Secado de digestato: cuánta energía se necesita, qué secadores se emplean y qué hacer a continuación

El secado de digestato consiste en la evaporación de agua de la fracción sólida (con menor frecuencia, del digestato completo) con el fin de reducir su masa, estabilizarlo y obtener un producto apto para el transporte, almacenamiento o granulado. Se trata de un proceso que consume mucha energía: en la práctica, evaporar 1 kg de agua requiere entre 0,8 y 1,2 kWh de calor, por lo que su rentabilidad depende de la disponibilidad de calor residual económico procedente de la cogeneración (CHP). Por ello, conviene calcular el balance antes de decidir invertir.

Ejemplo de cálculo

Supuestos: 1 000 t anuales de fracción sólida con un 28 % de materia seca (MS), secado hasta un 85 % de MS. Masa de materia seca: 280 t. Masa tras el secado: 280 / 0,85 ≈ 329 t. Agua en el material de entrada: 720 t; en el producto: 49 t; evaporación ≈ 671 t de agua. Con un consumo de 1,0 kWh de calor/kg de agua: 671 MWh de calor al año, es decir, 0,67 MWh por tonelada de fracción fresca. Para una instalación con CHP de 500 kW de potencia eléctrica y unos 500 kW de calor útil (con 8 000 h de funcionamiento), el calor disponible asciende a unos 4 000 MWh anuales, parte del cual se destina a calentar la cámara; por tanto, 671 MWh representan aproximadamente una sexta parte de ese calor, lo que puede ser viable para su aprovechamiento. Un cambio en los supuestos modifica el resultado: un objetivo de materia seca del 90 % en lugar del 85 % aumenta la cantidad de agua evaporada solo en un 3 % (unos 689 t en lugar de 671 t), mientras que una eficiencia distinta del secador o un consumo de calor diferente por kg de agua altera el resultado en varias decenas por ciento.

Tipos de secadores

Ventajas del secado

• Reducción de masa y costes de transporte (de 1 000 t a unas 330 t en el ejemplo).
• Estabilización biológica y posibilidad de almacenamiento prolongado.
• Posibilidad de granulado y venta como fertilizante orgánico.
• Aprovechamiento de calor que se genera de todos modos.

Inconvenientes y riesgos

• Costes de inversión y explotación.
• Pérdidas de nitrógeno: durante el secado se volatiliza amoníaco si la fracción contiene mucho nitrógeno amónico; se emplean lavadores ácidos (sulfato de amonio) o se limita la temperatura.
• Emisión de olores y polvo: filtración y lavado del aire de salida.
• Riesgo de incendio y explosión de polvo en secadores y almacenes de material seco: clasificación de riesgos, control de temperatura y eliminación de depósitos.
• Necesidad de autorización/normativa en materia de emisiones atmosféricas y gestión de residuos; según la instalación y los sustratos, conviene consultar los requisitos con la autoridad ambiental.

Cuándo resulta rentable el secado

1. Existe un excedente de calor imposible de vender en invierno/verano.
2. El destinatario del producto sólido está lejos y el transporte de la fracción húmeda resulta caro.
3. El producto puede venderse (gránulo, fertilizante orgánico) a un precio que cubra los costes.
4. Existe demanda de material con parámetros estabilizados.

Cuando el calor tiene otro uso económico (calefacción de edificios, procesos industriales) o cuando la fracción sólida puede aprovecharse en campos cercanos, el secado rara vez resulta viable desde el punto de vista económico.

Cómo aumentar la eficiencia

• Deshidrate al máximo el material mecánicamente antes del secado (cada punto porcentual de MS supone menos agua que evaporar).
• Aproveche el calor de los gases de escape y del enfriamiento del motor.
• Recupere el calor del aire de salida (intercambiadores).
• Limite la temperatura para reducir las pérdidas de nitrógeno.
• Mida el consumo de calor por tonelada de agua.

Lista de comprobación para la decisión

• Balance de calor: cuánto calor puede destinarse realmente al secado durante todo el año.
• Humedad objetivo y destinatario.
• Alcance de la depuración del aire.
• Riesgo de incendio y normativa ATEX.
• Coste de mantenimiento y servicio.
• Alternativas: compostaje, aplicación directa.

Un secado planificado de manera sensata es un elemento del sistema de gestión térmica de una planta de biogás, no un negocio independiente: la evaluación debe abarcar toda la cadena, desde la separación hasta la venta del producto.

Qué hacer con el producto seco

La fracción sólida seca puede almacenarse en sacos o montones bajo cubierta, venderse a granel como fertilizante orgánico o transformarse en gránulos (artículo aparte). Preste atención a la estabilidad: el material con una humedad inferior al 15 % es resistente a la descomposición, pero absorbe humedad del aire y puede apelmazarse. La combustión del digestato como biocombustible requiere cumplir los requisitos para instalaciones de combustión y solo es posible en determinadas condiciones legales, no siendo una solución por defecto.

Monitorización

Registre el consumo de calor (kWh/t de agua), la humedad de entrada y salida, la temperatura del aire de salida y la concentración de amoníaco tras el lavador. Estos datos permiten comparar la instalación con los supuestos de diseño y detectar una disminución de la eficiencia.

Resumen

El secado transforma un material húmedo y difícil de gestionar logísticamente en un producto estable, pero a costa de energía y equipos adicionales para la depuración del aire. Antes de decidir, realice un balance de masa y calor con sus propios datos, calcule el coste por tonelada de producto seco y compárelo con el precio obtenido por el producto y con el coste de una gestión alternativa de la fracción sólida sin secado.