Implementación y explotación de una era de secado piloto para la separación de las fracciones líquida y sólida del purín de granjas porcinas

[ES] La producción porcina representa un pilar fundamental en la industria alimentaria global, siendo la carne de cerdo la más consumida a nivel mundial. Sin embargo, esta actividad genera un subproducto, el purín, cuya gestión inadecuada acarrea importantes desafíos ambientales. El purín de cerdo, si bien es rico en materia orgánica, macro y micronutrientes que lo harían un excelente fertilizante, presenta limitaciones significativas debido a su alta conductividad eléctrica y elevados niveles de amonio. Estas características no solo restringen su uso como fertilizante, sino que también lo convierten en un factor clave de la eutrofización y la contaminación por nitratos de las aguas subterráneas, un problema amplificado por la aplicación conjunta de otros fertilizantes agrícolas. Además, el almacenamiento de purín libera gases de efecto invernadero como el amoníaco, el dióxido de nitrógeno y el metano, contribuyendo directamente al cambio climático. Esta problemática subraya la imperiosa necesidad de desarrollar e implementar tratamientos eficaces para el purín que mitiguen estos impactos negativos en el medio ambiente. Ante esta situación, el presente Trabajo de Fin de Máster (TFM) se centró en la implementación y evaluación de una era de secado a escala piloto para el tratamiento de los purines generados en la explotación agrícola La Penta, ubicada en Bétera. La era de secado piloto fue constituida con grava como soporte y arena como medio filtrante. Esta infraestructura permitió analizar la eficiencia del sistema en el tratamiento del purín y monitorear diversos parámetros clave. Los parámetros que se analizaron fueron los siguientes:

• Parámetros fisicoquímicos del purín (pH, conductividad y turbidez): para comprender su composición inicial y la composición del drenaje de salida.
• Concentración de sólidos suspendidos: para evaluar la efectividad de la separación de las fases sólida y líquida.
• Porcentaje de sólidos volátiles del purín de entrada, de la fracción líquida y de la capa de sólidos que se irá generando en la superficie, para determinar si se produce mineralización, un proceso que transforma la materia orgánica en compuestos inorgánicos. La caracterización de la fracción líquida fue crucial, ya que con los resultados obtenidos fue posible proponer soluciones sostenibles y eficientes para su tratamiento, tales como los humedales artificiales. Los resultados obtenidos en cuanto a eficiencia de eliminación fueron los siguientes:
• Conductividad: 9,28%
• Turbidez: 51,45%
• Sólidos totales: 35,13%
• Sólidos suspendidos: 65,88%
• Sólidos suspendidos volátiles: 65,16% Se trata de resultados positivos, que dieron pie, como se ha comentado anteriormente, a buscar posibles tratamientos para la fracción líquida obtenida. Al tener una menor concentración de sólidos en suspensión, es idónea para ser tratada mediante soluciones basadas en la naturaleza, como los humedales artificiales. La implementación de este tipo de sistemas ofrece ventajas considerables para los propietarios y gestores de las explotaciones agropecuarias. Se trata de infraestructuras de manejo sencillo que pueden ser gestionadas por el propio personal de la explotación, lo que reduce la dependencia de servicios externos. Estas soluciones contribuyen a una reducción significativa de los gastos asociados a la gestión del purín, ofreciendo un enfoque sostenible y económicamente viable.

[EN]Pork production represents a fundamental pillar in the global food industry, with pork being the most widely consumed meat worldwide. However, this activity generates a byproduct, slurry, whose inadequate management poses significant environmental challenges. Although pig slurry is rich in organic matter, macro and micronutrients that would make it an excellent fertilizer, it has significant limitations due to its high electrical conductivity and elevated levels of ammonium. These characteristics not only restrict its use as a fertilizer but also make it a key factor in the eutrophication and nitrate contamination of groundwater, a problem amplified by the combined application of other agricultural fertilizers. Additionally, the storage of slurry releases greenhouse gases such as ammonia, nitrogen dioxide, and methane, directly contributing to climate change. This issue underscores the imperative need to develop and implement effective slurry treatments to mitigate these negative environmental impacts. In response to this situation, this Master's Thesis focused on the implementation and evaluation of a pilot-scale drying bed for the treatment of slurry generated at the La Penta agricultural farm, located in Bétera. The pilot drying bed was constructed with gravel as the support and sand as the filtering medium. This infrastructure allowed for the analysis of the system's efficiency in treating the slurry and monitoring various key parameters. The parameters analyzed were as follows:

• Physicochemical parameters of the slurry (pH, conductivity, and turbidity): to understand its initial composition and the composition of the outlet drainage.
• Concentration of suspended solids: to evaluate the effectiveness of the separation of the solid and liquid phases.
• Percentage of volatile solids in the influent slurry, the liquid fraction, and the solid layer that would accumulate on the surface to determine if mineralization, a process that transforms organic matter into inorganic compounds, occurs. The characterization of the liquid fraction was crucial, as the results obtained made it possible to propose sustainable and efficient solutions for its treatment, such as artificial wetlands. The results obtained for removal efficiency were as follows:
• Conductivity: 9.28%
• Turbidity: 51.45%
• Total Solids: 35.13%
• Suspended Solids: 65.88%
• Volatile Suspended Solids: 65.16% These are positive results, which, as previously mentioned, led to the search for possible treatments for the liquid fraction obtained. With a lower concentration of suspended solids, it is ideal for treatment using nature-based solutions, such as artificial wetlands. The implementation of these types of systems offers considerable advantages for farm owners and managers. They are easy-to-manage infrastructures that can be handled by the farm’s own personnel, reducing dependence on external services. These solutions contribute to a significant reduction in the costs associated with slurry management, offering a sustainable and economically viable approach.