Valoración de diferentes sistemas de cubrición de balsas de purines para reducir la emisión de gases perjudiciales al medio ambiente

Denominación del proyecto:

 

Valoración de diferentes sistemas de cubrición de balsas de purines para reducir la emisión de gases perjudiciales al medio ambiente

 

 

Lugar o lugares donde se ejecuta el proyecto

 

Las Cinco Villas, comarca ubicada en la provincia de Zaragoza y lugar principal donde se va a desarrollar el proyecto, es una zona de alta carga ganadera porcina, además es la segunda zona de Aragón con más cabezas de porcino (2,48 millones en Zaragoza) superada por Huesca (con 3,54). Hay más de 200 explotaciones en esta comarca y esto se debe a la comercialización con una exportación de lo que se produce que asciende al 70%. En cifras, un millón y medio de cerdos se crían en la zona que van a sacrificio; y en las granjas de madres nacen más de 2 millones.

 

En una zona tan masificada en cuanto a producción porcina, es necesario el desarrollo de técnicas de gestión de purines, por un lado para que afecte lo menos posible al medio, pero también para saber cómo utilizarlo de la manera más eficiente posible, y encontrando los mayores beneficios de este, incluso potenciándolos. Se considera que el purín puede ser un subproducto que se debe volver a incorporar a la economía circular.

 

Actualmente la producción de purín en cerdos de engorde es de entre 1,5-2,13 m³ / plaza y año. Sólo en el municipio de Tauste, se cuenta con 130 granjas de cerdos que producen alrededor de 400.000 m³ de estiércol líquido al año. En Ejea y Comarca, actualmente hay unas 300 explotaciones asociadas con un censo de 75.000 cerdas en producción y 600.000 cerdos de engorde, que producen alrededor de 1.800.000 m3 de purín.

 

Por último, para el desarrollo del proyecto también es importante la disponibilidad de tierras que posee la comarca de las Cinco Villas (3.062 km²), actualmente con un 46% de sus tierras cultivadas.

 

Gracias a este proyecto, se beneficiaría tanto el ganadero para gestionar correctamente el purín, y el agricultor por un ahorro en la fertilización de sus cultivos. Además de que se reutilizan nutrientes existentes en la zona evitando riesgos medioambientales por inadecuado manejo. Se estima que por cada m3 de purín bien gestionado se reduce la emisión en 16,6 kg CO2 eq.

 

Además, aunque las pruebas experimentales y estrategias se implanten en la comarca de las Cinco Villas, posteriormente, gracias a las acciones de difusión posteriormente mencionadas, los resultados se divulgarán y aplicarán a las explotaciones de todo Aragón y a nivel nacional. Sólo en Aragón ya se cuenta con un censo de explotaciones de reproductoras de 628, con un censo de 502.118 plazas de reproductoras y 272.876 plazas de cebo. En el caso de los cebaderos hay 3.256 explotaciones y 6.565.801 plazas.

 

Zonas de Red Natura de Ejea de los Caballeros y Comarca de las Cinco Villas.

 

 

Por otro lado, este proyecto contribuye a las áreas focales de reducción de gases efecto invernadero 5D ya que, mediante la cubrición de las balsas, se disminuye la cantidad de gases efecto invernadero liberados a la atmosfera.

 

 

Respecto a la localización de las granjas donde se va a realizar la prueba, Tauste se encuentra entre Loma Negra, Montes de Zuera, Castejón de Valdejasa  el Castellar, Lagunas y Carrizales de Cinco Villas, Sotos y Mejanas del Ebro, el río Arba de Luesia y de Biel… todas ellas identificadas como Red Natura.

 

Asimismo, en la zona de Ejea se realizarán las pruebas en explotaciones ubicadas en zonas de Red Natura: Mujer Muerta, Lagunazo de Moncayuelo, El Vedado, Embalse de Valdelafuen, Estanca de la Bueta, Bardena Real….

 

 

Relación de los miembros del grupo de cooperación.

 

 

TAUSTE CGE. (TAUSTE CENTRO GESTOR DE ESTIÉRCOLES).

 

ADS TAUSTE. (AGRUPACION DEFENSA SANITARIA DE PORCINO Nº1 DE TAUSTE).

 

ADS EJEA (AGRUPACIÓN DE DEFENSA SANITARIA DE GANADO PORCINO DE EJEA DE LOS CABALLEROS )

 

UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA

 

Participa la Escuela de Ingeniería y Arquitectura del Instituto Universitario de Investigación de Matemáticas y aplicaciones de la Universidad de Zaragoza.

 

CTA CINCO VILLAS (Centro Tecnológico Agropecuario Cinco Villas S.L.).

 

 

Finalidad y ámbito de actuación del proyecto.

a) Gestión eficiente de recursos naturales y de inputs. Producción ecológica de alimentos y comercialización. Mejora de la sanidad animal. Procesos agroindustriales innovadores y comercialización innovadora.

b) Desarrollo y promoción de cadenas de distribución cortas y de mercados locales.

c) Suministro sostenible de biomasa procedente del sector agroindustrial y forestal.

d) Con carácter general protección del medio ambiente.

 

Este proyecto pretende reducir la emisión de gases atmosféricos con el fin de obtener una mejora en las condiciones ambientales asociadas a las explotaciones porcinas, por lo que se engloba en el ámbito de actuación d) con carácter general en la protección del medio ambiente.

 

La reducción de las emisiones de amoníaco y gases de efecto invernadero procedentes de la evaporación de los componentes del purín cuando están almacenados en balsa, permitirán la disminución del impacto de las actividades agro-ganaderas en la contaminación atmosférica. Además, se reducirán las contaminaciones de acuíferos y ríos que se producen en la mala gestión de los purines mediante eutrofización y acumulación de fósforo y metales pesados en el suelo.

 

Por un lado se reducirá el impacto de los gases nocivos en el medio ambiente, pero también serán beneficiarias las tierras agrícolas, ya que en ellas se utiliza el purín como fertilizante orgánico y éste será más rico en nitrógeno al no volatilizarse en forma de amoniaco. Esta aplicación se corresponde con el ámbito de actuación a) por la Gestión eficiente de recursos naturales.

 

Además, se plantearía una solución de gestión de este subproducto ganadero, creando una sinergia entre la producción ganadera y agraria. Hablando de cifras económicas, el purín tiene un valor económico como fertilizante: de entre 1,96 € / m³ con una riqueza fertilizante media de 2,5 UFK / m³, hasta 2,74 € / m³ los correspondientes a una riqueza de 3,5 UFK / m³.

 

Al utilizar el purín como fertilizante natural, se evitará la compra de otros químicos y favorecerá una economía circular de los subproductos generados por los animales, que pueden volver a ser reutilizados de manera beneficiosa en otros ámbitos y generar un ciclo de reciclaje-reutilización de recursos naturales. De este modo, se contribuirá a reducir el impacto ambiental del uso del estiércol y se aumentará la importancia del sector en términos de política climática. 

 

 

Diagnóstico de la situación de partida con identificación del problema a resolver y de su solución.

 

- Diagnóstico de la situación de partida e identificación del problema

 

 

En Aragón, el sector del porcino aporta el 4% del PIB y supone dos terceras partes del valor añadido bruto en la agroalimentación. Además, representa el 26% del total de la producción, mueve 540 millones de euros y da trabajo a más de 15.000 personas en las más de 7.500 granjas, representando el 14% de la producción nacional.

 

Se comercializan al año 1.353.000 de toneladas de carne de porcino, lo que se traduce en 1.624 millones de euros. Cifras que lo han convertido, con diferencia, en el sector más rentable del mundo agrario. Actualmente Aragón es la primera comunidad autónoma en producción de porcino en España y una potencia de primer orden en el mercado internacional.

 

 

 

La estructura del sector porcino en Aragón se caracteriza por granjas grandes y altamente tecnificadas, tanto de reproductoras como de cebaderos. Pero a pesar de todo este crecimiento y toda la tecnología incorporada a todo su clico de producción, todavía se sigue sin dar solución al problema de la gestión y eliminación de los purines, volumen de purín que se acerca a los siete millones de metros cúbicos anuales.

 

Cada cerdo de cebo de entre 20 y 100 kg de peso, produce 2,15 metros cúbicos al año de purín que es el equivalente a 7,25 kg/ plaza/año de contenido en nitrógeno. Con esta relación, como España ha alcanzado el primer puesto en la producción de ganado porcino en Europa, con más de 28 millones de cabezas y casi 90000 explotaciones, a nivel nacional se genera una cantidad de purines de más de 50 millones de toneladas al año.

 

Y el problema es que el censo de porcino sigue en aumento, lo que lleva asociado un aumento de la producción de purín. Este hecho hace necesario plantear herramientas que sean capaces de gestionar de forma eficiente dicho purín para evitar impactos negativos sobre el medio ambiente, como la volatilización del amoniaco, la contaminación de las aguas por nitrato, o el aumento en la emisión de gases de efecto invernadero con óxidos de nitrógeno.

 

El purín porcino y otros estiércoles, contiene suficiente cantidad de nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), micronutrientes y materia orgánica para el crecimiento de las plantas. Si se gestiona adecuadamente, puede sustituir cantidades importantes de fertilizantes sintéticos obteniendo un doble beneficio, medioambiental y económico. Sin embargo, el uso de dosis excesivas puede causar problemas medioambientales. Numerosos estudios estiman que la aplicación del estiércol representa alrededor de entre el 24 y el 29% de las emisiones agrícolas, aunque las tasas más altas de pérdida de amoníaco alcanzan hasta 30% -50%. Esto equivale a alrededor de 790kt de emisiones, una de las principales fuentes de este contaminante

 

El otro problema es que cuando estas aplicaciones exceden la capacidad de los suelos para absorber los nutrientes (principalmente nitrógeno y fósforo), ese sobrante contamina acuíferos y ríos, además de la contaminación ambiental derivada de los gases que emanan del purín tanto en la balsa como en el campo. Según la FAO, “el sector de la ganadería es probablemente la mayor fuente de contaminación del agua” ya que la acumulación del exceso de nitratos en las aguas superficiales provoca un crecimiento desmesurado de algas y plantas acuáticas, cuya descomposición da lugar a una excesiva turbidez y a la muerte de numerosa fauna acuícola. La CHE, Confederación Hidrográfica del Ebro, que en estos momentos tiene en revisión el Plan de Cuenca para el periodo de 2021 a 2027, tiene valorados con exceso de nitratos un 23% de las masas de agua subterránea. Tras la aprobación de la directiva europea para la protección de las aguas de la contaminación por nitratos procedentes de fuentes agrícolas y ganaderas, se aprobó el Real Decreto 261/1996, acompañado del establecimiento de las denominadas Zonas Vulnerables en las cuales la máxima cantidad de nitrógeno permitido es de 170 kg/ hectárea/ año. De hecho, el 20% de los aragoneses está expuesto a aguas contaminadas y hay declaradas 17 zonas vulnerables con exceso de nitratos que agrupan a 130 municipios

 

Uno de los elementos más dañinos de los purines es el amoniaco, que proviene del nitrógeno excretado principalmente en la orina y en las heces. Durante varios años España ha incumplido el límite de contaminación por amoniaco, siendo el único país de Europa que no sólo no ha reducido sus emisiones de amoniaco, sino que las había aumentado en más de un 10% con respecto a 1990. En muestreos realizados se encontraba amoniaco en el aire, el suelo y en muestras de agua en sitios de desechos y vertidos peligrosos.

 

En contacto con el aire, el amoníaco favorece la generación de partículas contaminantes que impactan en la salud de las personas que las respiran. Se ha encontrado relación entre el mal olor y la aparición de casos de estrés y otras enfermedades en personas que viven cerca de estas explotaciones. De hecho, un estudio de la Universidad de Carolina del Norte, publicado en Environment Health Perspectives, demuestra que este tipo de granjas puede provocar incremento en la tensión arterial.

Aunque el registro del Ministerio contempla también otros emisores, como algunos tipos de industrias, la ganadería porcina es la causante de más del 80% del amoniaco, seguida por las granjas de pollos y pavos. Es por ello que la normativa obliga a que las balsas de acumulación de purines de nueva construcción adopten técnicas que reduzcan las emisiones de amoniaco en, al menos, un 80% con respecto a la referencia de la balsa sin ningún tipo de cubierta.

 

En el proyecto de cooperación aprobado en 2019 de Esmedagro y Tauste Centro Gestor de Estiércoles, se ha creado un nuevo sistema de control de emisiones de purines en fase de almacenamiento y aplicación mediante un dron diseñado específicamente para la determinación de estos gases. Este sistema es muy innovador ya que, aunque se había aplicado la utilización de drones en sectores como el naval o para determinar la calidad del aire, no había referencias de su aplicación directa en el sector agro-ganadero.

 

Este proyecto plantea reducir la emisión de nitrógeno amoniacal y otros gases procedentes del purín almacenados en las balsas mediante diferentes sistemas de cubrición, así como evaluar la efectividad de dichos sistemas mediante la utilización de dicho dron. 

 

 

- Descripción detallada de la solución innovadora propuesta.

 

La producción porcina se encuentra ante el reto de producir alimentos de calidad, seguros y en cantidad suficiente. Sin embargo, este reto debe alcanzarse de forma sostenible. Las emisiones de gases a la atmósfera por parte de la ganadería intensiva constituyen uno de los impactos con mayor trascendencia en la actualidad. Tanto es así que es uno de los factores que compromete la sostenibilidad de la producción ganadera. Por este motivo, es necesario plantear formas efectivas que permitan reducir en gran medida el nivel de emisiones, y hacerlo de forma compatible con la viabilidad económica de las granjas.

 

Se ha establecido que la Mejor Técnica Disponible consiste en evitar el contacto del purín con el aire. Esto se consigue mediante la cubrición del depósito con una cubierta rígida, flexible o flotante como por ejemplo los pellets de plástico, materiales ligeros a granel, cubierta flotante flexible, placas de plástico geométricas, cubiertas neumáticas, costra natural, paja... Pero a pesar de existir todos estos diferentes sistemas de cubrición, no se ha realizado hasta el momento un estudio comparativo en profundidad de la efectividad de todos estos sistemas, en primer lugar porque es necesario un grupo de trabajo como el que participa en este proyecto, y porque hasta el momento no existía ningún medio para valorar las emisiones en toda la superficie de la balsa, que en este caso será posible gracias a la aplicación innovadora del dron.

 

Encontrar el sistema de cubrición más efectivo para cada tipo de balsa se considera fundamental, ya que puede ser determinante para reducir el NH3, pero también es necesario comprobar que esté cada sistema bien instalado y que no se produzcan fugas de aire por las que las emisiones puedan salir. Por esta razón, para evaluar la efectividad de la cubrición de las balsas y reducir así el porcentaje de gases invernaderos producidos, un sistema cómodo y eficaz es la utilización del dron. Las ventajas que presenta esta tecnología son la capacidad para detectar varios gases y sus concentraciones y la capacidad para realizar mediciones en diferentes alturas y localizaciones mediante pilotaje.

 

Objetivos y resultados previstos.

-Que se pretenden conseguir con la aplicación del proyecto.

-Incidencia en la viabilidad económica de las explotaciones o empresas (breve estudio económico), en la mejora de la cadena alimentaria, en la eficacia del uso de los recursos naturales (indicando si esta contribución tiene lugar en la Red natura 2000) y aspectos relacionados con la con la mitigación o adaptación al cambio climático.                

-Cuantificación de los impactos en dichos ámbitos (reducción de costes/UGM o ha, aumento de rendimientos, aumento del valor añadido, reducción de emisiones o de contaminación, etc.).

 

El principal objetivo del proyecto es el desarrollo de una solución para el cubrimiento de balsas de purines que permita reducir la emisión de gases como el amoniaco y que facilite a las granjas y centros gestores la adaptación y el cumplimiento de los parámetros relativos a emisiones marcados por las recientes normativas nacionales y europeas.

 

El proyecto pretende estudiar comparativamente diferentes sistemas de cubrición para determinar su grado de efectividad en cuanto a la reducción de emisiones, así como su diferente comportamiento en función de los diversos tipos de balsas existentes, condiciones atmosféricas, estacionalidad y tipo de explotación. El objetivo es determinar en cada caso cuál es el sistema de cubrición más efectivo, así como el protocolo más óptimo de recogida, para optimizar la gestión del purín, garantizar la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, así como potenciar la riqueza del purín como fertilizante agrícola.

 

La reducción de las emisiones de amoníaco y gases de efecto invernadero procedentes de la evaporación de los componentes del purín, permitirán la disminución del impacto de las actividades agro-ganaderas en la contaminación atmosférica.

 

Por otro lado, hay que remarcar que los purines se emplean en campos de cultivo como fertilizante, pero cuando estas aplicaciones exceden la capacidad de los suelos para absorber los nutrientes, este sobrante contamina acuíferos y ríos, por lo que el mal uso de los purines puede derivar en una contaminación de las aguas superficiales y subterráneas por nitratos, eutrofización, acumulación de fósforo y metales pesados en el suelo, y emisiones de amoníaco y gases de efecto invernadero a la atmósfera, además del rechazo social a la actividad como consecuencia de la difusión de malos olores. Por tanto, la reducción de dichas emisiones, evitara la contaminación subterránea promoviendo una buena gestión de purines.

 

Además, al utilizar el purín como fertilizante natural, se evitará la compra de otros químicos que suponen un encarecimiento de los costes del agricultor y favorecerá una economía circular de los subproductos generados por los animales, que pueden volver a ser reutilizados de manera beneficiosa en otros ámbitos y generar un ciclo de reciclaje-reutilización de recursos naturales.

 

Desde una perspectiva ecológica, damos uso a un subproducto natural que vuelve a formar parte de un ciclo cerrado de inputs, favoreciendo a su vez la continua demanda del mercado de reutilización, sostenibilidad y productos más naturales que posibilita una mejor gestión eficiente de estos recursos.

 

Ante este objetivo principal, los objetivos específicos que se determinan en el proyecto son los siguientes:

 

  • Revisión de todos los sistemas de cubrición existentes para las balsas de purines

 

  • Realizar un estudio comparativo de la eficacia de cada sistema de cubrición incluyendo las principales variables que pueden afectar a su rendimiento; tipo de balsa (tamaño y forma), tipo de explotación, condiciones atmosféricas, estación del año….

 

  • Medición de gases emitidos por la balsa con los diferentes sistemas de cubrición a través de un dron específico (Vehículo Aéreo no Tripulado)

 

  • Mejor aprovechamiento del purín como abono en campo al mejorar su composición nutricional al conservar el nitrógeno y no perderlo mediante las emisiones durante su almacenamiento.

 

  • Adaptar los protocolos de recogida del purín en las balsas,  mejorar la gestión de dicho purín y subproductos en la explotación, a la vez que incrementar la sostenibilidad del sistema productivo porcino mejorando su impacto en el medio ambiente.  

 

Actuaciones de información y divulgación. Indicar todas las actividades previstas:

-Visitas al campo, charlas informativas, folletos …

-Número de personas asistentes a cada actividad y fechas previstas, perfil profesional del personal asistente…….

-Medios utilizados para dar a conocer las actividades previstas: Creación de página web, publicaciones, prensa…

- Calendario de acciones propuestas

- Descripción de las jornadas técnicas a realizar

 

Las acciones de divulgación se empezarán desde el comienzo del proyecto. En una fase inicial, se difundirá el propio hecho de la realización del proyecto, sus objetivos principales y sus participantes por las propias empresas implicadas y colaboradoras. A medida que se recopile información y se vayan obteniendo los primeros resultados, se plantearán jornadas, charlas, ponencias y colaboraciones que ayuden a su difusión entre profesionales de la producción animal, sector veterinario y sector agrícola. Se comenzará en la comarca, posteriormente un entorno autonómico, y finalmente  abarcando a nivel nacional.

 

Todos los participantes y beneficiarios de este proyecto están comprometidos a la divulgación de este proyecto con fin de compartir conocimientos y estrategias interesantes para este sector.

 

Además, se valorará su publicación en revistas de reconocimiento científico y del sector durante los últimos meses del proyecto y tras su finalización.

 

En base a los años, en el 2021 se pretende dar a conocer el proyecto y el grupo (objetivos, localización tanto a nivel de granja como agrícola). Se enfocará sobre todo a alrededores de la zona, tanto personal de trabajo como a clientes de cada uno de los miembros del grupo. Además, se empezarán a realizar reuniones internas y jornadas de formación entre los socios de cada uno de los miembros donde se divulgará el avance del proyecto y los resultados obtenidos.

 

Durante los años 2022-2024 se comenzarán a recopilar resultados con los que se podrá obtener las primeras conclusiones. La difusión de estos resultados será mediante charlas y material de divulgación (dípticos) al personal de las explotaciones participantes, a veterinarios, técnicos, gerentes de explotaciones ganaderas y agrícolas interesadas.

 

Se tratarán los resultados del proyecto en eventos organizados o promovidos por los miembros del grupo y por los colaboradores como el CTA y Universidad de Zaragoza.

 

Durante todo el proyecto, los principales medios que se utilizarán serán:

- Revistas del sector ganadero: Producción animal, Albeitiar, Suis, Anaporc, Avances, etc.

- Páginas web especializadas como : www.3tres.3.com ; www.avparagon.com;

- Asociaciones especializadas: La Asociación Nacional de Productores de Ganado Porcino (ANPROGAPOR).

- Revistas científicas y congresos vinculados a salud animal y producción ganadera.

 

2.

PLAN DE TRABAJO, EQUIPO TECNICO.

2.1

Cronograma.

Detalle del plan de trabajo con relación de actuaciones indicando lugares y fechas donde se van a llevar a cabo las actividades y destinatarios de las mismas.

 

 

 

 

2021

2022

2023

1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

3

4

Actividad 1: Estudio, selección y diseño de implantación de los sistemas de cubrición

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Actividad 2: Desarrollo comparativo de eficacia de los sistemas de cubrición

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Actividad 3: Aplicación de los sistemas de cubrición con diferentes variables de explotación

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Actividad 4: Recopilación de resultados, estudio económico y acciones de difusión

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Actividad 1: Estudio, selección y diseño de implantación de los sistemas de cubrición

 

El primer paso del proyecto es estudiar las diferentes alternativas de sistemas de cubrición de balsas que existen en el mercado para seleccionar las que puedan ser más efectivas con el objetivo y aplicación que requiere el proyecto y los diferentes tipos de balsas que se van a testar.

 

Hasta el momento existen diferentes tipos de cubiertas que permiten disminuir la emisión de gases por parte de las balsas, pero el problema es que no todos los materiales son adaptables a todos los tipos de balsas ni tampoco se conoce el grado de efectividad y/o reducción real que aporta cada una a la emisión de los gases generados por el purín.

 

En principio parecen existir dos tipos de cubriciones que son las que se van a estudiar:

 

  • Materiales flexibles o flotantes como por ejemplo paja, arlita, hexacover, esferas lastradas…
  • Cubiertas puras por ejemplo hormigón, plástico invernadero, lona, madera…

De todas ellas habrá que estudiar sus ventajas e inconvenientes, así como su posibilidad de aplicación en las explotaciones seleccionadas para el proyecto.

 

Una de las principales variables a tener en cuenta será el tamaño de las balsas, ya que se ha demostrado que no todos los sistemas de cubrición son igual de útiles o eficaces en función de la superficie a cubrir. La paja picada, por ejemplo, puede utilizarse para formar una cubierta flotante sobre los tanques o balsas de purines y reducir la superficie de exposición del purín. Se recomienda cuando el contenido en materia seca del purín es del 5% o superior. Es una técnica fácilmente aplicable en silos o tanques de almacenamiento de hormigón o acero, pero es difícil de aplicar en grandes balsas a ras de tierra. Además, con purines muy diluidos, la paja puede caer al fondo del tanque o de la balsa en el momento de la aplicación y puede causar obturaciones en tuberías y bombas. Otra opción es una lona sobre la superficie del purín, pero solo se recomienda en tanques de pequeño tamaño ya que su aplicación en grandes superficies es complicada y pueden producir riesgos de acúmulo de gas de la cubierta. Por estas razones, uno de los principales puntos críticos será el tamaño y forma de la balsa.  

 

En el estudio de cada sistema de cubrición, también se deberá tener en cuenta el proceso de agitación ya que algunos tipos de cubiertas pueden dificultar su proceso. La agitación en el momento previo a la carga se utiliza para minimizar la heterogeneidad del purín en la aplicación agrícola, así como para evitar que se queden los restos sólidos del purín abajo en la balsa y se vayan acumulando, reduciendo la concentración de K y P en el purín aplicado en los suelos y por tanto perdiendo parte de su riqueza.

 

Además de los estudios de los diferentes sistemas de cubrición, en esta actividad paralelamente se estudiarán las balsas de las explotaciones seleccionadas para su estudio, tanto las correspondientes a las ADS de Tauste como las de ADS Ejea.

 

De cada explotación ganadera donde se vaya a estudiar un sistema de cubrición, se estudiará previamente diferentes parámetros para poder relacionarlos con los obtenidos posteriormente tras la cubrición de las balsas. Los principales parámetros que se estudiarán serán los siguientes:

 

  • Tipo de explotación
  • Número de animales
  • Cantidad de purín
  • Composición del purín
  • Técnica de almacenamiento
  • Tiempo de almacenamiento
  • Condiciones de almacenamiento
  • Tratamientos que se apliquen
  • Nivel de costra

 

Por otro lado, se estudiará las emisiones de las balsas de dichas explotaciones sin cubrimiento como valores de referencia anteriores a la aplicación de los diferentes sistemas de cubrición en la siguiente actividad.

 

Estas mediciones se realizarán con el dron y los principales gases estudiados serán los siguientes:

 

  • Óxido nitroso (N2O) y amoniaco (NH3): la liberación de estos gases a la atmósfera supone una pérdida importante de nitrógeno, que es un macronutriente de las plantas y que es fundamental para mejorar el rendimiento de las parcelas agrícolas. Además, el óxido nitroso es el único óxido de nitrógeno que actúa como gas de efecto invernadero.

 

  • Metano (CH4): aunque no supone una pérdida de nutrientes es un gas que tiene un importante potencial de calentamiento global, 25 veces mayor al del CO2. Su persistencia en la atmósfera es corta por lo que las reducciones en las emisiones de metano producen beneficios climáticos rápidamente. Los sectores agrícolas y ganaderos son los principales focos de emisión de este gas.

 

No obstante, a pesar de que ya se ha realizado una primera selección, no se descarta la incorporación de otros compuestos que puedan ser identificados como significativos a lo largo del proyecto

 

 

 

 

 

 

Actividad 2. Desarrollo comparativo de eficacia de los sistemas de cubrición

 

El objetivo de esta actividad es evaluar la efectividad de los diferentes tipos de cubrición de balsas mediante la utilización de un dron que nos permitirá conocer las emisiones de gases de efecto invernadero de cada una de las explotaciones que participen en el proyecto según la práctica habitual de cada una de ellas.

 

Una vez estudiados todos los sistemas de cubrición, se seleccionarán los que se consideren que puedan ser más efectivos y fáciles de aplicar en los diferentes tipos de balsas, con el fin de seleccionar las mejores opciones de cubierta en función de la disminución de los gases cuantificados, la superficie de la balsa disponible, necesidades eléctricas de la granja, tiempo de amortización…

 

En base a esta selección, se escogerán dos-tres explotaciones de cada tipo (cerdas reproductoras y de cebo), aplicando en cada una un tipo diferente de cubrición. La efectividad de cada sistema se estudiará durante al menos seis meses para incluir diferentes momentos de llenado de la balsa, diferentes condiciones atmosféricas y al menos tres estaciones del año diferentes.

 

Para la determinación de la emisión de los gases, se utilizará el dron. Se delimitará la zona de vuelo comandado desde tierra, realizando mediciones en distintos puntos, a distintas alturas y en intervalos de tiempo.

 

Se realizará una medición previa durante los dos primeros meses de los gases atmosféricos en la zona delimitada anteriormente en la cual la balsa se encuentra destapada sin ninguna cubierta con el fin de obtener una base de referencia y así poder observar con claridad la mejoría producida al cubrirla. Pasado este periodo, se procederá a cubrir las balsas con el sistema elegido y se monitorizaran los gases atmosféricos con la ayuda del dron durante los seis meses previstos.

 

Así, se realizarán mediciones en diferentes momentos productivos y diferentes condiciones para evaluar el sistema en las diferentes variables que interfieren en la emisión de los gases. Los muestreos se realizarán además a lo largo del año para tener en cuenta el factor estacional (humedad y temperatura).

 

Con todos los datos que se vayan obteniendo se realizarán curvas de evolución de gases para comprobar la eficacia de la cubierta en cada caso.

 

Estas curvas se compararán con otros datos asociados a la producción:

 

  • Análisis de composición del purín en el momento de la detección de las emisiones
  • Situación de la crianza: presencia de enfermedad, momento de la producción, peso de los animales….

 

La toma de muestras del purín se realizará en la propia balsa, para detectar principalmente los siguientes parámetros:

disponibilidad de fósforo, nitrógeno y potasio que contienen, ya que son elementos muy utilizados y necesarios por las plantas en el proceso de la fertilización.

 

 

 

 

Actividad 3: Aplicación de los sistemas de cubrición con diferentes variables de explotación

 

Una vez finalizado el primer estudio, y según los resultados obtenidos, se escogerán los sistemas de cubrición que mejores datos hayan mostrado para realizar su aplicación en diferentes tipos de balsas para comprobar que son igual de efectivos en cada una de ellas, o por el contrario, alguno de los sistemas pierden efectividad en función de algunos parámetros como tamaño y forma de las balsas, manejo de recogida del purín, condiciones atmosféricas…. EL objetivo es encontrar el sistema más efectivo para cada tipo y situación de las balsas presentes en las explotaciones porcinas.  

 

Con este objetivo en esta tercera actividad se escogerán diferentes explotaciones correspondientes a la ADS de Tauste y ADS Ejea que incluyan las diferentes variables:

 

  • Tamaño de la balsa: grandes, medianas, pequeñas
  • Diferentes formas de balsa: cuadradas, rectangulares, formas ameboides…
  • Explotaciones de cebo y madres
  • Diferentes localizaciones asociadas a diferentes aspectos climatológicos (mayor viento, más protegidas….)

En todas esas explotaciones se aplicarán los sistemas de cubrición que mejores resultados hayan presentado en la actividad anterior, estudiándose la efectividad durante al menos seis meses y siguiendo la metodología de toma de muestras (dron y toma de muestras de purín) detallada en el punto anterior.

 

Por otro lado, en esta actividad se procederá a estudiar no sólo la efectividad de la cubrición en cuanto a la reducción de las emisiones, sino también su aplicación de cara a la gestión del purín, manejo y recogida. EL objetivo es que el sistema no sea sólo el mejor de cara a controlar las emisiones, sino que permita extraer el purín para su aplicación en campo de la mejor manera posible, sin que perjudique esta gestión ni al ganadero ni al centro gestor de estiércoles.

 

Por todo ello, se estudiará cómo afecta a la metodología de recogida del purín cada sistema de cubrición, estudiando en cada caso si es necesario modificaciones de los protocolos o si el sistema hace perder efectividad en el control de las emisiones en esos momentos:

 

  • Estudio de los procesos de agitación: si el sistema de cubrición afecta a los equipos de agitación o incluso los puede estropear
  • Modificaciones de los protocolos de agitación (velocidad, profundidad del agitado…)
  • Facilidad de extracción del purín sin afectar a los sistemas de cubrición.
  • Valoración de emisiones mediante el dron antes, durante y después del proceso de agitado o recogida del purín.

Actividad 4: Recopilación de resultados, estudio económico y acciones de difusión

 

Una vez realizadas todas las pruebas, se recopilarán todos los resultados con el objetivo de determinar, para cada tipo de balsa, cuál es el sistema de cubrición más efectivo en cuanto a diversos factores:

  • Control de las emisiones
  • Facilidad en la recogida del purín
  • Facilidad de aplicación del sistema de cubrición
  • Mantenimiento del sistema de cubrición (si hay roturas, se estropea, puede colocarse mal…)
  • Rentabilidad económica del sistema en la granja

Este último punto es muy importante ya que se valorará la efectividad del sistema de cara al control de las emisiones, pero también la rentabilidad que supone para el ganadero y en la gestión de dicho purín. Para ello se comparará la mejora en el poder fertilizante de los purines al evitar la emisión de amoniaco, y por tanto su mayor uso potencial en campo, en comparación con el coste de implantación del sistema de cubrición y su mantenimiento.

 

Por último, se realizarán las actividades de difusión ya explicadas en el apartado correspondiente para dar a conocer los resultados del proyecto a todo el sector implicado en Aragón y nacional mediante acciones como las siguientes:

 

  • Planificar y coordinar una estrategia de comunicación.
  • Utilizar las páginas webs y redes sociales de los miembros del proyecto como medios de difusión
  • Participar y asistir a eventos científicos y especializados
  • Publicar noticias y artículos en medios especializados (Albeitar, Suis, www.3tres.3.com, www.avparagon.com...).
  • Publicar noticias en medios enfocados al público en general (periódicos locales, televisión regional…)
  • Organizar reuniones con grupos de interés (asociaciones ganaderas y agrícolas, representantes de la administración pública, investigadores…)
  • Elaboración de material de divulgación (póster, folleto…)

 

 

 

Anexo VIII_Memoria justificativa_BALSAS PAGINA WEB

Nº Código del grupo de cooperación: GCP-2021-0006-00

 

Nombre del grupo de cooperación: VALORACIÓN DE DIFERENTES SISTEMAS DE CUBRICIÓN DE BALSAS DE PURINES PARA REDUCIR LA EMISIÓN DE GASES PERJUDICIALES AL MEDIO AMBIENTE          

 

 

Número de miembros del grupo:

 

Beneficiarios:

  • Tauste Centro Gestor de Estiércoles, S.L.
  • Agrupación de Defensa Sanitaria de Porcino nº 1 de Tauste
  • ADS Nº 2 Comarcal de Porcino de Ejea de los Caballeros

Miembros no beneficiarios:

  • Universidad de Zaragoza
  • Centro Tecnológico Agropecuario Cinco Villas S.L.

Descripción de los trabajos realizados por el grupo (resumen)

 

- En el último año de proyecto se han realizado las actividades finales de medición de emisiones de amoniaco en las tres explotaciones ganaderas objeto de estudio con los tres diferentes sistemas de cubrición de la balsa de purín, bolitas de arcilla expandida (Arlita ®), hexágonos flotantes y esferas lastradas con agua en su interior.

 

- Este año se han añadido al proyecto la utilización de dos nuevos sensores de amoniaco que permiten la toma de lecturas de emisiones durante un plazo mayor de tiempo, estos sensores también incorporan sensores de temperatura. Los datos se recogen a través de una antena que se coloca en un radio de hasta 100 metros de distancia del sensor y se pueden recoger tanto como en una aplicación de teléfono móvil como a través de una aplicación web.

Nuevos Sensores.                                       Antena sensor          Pantallazo de la aplicación móvil

 

- Se ha hecho una pequeña mejora en las campanas flotantes que están en las balsas de purín más fluido, para mejorar su flotabilidad y evitar riesgos de que los sensores entren en contacto con el purín añadiendo un cordón de poliuretano expandido a las alas de la campana.           Campana con poliuretano sobre hexágonos(FOTO)

- En esta última anualidad se han realizado con periodicidad casi semanal desde principios de marzo, mediciones de las emisiones de amoniaco de las distintas balsas que forman el proyecto. A continuación, aparecen las diferentes tablas resumen con los datos obtenidos.

 

 

g NH3/m2/día

Variación emisiones

MEDIAS

Fecha

Balsa sin cubrir

Esferas lastradas

TºC

HR

Viento

23-03-23

0,123

0,012

-90,20%

15,2

50,1

4,2

27-04-23

0,844

0,059

-93,04%

22,5

53

2,8

30-05-23

0,276

0,093

-66,35%

21,3

58,7

3,1

12-07-23

1,590

0,001

-99,94%

23,3

59,5

11,6

21-03-24

0,527

0,144

-72,7%

17,1

54,2

2,88

27-05-24

0,156

0,009

-93,9%

15,8

65

10

26-06-24

2,425

0,164

-93,2%

24,6

65,3

2,7

19-09-24

0,168

0,039

-77,1%

24,1

55,3

6

   

MEDIA

-85,82%

ESFERAS LASTRADAS

             
 

g NH3/m2/día

Variación emisiones

MEDIAS

Fecha

Balsa sin cubrir

Arlita ®

TºC

HR

Viento

02-05-23

0,153

0,070

-54,05%

14,9

61,6

0,3

25-05-23

0,006

0,004

-33,33%

14,5

72,6

3

13-06-23

1,091

0,043

-96,06%

21,3

62,4

10

03-07-23

0,851

0,002

-99,77%

21,9

70,4

1

22-08-23

0,486

0,231

-52,39%

31,7

47,8

1

15-03-24

0,105

0,068

-34,62%

13,2

50,1

2,16

09-04-24

0,034

0,020

-40,04%

15,1

52,7

9

09-05-24

0,160

0,037

-77,02%

20,8

53,4

3,3

04-06-24

0,098

0,026

-73,75%

22,5

53

0,5

19-06-24

0,237

0,019

-92,06%

23

56,7

1,7

11-07-24

0,523

0,074

-85,88%

29,5

52,8

4,5

23-07-24

0,248

0,024

-90,4%

30,5

43,5

2,9

18-09-24

0,039

0,010

-75,5%

25,6

46,6

3,1

   

MEDIA

-69,60%

ARCILLA EXPANDIDA

 
             
 

g NH3/m2/día

 

MEDIAS

Fecha

Balsa sin cubrir

Hexágonos

Variación emisiones

TºC

HR

Viento

04-05-23

0,317

0,308

-2,7%

20,7

50,6

1,7

17-05-23

0,022

0,016

-28,9%

15

46,5

13,7

07-06-23

0,168

0,059

-64,9%

21

65

3,2

15-06-23

3,310

0,008

-99,8%

24

48,7

5,9

25-07-23

0,495

0,203

-59,1%

25,1

47

5

08-08-23

3,038

1,016

-66,6%

29

44,2

0,5

19-03-24

0,130

0,106

-18,3%

17

55

3,96

04-04-24

0,284

0,143

-49,5%

16

51,3

3,5

24-04-24

0,139

0,123

-11,5%

19

69,3

0,1

16-05-24

0,713

0,398

-44,1%

18,7

58

0,6

13-06-24

0,527

0,236

-55,3%

23,1

47,8

0,5

04-07-24

0,145

0,033

-77,1%

24,8

51

4,6

22-07-24

0,211

0,086

-59,1%

22,2

48,1

6,7

25-09-24

0,672

0,189

-71,9%

26,3

49,8

3,5

   

MEDIA

-50,60%

HEXÁGONOS FLOTANTES

 

-Tanto a principio como a final del período ha sido necesario calibrar algunos de los sensores y renovar el servicio de Blackline de uno de ellos para poder acceder a los datos registrados. También ha sido necesario reparar una sonda de conductividad de purín (Fertimeter NPK2) que va inserta en la cuba que carga en las balsas del proyecto, que sirve para comprobar que no hay grandes desviaciones en el contenido en nitrógeno del purín respecto a los valores de las analíticas obtenidos en las muestras del proyecto.

 

- Se han concluido las pruebas de carga y descarga de purines en las tres balsas de pruebas tanto en purín en reposo como en purín en agitación. La conclusión ha sido que, con purín en agitación, en las balsas con los hexágonos y las esferas, la única precaución que hay que tener en cuenta es la de sumergir bien el agitador para evitar golpear las piezas y se puede cargar purín con las cubas al mismo tiempo que ese agita.

Por el contrario, en la balsa con Arlita ® al cargar durante la agitación, las bolitas de arcilla son absorbidas por el sistema de aspiración de la cuba de purín y al intentar descargar el purín colapsan totalmente el sistema de distribución del purín, desde los trituradores hasta los tubos de salida, ocasionando un serio problema en el equipo, que exigió varias horas de desatasco y limpieza del aplicador de la cuba.

Carga de Arlita® en agitación

Detalle aplicación purín con Arlita® absorbida de balsa de purín

Tubos atascados con Arlita®

En los tres sistemas la carga de purín se realiza con total normalidad si el purín está en reposo.

 

Es de destacar el hecho de que en los tres sistemas es complicado vaciar la balsa totalmente debido a la barrera física que suponen las piezas geométricas y la Arlita ®. De hecho, ésta última provoca atascos en la cuba de extracción del purín si se intenta apurar el vaciado de la balsa, al igual que sucedía en la carga en agitación, ya que también absorbe las bolitas de arcilla expandida.

 

Respecto al estudio económico, los precios de los 3 sistemas son los siguientes (precios sin transporte por m2 de superficie):

 

  • 17,50 € hexágonos
  • 18,50 € esferas,
  • 7,8 € Arlita ®. *

 

*Según los precios de mercado actuales, el transporte y la distribución en balsa solo está incluida en el precio de la Arlita®.

 

Por otro lado, también se han realizado los análisis de purín, tanto de las granjas de estudio como las de otras explotaciones necesarias como control para verificar que la evolución del N en otras granjas era similar al de las granjas de las pruebas.

 

Todas las analíticas se adjuntan en el Anexo técnico I, cuyos resultados se resumen a continuación:

 

Esferas (cebadero)

 

Arlita ® (transición)

Hexágonos (granja de madres)

Granjas control

Todos estos resultados han sido analizados por la Universidad de Zaragoza para su análisis estadístico. El estudio se presenta en el Anexo técnico II Informe Universidad de Zaragoza, adjunto a esta memoria.

 

Los principales resultados se muestran a continuación:

 

  • Diagramas de caja de la reducción en la velocidad de emisión en cada sistema de cubrición.

 

 

  • Evaluación temporal de la reducción en la velocidad de emisión en los tres sistemas:  

Esferas   

Arlita®

Hexágonos

Objetivos alcanzados

 

- Se han alcanzado los objetivos del proyecto, que eran (entre otros) conocer y verificar algunos de los sistemas de cubrición de balsas de purines del mercado para poder ayudar a la toma de decisiones de un sistema u otro por parte de los ganaderos de las entidades participantes en el proyecto. Con el conocimiento adquirido ya podemos asesorar, informar y hacer de correa de transmisión de esa información al sector ganadero y agrícola

-  Los nuevos sensores no han resultado tan útiles como se esperaba, el sensor de temperatura que incluyen, como es lógico, captura la temperatura del interior de la campana de medición, pero esta temperatura no coincide con la del exterior de la campana, puesto que la campana hace de “invernadero” y la temperatura en su interior es superior a la de fuera. Así que, aunque sí que se han utilizado para la medición del NH3, la temperatura se ha seguido midiendo con la estación meteorológica como en las fases anteriores del proyecto.

 

Descripción de los potenciales beneficiarios de los objetivos alcanzados

 

El proyecto cuenta con un doble enfoque, uno a los ganaderos para reducir el nivel de emisiones de gases nocivos a la atmósfera, y otra dirigida al sector agrícola.

 

La ADS de Tauste cuenta con 160 explotaciones, 120 de Tauste y 30 procedentes del resto de municipios que la integran, con un censo total aproximado de 250.000 plazas de cebo y 70.000 cerdas. La ADS de Ejea tiene 293 socios que integran unas 600.000 plazas de cebo y 75.000 madres. En estos momentos tiene una producción en la zona de un millón quinientos mil cerdos. Ambas ADS han cedido sus explotaciones para el desarrollo del proyecto cuyos resultados se extenderán por todas ellas. Tauste CGE cuenta con 100 ganaderos de la zona asociados al centro gestor, con una producción de purín anual de unos 480.000 m3, que supone cerca del 70% de la producción total de la zona. La aportación de las tierras viene por la asociación de 330 agricultores que suman un total de 16.000 ha susceptibles de ser fertilizadas con el purín. Además, el Centro Gestor 5 Villas, perteneciente a la ADS de Ejea está gestionando actualmente 300.000 m3 de purín anual, con las correspondientes hectáreas asociadas para poder gestionarlo correctamente.

 

Aunque en primer lugar se ha centrado el proyecto en las explotaciones de la ADS de Tauste, ADS Ejea y en el purín gestionado por los Centros Gestores, posteriormente gracias a las acciones de difusión del proyecto, los resultados y las estrategias planteadas alcanzarán todo Aragón y a nivel nacional.

 

Conclusiones del proyecto

 

- Según los datos obtenidos en el proyecto realizado, los tres sistemas disminuyen las emisiones de NH3 en un porcentaje superior al 40% respecto a una balsa sin costra (R.D. 306/2020 de 11 de febrero de Ordenación explotaciones porcinas), por lo que, desde ese punto de vista, todos ellos cumplen con el objetivo principal que persigue la cubrición de las balsas de purines en granjas ya existentes a fecha 1 de enero de 2023. Desglosando cada uno de los sistemas probados y con los datos obtenidos en el proyecto concluimos que:

  • Los hexágonos reducen las emisiones de amoniaco en alrededor de un 50%, pero parecen indicados solamente en balsas que tengan el purín muy fluido, ya que si se forma costra no se distribuyen uniformemente por la superficie de la balsa. Cuestan unos 17,50 €/m2 de balsa a cubrir más transporte y distribución sobre balsa.
  • Las esferas lastradas, además de disminuir las emisiones de NH3 en más de un 85% son las más indicadas para purines menos fluidos, como los de cebaderos, ya que, al ir lastradas, se “encajan” unas con otras formando una superficie uniforme incluso en estos purines. Si las esferas pierden su lastre interior, pueden llegar a ser arrastradas por el viento incluso fuera de la balsa. Son las más caras por unidad de superficie a cubrir, unos 18,5 €/m2 más transporte y distribución en balsa.
  • La Arlita®, al igual que las esferas, se podría utilizar en cualquier tipo de purín, pero si nos atenemos meramente al coste económico, son las más baratas por m2 de superficie de balsa de purín (Alrededor de 7,5 €/m2). En este caso, además, la aplicación y el transporte están incluidos y el sistema es más rápido y sencillo de distribuir sobre la balsa, lo que la hace todavía más interesante a la hora de cubrir una balsa de purines. Disminuye las emisiones en más de un 65% Los principales aspectos a tener en cuenta en el manejo de purín cubierto con Arlita ® serían, evitar la agitación durante la carga y no apurar el vaciado de la balsa.

- Se ha planteado a lo largo del proyecto cómo se podría realizar la limpieza del sólido depositado en una balsa de purín cubierta con estos sistemas. Creemos que tal vez las piezas geométricas se podrían retirar de la superficie con una retroexcavadora o similar (si el tamaño de la balsa lo permite) y poder reutilizarlas de nuevo una vez limpia la balsa. Lo más complicado parece la Arlita ® que en ese caso habría que aplicar una nueva capa una vez limpia la balsa.

 

- A nivel estadístico de los resultados obtenidos concluye que el sistema de cubrición que mayor reducción proporciona en la velocidad de las emisiones son las esferas, si bien no es significativamente diferente del sistema de Arlita®. Dado que el coste económico de Arlita® es inferior a las esferas, se plantea como una buena alternativa. En cualquier caso, el sistema de hexágonos ha proporcionado los peores resultados.

 

Además, se ha comprobado el efecto significativo de la temperatura, aumentando el efecto del sistema de cubrición al aumentar la temperatura media. Estas pruebas proporcionan información sobre cómo ha de diseñarse futuros ensayos, en los que las condiciones climáticas, al menos las referidas a la temperatura habrán de considerarse.

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