APROVECHAMIENTO DE GALLINAZA - pollinaza  (GUANO) PURA en biodigestores - producción de energía

En Aqualimpia Engineering e.K. (AQL), no solo diseñamos soluciones de ingeniería; somos una organización comprometida con la investigación científica aplicada y el desarrollo tecnológico de vanguardia. Nuestra capacidad para resolver los desafíos más complejos del sector del biogás nace de una cultura de innovación constante y rigor metodológico.

El desafío científico: superando la inhibición por Nitrógeno

Tradicionalmente, el tratamiento de gallinaza pura, pollinaza o guano en procesos de digestión anaerobia se consideraba inviable a escala industrial. La comunidad científica y técnica se enfrentaba a un obstáculo crítico: el alto contenido de nitrógeno amoniacal y una baja relación Carbono-Nitrógeno (C:N). Estas condiciones provocan una toxicidad inherente que inhibe la actividad de las bacterias metanogénicas, colapsando el proceso de biodigestión convencional.

Nuestro hito de I+D: tres años de investigación 

Para transformar este residuo problemático en un recurso energético eficiente, AQL lideró un ambicioso proyecto piloto de investigación y desarrollo que se extendió durante tres años (2013-2015). Este esfuerzo no fue una simple prueba técnica, sino un estudio exhaustivo de biotecnología aplicada que incluyó:

• Monitoreo y Control de Parámetros Químicos: Análisis detallados de la dinámica del amonio y el equilibrio ácido-base dentro del reactor.

• Optimización de Procesos Microbiológicos: Desarrollo de protocolos operativos específicos para aclimatar las poblaciones bacterianas a altas cargas de nitrógeno.

• Validación de Tecnología Propietaria: El diseño y ajuste de sistemas que permiten la digestión de guano puro al 100%, sin necesidad de codigestión con otros sustratos.

Objetivo: Determinar los parámetros óptimos de diseño y operación de biodigestores para el aprovechamiento eficiente de gallinaza pura con fines energéticos.

Lugar de la investigación: El Salvador.

Resultado: AQL dispone de la tecnología apropiada resultante de esta investigación. (Ver más información sobre el proyecto de investigación).

Implementación y experiencia

Como resultado de esta exitosa investigación, AQL ahora diseña, construye y opera biodigestores que utilizan gallinaza pura o pollinaza para la generación de energía eléctrica.

En AQUALIMPIA ENGINEERING e.K. contamos con experiencia comprobada en el pretratamiento y aprovechamiento energético de gallinaza y pollinaza en biodigestores, incluyendo el acompañamiento técnico de uno de los proyectos ícono de El Salvador, en operación continua desde hace más de 10 años, utilizando gallinaza pura, sin codigestión con otros sustratos.

La gallinaza y la pollinaza presentan un alto potencial energético para la producción de biogás, pero también se encuentran entre los sustratos más complejos para la digestión anaerobia. Su composición heterogénea y la presencia de componentes no biológicos requieren un enfoque técnico especializado para lograr una operación estable y sostenible.

Desafíos técnicos habituales de la gallinaza y pollinaza

Estos sustratos pueden presentar:

• Materiales minerales y sólidos inertes
• Materiales de cama variables
• (cascarilla de arroz, cascarilla de café, aserrín, paja, entre otros)
• Plumas y fracciones no degradables
• Altas concentraciones de nitrógeno
• Comportamientos complejos (sedimentación, flotación y formación de costras) 

Cuando estos factores no son gestionados adecuadamente, pueden derivar en fallos mecánicos, colmatación de biodigestores, inestabilidad biológica y pérdidas significativas de producción de biogás.

El valor del pretratamiento especializado

El aprovechamiento exitoso de gallinaza y pollinaza no depende únicamente del biodigestor, sino de una estrategia integral de preparación y acondicionamiento del sustrato, adaptada al:

• Tipo de ave (ponedoras o pollos de engorde)
• Sistema de manejo,
• Material de cama utilizado,
• Esquema operativo de la planta. 

La aplicación de soluciones genéricas suele traducirse en problemas operativos recurrentes, altos costos de mantenimiento y resultados energéticos por debajo del potencial real.

La experiencia que marca la diferencia

Nuestra experiencia en proyectos reales permite: 

• Operar biodigestores con gallinaza y pollinaza pura de forma estable
• Evitar errores comunes de diseño y operación
• Proteger la infraestructura existente
• Maximizar la producción de biogás de manera segura y sostenible 

Gracias al conocimiento acumulado en biodigestores en operación de largo plazo, abordamos estos residuos no como un problema, sino como una oportunidad energética estratégica para el sector avícola. 

Descargue  aquí información sobre aprovechamiento de gallinaza para la producción de biogás

1 tonelada de gallinaza fresca produce aproximadamente  90 a 110  de biogás.

1  de biogás (con 60% metano) genera aprox. 1.8 a 2.0 kWh eléctricos (usando un motor de cogeneración con 35% de eficiencia).

1 tonelada de gallinaza fresca produce entre 160 y 200 kWh de electricidad.

En términos energéticos

Por cada tonelada de gallinaza fresca, se generan en promedio 180 kWh de electricidad.

Por lo tanto, una planta que procese 100 toneladas/día tendría el potencial de producir 18.000 kWh diarios (equivalente a una potencia instalada de unos 750 kW operando 24h)

La gallinaza y la pollinaza pueden convertirse en una fuente confiable de energía renovable, siempre que se apliquen criterios técnicos adecuados y experiencia específica.

Antes de replicar esquemas estándar, resulta fundamental contar con asesoría especializada, capaz de transformar un residuo complejo en un activo energético rentable, estable y alineado con las exigencias ambientales actuales.

A pesar de su enorme potencial energético, la gallinaza y pollinaza  pura fue considerada durante mucho tiempo inviable en biodigestores industriales por dos razones principales:

Bloqueo por amonio: El nitrógeno presente en la gallinaza se transforma en amonio, una sustancia tóxica que inhibe la actividad de las bacterias anaerobias.

Desequilibrio C:N: La relación carbono-nitrógeno (C:N) es demasiado baja, lo que provoca inestabilidad del proceso y  baja producción de biogás.

Como consecuencia, la mayoría de proyectos requerían mezclar la gallinaza con otros sustratos (codigestión), aumentando costos de operación, logística y complejidad técnica.  

Ver aquí nota de prensa

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El proyecto consiste en la construcción cuatro biodigestores de 3.500 m3 c/u para el aprovechamiento de 160 t/día de gallinaza (guano), un lecho de secado de lodos, una laguna de descarga, casa de maquinas para los generadores. La energía eléctrica que se produce (1 MW potencia instalada) será comercializada a la red publica de electricidad. El proyecto se construye en cuatro etapas de 40 t/día cada una. Actualmente se ha terminado la primera fase  que consiste en la construcción de un biodigestor de 3.500 m3 de volumen.

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Como residuos de la digestión anaeróbica se obtienen dos productos aprovechables; biogás y un residuo orgánico (bioabono, biol, o fertilizante). El residuo orgánico que se descarga del biodigestor  resultante de los procesos de digestión anaerobia es un lodo-liquido fluido de excelentes propiedades fertilizantes, el cual está constituido por la fracción orgánica que no alcanza a degradarse y por el material orgánico agotado.

A través de la digestión anaeróbica se degrada la masa volátil de la biomasa convirtiéndose  mayormente en gas metano CH4 y en dióxido de carbono CO2. En el proceso de fermentación se remueven sólo los gases generados (CH4, CO2, H2S). Se conservan en el efluente todos los nutrientes originales (N, P, K) contenidos en la gallinaza o pollinaza, que son esenciales para las plantas. El efluente del digestor contiene estos componentes químicos. Esta característica lo convierte en un valioso abono orgánico, prácticamente libre de olores, patógenos y de fácil aplicación. Únicamente una pequeña parte de los nutrientes se puede perder durante el manejo del fertilizante más no durante la operación del biodigestor. 

• Control de patógenos.
• Control de plagas. 
• Debido a su pH funciona como un corrector de acidez, eliminando el aluminio tóxico y liberando el fósforo de sus sales insolubles de aluminio y hierro. Con elevación del pH se dificulta el desarrollo de hongos patógenos
• Su poder de fijación es tan grande que evita la solubilidad y lixiviación excesiva de sales, mejora la estructura del suelo, dejándolo más trabajable y facilitando la penetración de raíces. El efluente lleva parte de sus nutrientes en forma no disponible de inmediato para las plantas, los nutrientes se liberan paulatinamente mediante ciertos procesos complejos de descomposición de materia orgánica. De esta forma, la nutrición es lenta, pero continúa.
• Aumenta el contenido del humus del suelo, el cual mejora la estructura y la textura del terreno, facilita la aireación, así como también la formación de depósitos de nutrientes, y la capacidad de retención e infiltración del agua.
• Permite el ahorro de la cantidad de otros abonos químicos convencionales sin disminución de la producción.
• Presenta incrementos de la producción, al compararla con la de suelos no abonados.
• Estabiliza la aglomeración de partículas del suelo, logrando que resistan a la acción disgregadora del agua; absorbiendo las lluvias más rápidamente, evitando la erosión y, conservando la humedad por más tiempo. La estructura porosa permite mayor aireación de la zona de raíces facilitando su respiración y crecimiento.
• Favorece el desarrollo microbiano y las bacterias se multiplican por millones, dando vida y salud al suelo. La intensa actividad bacteriana fija nitrógeno atmosférico, transformándolo en sales aprovechables Facilita la multiplicación de bacterias radiculares que se fijan en las raíces de leguminosas, mejorando su desenvolvimiento.
• Actúa como mejorador de las características físicas, facilitando la aireación, aumentando la capacidad de retención de humedad, la capacidad de infiltración del agua y la capacidad de intercambio catiónico.

El efluente del biodigestor, denominado digestato, es rico en nutrientes para los cultivos y debe aprovecharse como fertilizante orgánico para las plantaciones. 

Rehabilitamos  biodigestores que estan fuera de servicio y optimizamos aquellos que no producen suficiente biogás.

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