Balance de nitrógeno y dosis de digestato: ejemplo de cálculo paso a paso
Cómo calcular, a partir del análisis del digestato y del plan de abonado, la dosis en m³/ha, comprobar el límite de nitrógeno y estimar las pérdidas. Ejemplo con supuestos explícitos.
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La dosis de digestato por hectárea se calcula dividiendo la dosis de nitrógeno prevista (kg N/ha) entre el contenido de nitrógeno del digestato (kg N/m³ o kg N/t), corregido por el coeficiente de aprovechamiento y las pérdidas. La primera limitación suele ser el límite de 170 kg N/ha al año de nitrógeno de abonos naturales que se deriva de la directiva de nitratos y del programa nacional de actuación (afecta al digestato solo cuando se clasifica como tal; depende de los sustratos y de la normativa nacional), la segunda, la necesidad del cultivo, y la tercera, los factores del suelo y los plazos. El ejemplo siguiente ilustra el razonamiento; las cifras son supuestas, no representativas.
Datos de partida
Se necesitan: el análisis del digestato (N total, N-NH₄⁺, P, K, materia seca), la superficie y el cultivo, el rendimiento objetivo y el nivel de nutrientes del suelo. Realice el análisis de cada lote o, como mínimo, de forma estacional, porque la composición depende de la mezcla de sustratos. Para simplificar, supongamos:
| Parámetro | Valor (supuesto) |
|---|---|
| N total | 4,5 kg/m³ |
| N-NH₄⁺ (del cual) | 2,7 kg/m³ (60 %) |
| P₂O₅ | 1,6 kg/m³ |
| K₂O | 4,0 kg/m³ |
| Materia seca | 6 % |
Paso 1: dosis resultante del límite
Límite de 170 kg N/ha: 170 / 4,5 ≈ 37,8 m³/ha al año de abonos naturales, siempre que todas las fuentes de nitrógeno natural en esa parcela sean precisamente este digestato. Si además del digestato se aplica estiércol o purín, el nitrógeno de estos se suma.
Paso 2: dosis resultante de las necesidades de la planta
Supongamos trigo de invierno con una necesidad de N fertilizante de unos 160 kg/ha (tras tener en cuenta las reservas del suelo y el cultivo anterior; fije el valor según las recomendaciones locales). Supongamos para el coeficiente de aprovechamiento del N del digestato en el año de aplicación: 0,6 para el N total (simplificación; en la práctica se aplican valores distintos según la época y la técnica). N efectivo por m³: 4,5 × 0,6 = 2,7 kg. Dosis: 160 / 2,7 ≈ 59 m³/ha. Es más de lo que permite el límite (37,8 m³), por lo que el límite es el factor decisivo; el resto del N debe proceder de fertilizantes minerales.
Paso 3: complemento con fertilizante mineral
Con 37,8 m³/ha, el N efectivo aportado es: 37,8 × 2,7 ≈ 102 kg. Para cubrir los 160 kg hacen falta todavía unos 58 kg de N de fertilizantes minerales. De forma análoga se comprueba el balance de fósforo y potasio: 37,8 × 1,6 ≈ 60 kg P₂O₅/ha y 37,8 × 4,0 ≈ 151 kg K₂O/ha; compárelos con la extracción del cultivo y el nivel de nutrientes del suelo. En suelos ricos en P, el exceso de fósforo puede ser una limitación.
Pérdidas de nitrógeno
El nitrógeno amoniacal se volatiliza en forma de NH₃, sobre todo con un pH del digestato de 8 o más, temperatura alta y viento. Las técnicas de aplicación (mangueras colgantes, aplicador de inyección en el suelo, incorporación rápida) reducen significativamente las pérdidas. En el balance se adopta un coeficiente de aprovechamiento más bajo en la aplicación superficial sobre vegetación madura en verano que en la aplicación en el suelo en primavera.
Tabla de decisión
| Situación | Recomendación |
|---|---|
| Digestato con una elevada relación N-NH₄⁺/N | aplique cerca del periodo de demanda, en el suelo |
| Digestato con alta materia seca | tenga en cuenta una mayor proporción de N orgánico (liberación más lenta) |
| Alto nivel de P en el suelo | limite la dosis según el P, complete con N mineral |
| Terreno inclinado, proximidad de aguas | extreme la precaución, aplique franjas de protección |
Lista de comprobación
- Haga el análisis del digestato del lote actual.
- Calcule el límite de 170 kg N/ha y la suma con otros abonos naturales.
- Calcule la dosis según las necesidades de la planta y el coeficiente de aprovechamiento.
- Adopte la menor de las dosis.
- Verifique el balance de P y K.
- Tenga en cuenta los plazos y las condiciones de aplicación.
- Lleve un registro de las operaciones.
Errores frecuentes
- Usar valores «de tabla» en lugar de análisis.
- Pasar por alto el nitrógeno de otros abonos naturales.
- Dosis calculada en toneladas en lugar de m³ (la densidad varía).
- Aplicación en invierno o en suelo saturado de agua.
- No tener en cuenta que los índices de aprovechamiento del N fluctúan en un amplio intervalo.
La normativa nacional (dosis admisibles, plazos, registro, obligación de plan de abonado) puede cambiar; antes de la campaña, compruebe el programa de actuación vigente y las recomendaciones del asesoramiento agrario.
Cálculo para toda la explotación
Supongamos 120 ha de cultivo, en las que se prevé aplicar 37,8 m³/ha: en total 4536 m³. Con una producción de 22.000 m³ de digestato al año, esto significa que solo alrededor del 20 % de la corriente cabe en las propias parcelas con este límite. El resto requiere contratos con vecinos, receptores o tratamiento (separación, recuperación de nitrógeno, granulación). Este es el ejercicio de planificación más importante al diseñar una planta de biogás: la superficie disponible para gestionar el digestato limita con frecuencia la escala de la instalación más que la tecnología. Se realiza un análisis similar para el fósforo, que en muchas explotaciones es el factor limitante.
Documentación
Conserve los resultados de los análisis, las fechas y las dosis, los mapas de las parcelas y los contratos de recogida del digestato. En caso de inspección, esto permite demostrar el cumplimiento de los límites y los plazos.
Fuentes
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