuperarse mediante precipitación y sedimentación.
Con este tratamiento se consigue reducir los niveles de nitrógeno y fosfatos del digestato, para su uso como biofertilizante cumpliendo con los límites requeridos en la normativa vigente. También permite extraer el amonio y el fosfato de calcio por separado, para otros usos agrícolas o industriales.
Aplicaciones, usos y beneficios de los fertilizantes orgánicos derivados de digestatos
Una vez tratado el digestato y preparado para su uso como fertilizante orgánico, sus aplicaciones pueden ser:
- En el ámbito agronómico, empleando la fracción líquida en el regadío de zonas agrícolas.
- Como enmienda orgánica (fracción sólida).
- Como productos agronómicos de valor añadido, mediante la extracción de nutrientes individuales fraccionados que sirvan para su uso como fertilizantes minerales. Esta extracción fraccionada también puede derivarse para su uso en la industria química.
La aplicación del digestato como biofertilizante, de forma planificada, permite reducir la necesidad del uso de fertilizantes sintéticos de nitrógeno, fósforo y potasio.
Según el artículo “Evaluación de la mineralización de carbono y nitrógeno de los digestatos elaborados a partir de distintos perfiles de materia prima”, publicado por la Universidad de Gante en colaboración con la European Biogas Association, la mineralización de nitrógeno de los digestatos oscila entre el 21 y el 39 %, lo que subraya su propiedad fertilizante.
En cuanto a su uso como enmienda orgánica (humus), el digestato contribuye a mejorar la salud del suelo y, a largo plazo, a incrementar su capacidad para capturar carbono.
Además, el tratamiento del digestato conlleva la concentración de sus efluentes y la reducción del volumen que hay que transportar, lo que implica un menor consumo de combustible fósil y de las emisiones debidas a este transporte, y una mejora en la eficiencia energética y rentabilidad de las plantas de biogás y biometano.
El aprovechamiento del digestato como producto de valor añadido permite cerrar el ciclo de los nutrientes, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, y mejorar la eficiencia y los resultados económicos de la planta de biogás, en especial en la generación de biogás y biometano agroindustrial.
Su uso como fertilizante orgánico va a permitir el desarrollo de una agricultura sostenible, baja en emisiones, que permita la recuperación de los suelos y una mejor gestión de los recursos, siguiendo el modelo de economía circular.