El proyecto LIFE VALPORC pretende demostrar una alternativa sostenible a la gestión de los cadáveres de porcino y purines valorizando estos residuos mediante su transformación en biocombustibles -biogás y biodiésel- y fertilizantes orgánicos, abordando así la problemática medioambiental derivada de su gestión actual.

La gestión actual de los subproductos de producción primaria del sector porcino, especialmente animales muertos en explotación y purines, supone un grave problema medioambiental por el volumen que representan y por la escasa o nula valorización que se hace actualmente de ellos, ya que en la mayoría de los casos son eliminados por incineración o envío a vertedero.

Gestión de subproductos animales: objetivo nacional y europeo

En general, se admite que entre un 32% y un 80% en peso (dependiendo la especie) de los animales sacrificados en un matadero será destinado a consumo humano y el resto a subproductos (SANDACH), siendo la producción de estos últimos cercana a los 20 millones de toneladas anuales tan solo en Europa.

España ocupa el tercer puesto entre los países europeos en cuanto a volumen de subproductos animales transformados, por detrás de Francia y Alemania, alcanzando casi los 2 millones de toneladas anuales. Dichos subproductos provienen principalmente de mataderos (1,6 millones de toneladas anuales) y de explotaciones ganaderas (350.000 toneladas anuales), según datos del MAGRAMA, 2015.

La gestión actual de estos subproductos supone un grave problema medioambiental por el volumen que representan y por la escasa o nula valorización que se hace de muchos de ellos. Este problema es especialmente significativo en el caso de la gestión de los cadáveres de porcino, por su alto volumen.

Europa es el segundo productor mundial de porcino con un censo de 148,3 millones de cabezas en 2014. Dentro de Europa, España es el segundo país, tan solo detrás de Alemania, con un censo en 2014 de 26,6 millones de cabezas.

Las encuestas de sacrificio de ganado revelan cantidades aún mayores. Solo de porcino fueron sacrificados en 2014 más de 251 millones de animales en Europa de los cuales, 43 millones provenían de España. En base al censo anterior, se estima que anualmente la generación de restos de cadáveres de porcino en Europa y España es de 5,4 y 0,9 millones de toneladas, respectivamente. Por ello, la búsqueda de una alternativa eficaz a la gestión de los cadáveres de porcino es un objetivo nacional y europeo prioritario. (Datos de Eurostat, 2015)

Obtención de harina y grasa multiusos

El sistema VALPORC incluye una etapa inicial de rendering de subproductos porcinos, con el desarrollo de un prototipo modificado respecto a los sistemas convencionales de rendering, para obtener una harina y una grasa de calidad con múltiples usos, entre ellos la producción de biocombustibles.

Para adaptar al residuo y optimizar el proceso de rendering actual es necesario testar los diferentes métodos exigidos por la legislación en cuanto a higienización del material de partida y la aplicación de diferentes presiones, temperaturas y tiempos de residencia, para ver cuál es más eficiente desde un punto de vista energético y de calidad del producto final. Además, y atendiendo a las características de este producto higienizado, se estudiarán las mejores condiciones a aplicar en el separador-decantador, que permitan obtener un producto final de calidad.

El prototipo de tratamiento de cadáveres de 1 t/día de capacidad de procesamiento, actualmente en construcción, está diseñado para optimizar energéticamente el proceso de producción de harinas y grasas y fomentar la valorización de estos subproductos.

Generación de biodiésel

A continuación las grasas entran a un proceso de generación de biodiésel, mediante tecnología de cavitación. La cavitación hidrodinámica es un fenómeno en el que se generan pequeñas burbujas de vapor en el seno de un líquido y se libera una gran cantidad de energía a nivel local.

Se ha demostrado que la cavitación es efectiva para acelerar la síntesis de biodiésel en condiciones ambientales y que la aplicación de la cavitación a la reacción de esterificación de aceites con ácido sulfúrico y metanol permite obtener rendimientos del 90%, empleando la mitad del tiempo de reacción que en un reactor convencional.

Biogás por digestión en dos fases

Las harinas cárnicas, con restos de grasa, las aguas de proceso y la glicerina generada durante la fabricación de biodiésel son co-digeridas en una planta de digestión anaerobia en dos fases con pre-tratamiento de ultrasonidos.

La etapa de ultrasonidos se prevé que acelere la etapa de hidrólisis de los sustratos. En ensayos previos realizados con purines se ha conseguido duplicar la producción de metano cuando estos eran previamente sometidos a ultrasonidos.

La digestión anaerobia en dos fases, en lugar de en un único reactor de mezcla completa como es habitual, va a permitir controlar el efecto de los compuestos inhibidores sobre la población microbiana y mejorar el rendimiento y la estabilidad del proceso.

Las ventajas potenciales de la digestión en dos fases frente a sistemas en una fase a la hora de tratar sustancias complejas son muchas: menor tiempo de retención, mayor eficiencia de la conversión a metano y mayor concentración de metano en el biogás producido. Además, este diseño permite reducir el volumen total de reactor y la co-digestión alivia el efecto inhibidor producido por altas concentraciones de lípidos y proteínas.

Fertilizantes

La corriente remanente, rica aún en materia orgánica y nutrientes, y otros subproductos del proceso global serán aprovechados como fertilizante en zonas próximas a la planta, lo que repercutirá en un ahorro en fertilizantes químicos.

Agradecimentos

Los autores quieren agradecer la financiación de este trabajo al Programa LIFE+ de la Comisión Europea. Proyecto “LIFE VALPORC”, con expediente LIFE13 ENV/ES/001115. www.lifevalporc.eu.

LEGISLACIÓN APLICABLE

Hasta hace unos años los subproductos animales tenían salida en la industria alimentaria para la obtención de harinas cárnicas y grasa, entre otros productos, pero las crisis alimentarias y sanitarias ocurridas a lo largo de los años noventa, entre las que se pueden destacar las encelopatías espongiformes transmisibles (EET) que asolaron gran número de explotaciones ganaderas o la presencia de dioxinas en los piensos, limitaron esta práctica. Estas crisis evidenciaron la incorrecta gestión que de estos productos se venía haciendo, lo que ha auspiciado, en el ámbito de la UE, la aparición de diferentes leyes, normas y directrices con el objeto de controlar estos residuos y marcar las pautas de su tratamiento y valorización.

La legislación actual que afecta a la eliminación de los SANDACH restringe su aprovechamiento alimentario por razones sanitarias, pero posibilita la implantación de nuevas tecnologías para su tratamiento, abriéndose un amplio campo de trabajo para la valorización energética mediante procesos termoquímicos y digestión anaerobia, siempre que se hayan aplicado previamente procesos de pasteurización o esterilización, en función de la categoría en que se clasifique el subproducto de partida.

El Reglamento (CE) Nº 1069/2009, del Parlamento Europeo y del Consejo y el Reglamento (UE) Nº 142/2011, de la Comisión, constituyen desde el 4 de marzo de 2011 el marco legal comunitario aplicable a los subproductos animales no destinados al consumo humano y los productos derivados de los mismos (SANDACH), quedando derogado desde esa fecha el Reglamento (CE) 1774/2002 (MAGRAMA, 2014). En España es el Real Decreto 1528/2012 el que establece las condiciones de aplicación de la normativa comunitaria sobre SANDACH.

 

Dolores Hidalgo, Dra. Ingeniera Química
David Díez, Ingeniero Químico
Jesús Mª Martín-Marroquín, Químico
Ana Urueña, Ingeniera Química
Francisco Corona, Ingeniero Químico
CARTIF Centro Tecnológico-ITAP Universidad de Valladolid

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