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Los investigadores del ARS están diseñando maneras de convertir el estiércol del ganado en un biocombustible valiosa para utilización en la granja.

Proveyendo bioenergía para la granja

Imaginese convertir el estiércol del ganado en un producto valioso de bioenergía para calefacción y energía en la granja—o aun para la producción de combustible para transportación.

La ingeniera agrícola Keri Cantrell, el ingeniero ambiental Kyoung Ro, y el líder de investigación Patrick Hunt trabajan en el Centro de los Llanos Costeros de Investigación de Suelo, Agua y Plantas, mantenido por el Servicio de Investigación Agrícola (ARS por sus siglas en inglés) en Florence, Carolina del Sur. Ellos se han asociado para explorar cómo las tecnologías de conversión termoquímica pueden ser usadas para generar bioenergía del estiércol—un recurso abundante en EE.UU. debido a la producción intensiva del ganado.

"Nuestro objetivo es desarrollar nuevos métodos y estrategias de tratamiento del estiércol que las granjas y las instalaciones grandes de producción de ganado podrían usar para satisfacer sus demandas de energía", dice Cantrell.

Un enfoque—gasificación mojada—convierte el estiércol líquido en gases ricos en energía, y agua relativamente limpia. La versión catalítica de esta tecnología está en desarrollo en el Laboratorio Nacional del Noroeste Pacífico del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE). Se espera que este proceso pueda destruir patógenos. Ya se sabe que el proceso destruye los compuestos orgánicos volátiles que generan olores, en temperaturas de procesamiento de 350 grados Celsius (662 grados Fahrenheit).

En esta temperatura alta, la gasificación mojada puede destruir los componentes farmaceuticamente activos tales como las hormonas. Este proceso en teoría podría convertir el estiércol en solamente 15 minutos—un gran mejoramiento comparado con los días y meses requeridos por los métodos existentes aeróbicos y de compostaje.

Los investigadores en Florence desarrollaron un modelo de costo-beneficio sobre la gasificación mojada para calcular las ganancias estimadas y concluyeron que el estiércol líquido porcino puede tener un potencial de energía neta comparable con el de carbón café.

Además, el equipo del ARS está investigando la tecnología de pirólisis, el cual usa el calor y una atmósfera sin oxígeno para convertir el estiércol en las partículas pequeñas de carbono llamadas char o carbón verde.

"El carbón verde puede ser utilizado como una fuente de energía en la granja, o puede ser transportado a las plantas de energía generada por carbón", dice Ro. "También puede ser convertido en el carbón activado. Este carbón puede ser aplicado al suelo para mejorar la calidad del suelo, y también reduce los gases de efecto invernadero acumulando el carbón permanentemente en el suelo".

Los investigadores también están colaborando con el Grupo de Combustibles Avanzados del DOE en el Laboratorio Nacional de Brookhaven en Nueva York. Ellos están evaluando catalizadores diferentes necesitados para facilitar la conversión de syngas—el gas producido cuando el estiércol animal y otras biomasas son gasificados—en los combustibles líquidos.

"Anteriormente, las computadores ocupaban el sótano entero del edificio de matemáticos, pero hoy en día las computadores son más pequeñas", dice Hunt. "De modo similar, queremos 'encoger' la tecnología de proveer energía para operar la granja". Con este tipo de sistema, los granjeros podrían producir sus propias fuentes de energía y eliminar la necesidad de transportar el estiércol animal a otro sitio. El desafío es hacer el sistema más productivo y económico.

Los investigadores en Florence saben que los beneficios de cualquier biocombustible deben ser evaluados conjuntamente con los gastos económicos y ambientales de producción. "La realidad es que las demandas de energía, el reciclamiento de nutrientes, el cambio climático, y la bioseguridad ayudarán a promover el desarrollo sinergistico de nuevas tecnologías para la agricultura del futuro", dice Hunt. "Nuestras investigaciones son sólo una parte de la respuesta mientras buscamos nuevas fuentes de energía".—Por Ann Perry, ARS.

La versión en inglés de "Proveyendo bioenergía para la granja" ("Fueling the Farm—Waste for Energy and Independence") fue publicada en la revista 'Agricultural Research' de Octubre 2008.