Manejo de los desperdicios del ganado: reciclar las emisiones de amoníaco como fertilizante

Las emisiones de amoníaco de los desperdicios del ganado pueden dañar la salud de los animales, pero los científicos del ARS han demostrado que las membranas permeables a gases pueden capturar y concentrar el amoníaco para la venta como fertilizante. Uno de los costos de manejar una granja puede ser la compra de nitrógeno en forma de amoníaco anhidro para fertilizar los cultivos. Pero hay otros costos asociados con el nitrógeno, especialmente cuando el nitrógeno en los productos de desperdicios del ganado produce emisiones de amoníaco que son acres y posiblemente perjudiciales. Pero  el 20 de junio de 2011, los científicos del suelo Matias Vanotti y Ariel Szogi del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) solicitaron una patente estadounidense sobre un invento que podría ayudar a cambiar el manejo del nitrógeno en la granja. Este invento es un sistema que usa membranas permeables a gases para capturar y reciclar amoníaco de las aguas residuales del ganado antes del escape del amoníaco a la atmósfera. Los científicos trabajan en el Centro de Investigación del Suelo, el Agua y las Plantas de las Llanuras Costeras mantenido por el ARS en Florence, Carolina del Sur. Ellos descubrieron que podrían usar estas membranas para reducir las emisiones de amoníaco de los desperdicios del ganado y capturar el nitrógeno líquido concentrado para vender como fertilizante. Las membranas son semejantes a los materiales ya usados en la ropa impermeable para el aire libre, y también en los aparatos biomédicos que aumentan oxígeno y quitan el dióxido carbono de la sangre. Usando estos materiales, los científicos apuntaron una tasa promedio de eliminación de 45 a 153 miligramos (mg) de amoníaco por litro por día cuando las concentraciones del amoníaco en el estiércol fueron de 138 a 302 mg por litro. Cuando el pH de estiércol se aumentó, la recuperación de amoniaco también se aumentó. Por ejemplo, los científicos recuperaron aproximadamente 1,2 por ciento de las emisiones totales de amoníaco por hora del estiércol que tuvo un pH de 8,3. Pero la tasa de recuperación aumentó 10 veces al 13 por ciento por hora cuando el pH del estiércol fue 10,0. En otro estudio, Vanotti y Szogi sumergieron la membrana en el estiércol líquido que tuvo 1.290 mg de amoníaco por litro. Después de nueve días, la concentración total de amoníaco disminuyó aproximadamente el 50 por ciento a 663 mg por litro, y el pH disminuyó de 8,1 a 7,0. Esto significó que el amoníaco gaseoso en el líquido—la parte del amoníaco total relacionada con las emisiones de amoníaco—disminuyó el 95 por ciento, de 114,2 mg por litro a 5,4 mg. Usando el mismo proceso en 10 lotes consecutivos del estiércol del cerdo, ellos recuperaron nitrógeno concentrado en una solución transparente que contuvo 53.000 mg de amoníaco por litro. "Cuando comenzamos esta investigación hace más de 10 años, las membranas fueron muy caras", dice Vanotti. "Pero los precios han bajados, y ahora el uso de estas membranas para recuperar el amoníaco es más económico". Los científicos quieren investigar si las membranas podrían disminuir las emisiones de amoníaco cuando instaladas en hoyos de estiércol debajo de los pisos ranurados en los establos para los cerdos o en tanques o lagunas del estiércol. Si el proceso funciona bien, los científicos creen que los productores del ganado podrían usar la tecnología para ayudar a satisfacer las normas de calidad del aire, ahorrar el petróleo, proteger la salud del ganado y los humanos, mejorar la productividad del ganado, y recuperar el nitrógeno que puede ser vendido como fertilizante. Por Ann Perry, ARS