Purín como sustrato base: rendimiento, función tampón y dilución de la mezcla

El purín es un fertilizante natural líquido con bajo contenido en materia seca (normalmente unos pocos por ciento, p. ej., 4–10 % según la especie y la dilución), cuyo rendimiento de biogás por tonelada de masa fresca es reducido, pero que constituye una base ideal para la codigestión. Aporta agua, alcalinidad, microorganismos y microelementos, equilibra la mezcla y facilita el bombeo, además de que su fermentación reduce las emisiones de metano durante el almacenamiento. Sin embargo, resulta difícil obtener una producción energética rentable utilizando solo purín, por lo que suele complementarse con sustratos de mayor contenido energético.

Composición y diferencias

Los valores de la tabla son orientativos y dependen de la alimentación, la cama, el agua de limpieza de las naves y el método de almacenamiento. Para planificar una planta de biogás, utilice análisis procedentes de instalaciones concretas.

Rendimiento por tonelada

El potencial de metano del purín, expresado en sólidos volátiles (SV), suele ser moderado (varias decenas por ciento inferior al del ensilado de maíz), y muy bajo por tonelada de masa fresca debido a su elevada dilución. Ejemplo con supuestos explícitos: purín bovino con un 8 % de MS, 80 % de SV en la MS y un BMP de 200 m³ CH₄/t SV (valor de ejemplo; determine el suyo mediante análisis):

• SV en una tonelada: 1 000 kg × 0,08 × 0,80 = 64 kg,
• metano: 64 × 0,200 = 12,8 m³ CH₄/t.

A modo de comparación, el ensilado de maíz (33 % de MS, 95 % de SV, BMP de 340) proporciona: 313 kg de SV × 0,34 = aprox. 106 m³ CH₄/t. La diferencia es más de ocho veces por tonelada. Por ello, el purín actúa como base, no como principal fuente de energía.

Funciones en la mezcla

1. Tampón. El contenido en amonio y carbonatos estabiliza el pH y aumenta el TAC.
2. Agua y dilución. Permite mantener una suspensión bombeable a pesar de la elevada cantidad de ensilado.
3. Microorganismos. Contiene una flora metanogénica e hidrolítica natural, que acelera el arranque.
4. Microelementos. Aporta Co, Ni, Se y otros, lo que limita las carencias.
5. Gestión del estiércol. Permite al explotador aprovechar el fertilizante, y el digestato presenta mejores propiedades fertilizantes (homogéneo, nitrógeno en forma amoniacal).

Dilución y trampas

Un exceso de purín reduce la OLR y el TRH, disminuyendo el rendimiento volumétrico de la cámara y aumentando la cantidad de digestato que debe almacenarse y distribuirse. No tiene sentido transportar purín muy diluido (tras la limpieza, con agua de lluvia) a largas distancias, ya que el coste supera el beneficio energético. En instalaciones con alto contenido en nitrógeno (purín porcino, deyecciones avícolas) aumenta el riesgo de inhibición por amoníaco, especialmente en condiciones termófilas.

Efecto climático

El almacenamiento de purín en depósitos abiertos provoca emisiones de metano, tanto mayores cuanto más alta sea la temperatura y más largo el tiempo. La fermentación en cámara cerrada y el almacenamiento estanco del digestato con recuperación de gas limitan estas emisiones. La magnitud de la reducción debe estimarse para cada sistema concreto, ya que depende del método de almacenamiento, la temperatura y el tiempo.

Ejemplo de balance para una explotación

Un rebaño de 300 vacas lecheras produce anualmente del orden de varios a una decena de miles de m³ de purín, en función del sistema de manejo y la alimentación. Con los supuestos mencionados anteriormente, de esta cantidad se obtendrían entre varias decenas y más de cien mil m³ de CH₄ al año, energía suficiente para abastecer solo una pequeña instalación. Por ello, las explotaciones suelen añadir ensilados y residuos.

Recomendaciones prácticas

• Mida la MS y el nitrógeno en el purín (la variabilidad temporal es elevada).
• Agite el depósito previo antes de la toma de muestras para evitar la estratificación de los sedimentos.
• Controle la presencia de arena y piedras (cama de arena): decantación y separadores.
• No introduzca purín con alto contenido en antibióticos o desinfectantes sin evaluación previa.
• Mantenga una proporción constante de purín en la mezcla para no alterar el tampón.
• Tenga en cuenta la estacionalidad: en verano, con el pastoreo, hay menos purín.

El purín es, por tanto, la piedra angular de la codigestión: no aporta mucha energía, pero sí estabilidad y beneficios climáticos.

Almacenamiento y preparación antes de la fermentación

El depósito previo debe estar cubierto y agitado para limitar la estratificación y las emisiones. El purín de los canales bajo las parrillas tiene una composición distinta (más urea en fresco) que tras meses de almacenamiento, cuando parte de la materia orgánica ya se ha degradado y el metano se ha escapado a la atmósfera. Cuanto más fresco sea el purín, mayor será su potencial energético, por lo que a menudo se recomienda vaciar los canales con frecuencia y suministrarlo a la planta de biogás en intervalos cortos.

Influencia en el digestato

La fermentación aumenta la proporción de nitrógeno amoniacal en el nitrógeno total y el pH, lo que mejora la disponibilidad de nitrógeno para las plantas, pero también incrementa el riesgo de pérdidas de amoníaco durante el almacenamiento y la aplicación. Los detalles y buenas prácticas se describen en artículos específicos sobre el digestato.