Un equipo interdisciplinario dirigido por científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison ha desarrollado una nueva técnica que podría ayudar a los agricultores a extraer nutrientes beneficiosos como el amoníaco y el potasio del estiércol del ganado para producir fertilizantes y otros productos químicos útiles.
Mundo Agropecuario BET ha revisado un comunicado de la Universidad de Wisconsin-Madisondonde el autor Will Cushman habla sobre una nueva forma de procesar el estiércol: “Aunque esta estrategia aún necesita ampliarse Más allá del concepto de la etapa de prueba, el análisis preliminar del equipo muestra que la tecnología podría brindar beneficios significativos al reducir la contaminación del agua y del aire y al mismo tiempo crear productos que los agricultores podrían usar o vender.
El fuerte olor del estiércol se debe a que contiene amoniaco, uno de los más de 300 compuestos que provocan su olor. El gas cáustico no sólo es un contaminante nocivo del aire, sino que también puede convertirse en óxido nitroso y nitrato, un gas de efecto invernadero.
El amoníaco es también la base de muchos fertilizantes nitrogenados. El método industrial de producción de amoníaco para fertilizantes nitrogenados, el proceso Haber-Bosch, consume mucha energía y contribuye a la liberación anual de gases de efecto invernadero a la atmósfera.
Aunque el estiércol en sí es útil como fertilizante, puede ser costoso, desafiante desde el punto de vista logístico y tener desventajas ambientales. Por eso, investigadores de todo el mundo están buscando estrategias para extraer eficientemente amoníaco del estiércol, creando fertilizantes más concentrados y valiosos que sean respetuosos con el medio ambiente y fácilmente transportables.
Entre estas estrategias, los procesos químicos impulsados por electricidad, aunque prometedores debido a la creciente producción de energía solar y eólica, todavía no son prácticos, principalmente porque consumen mucha energía y no son lo suficientemente eficientes para eliminar el amoníaco disuelto (en forma de iones de amonio) del estiércol.
El nuevo método, publicado por los científicos en un artículo en la revista Nature Sustainability, se basa en un electrodo especialmente diseñado, similar a los utilizados en las baterías, que actúa sobre los iones de amonio.
La tecnología implica el uso de un electrodo a base de níquel, que se coloca directamente en aguas residuales que contienen estiércol. Dado que el electrodo oxida naturalmente la materia orgánica del estiércol, el electrodo captura selectivamente los iones de amonio y potasio de las aguas residuales.
Luego, el electrodo rico en nutrientes se coloca en un dispositivo que utiliza electricidad para liberar iones reducidos de amonio y potasio para producir nitrógeno, fertilizantes de potasio y subproductos como combustible de hidrógeno o peróxido de hidrógeno, que se utilizan para la desinfección.
“Tenemos suerte porque la naturaleza hace la mayor parte del trabajo por nosotros. El estiércol tiene todo lo que necesitas. Cuando el material de la batería entra, el amoníaco es absorbido a medida que la materia orgánica se oxida”, dice Song Jin, profesor de química de la UW-Madison que dirigió el trabajo junto con el estudiante de doctorado Rui Wang y el profesor de ingeniería civil y ambiental Mohan Qing.
Las pruebas recuperaron más de la mitad del amoníaco en la primera pasada, y después de dos ciclos la recuperación fue de aproximadamente el 85%.
La posibilidad de coproducir fertilizantes y otros productos químicos es una estrategia ganadora, afirman los autores. Un análisis ambiental realizado por Rebecca Larson, profesora del Instituto Nelson de Estudios Ambientales, muestra que una granja lechera de 1.000 cabezas podría reducir las emisiones de amoníaco en más de un 50% al implementar el sistema, además de reducir significativamente la cantidad de nitratos que se filtran en aguas cercanas”.
(Fuente: Universidad de Wisconsin-Madison. Autor: Will Cushman.)
