Reducción de emisiones contaminantes del aire en granjas avícolas mediante un biofiltro

Reducción de emisiones contaminantes del aire en granjas avícolas mediante un biofiltro

Científicos estadounidenses crearon una nueva tecnología de un filtro biológico que elimina las emisiones contaminantes del aire y puede reducir el uso de energía en instalaciones avícolas.

Investigadores de la Universidad de Carolina del Norte y la Universidad de Virginia en EUA han desarrollado una nueva tecnología de un filtro biológico que puede reducir las emisiones contaminantes del aire en granjas de pollos, y también disminuir el consumo de energía mediante la recuperación y generar calor de una manera viable.

En definitiva, el equipo de investigación diseñó, construyó y evaluó una unidad de prueba del concepto que incorpora un filtro biológico y un intercambiador de calor para reducir las emisiones de amoniaco de las instalaciones avícolas, al mismo tiempo tempera o calienta el aire fresco que se bombea en la granja.

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El componente de descontaminación utiliza un mecanismo de biofiltración, en el que se hace pasar el aire contaminado a través de un medio orgánico, tal como compost o un chip de madera, que contiene bacterias. Estas bacterias interactúan con los contaminantes, y los descompone en componentes inocuos o menos nocivos. La biofiltración también permite el reciclaje de nitrógeno, porque cuando es pasado al medio es aplicado en las tierras de cultivo, entonces el nitrógeno queda disponible para los cultivos.

Sin embargo, la biofiltración también introduce un costo adicional para las operaciones agropecuarias. Los investigadores esperan costear esos costos al reducir el consumo de energía de la operación.

Así es como funciona el prototipo: el aire contaminado templado de la instalación pecuaria entra en el biofiltro, y una parte del calor es transferida al intercambiador de calor. Cuando el aire fresco del exterior se bombea al interior de la instalación, éste pasa por el intercambiador de calor, temperándolo.

El prototipo no sólo ayuda a recuperar el calor de la instalación, sino que también produce su propio calor. Este calor se genera dentro del biofiltro y cuando ocurren reacciones bioquímicas que producen calor, por ejemplo, cuando el amoníaco se convierte en nitrato por las bacterias. El calor del biofiltro es también transferido al intercambiador de calor.

Mantener la temperatura alta apropiada es importante para las operaciones de pollos jóvenes, porque es esencial para la crianza de estas aves para alcanzar la madurez.

El Dr. Sanjay Shah, profesor asociado de ingeniería biológica y agrícola de Universidad de Carolina del Norte y autor principal del artículo que describe la investigación señaló: “La tecnología es la más adecuada para su uso cuando una operación necesita ventilar una instalación que tiene altas concentraciones de amoníaco, y bombear el aire para que esté más limpio en la preparación de un nuevo lote de pollos, particularmente en tiempo frío. También es adecuado para su uso cuando el calor adicional es necesario para la crianza de aves jóvenes”.

Sin embargo, agregó que para que esto sea posible, sería necesario reemplazar un par de ventiladores de ventilación convencionales de clima frío por ventiladores de alta presión. Shah explica que la tecnología no es compatible con la ventilación de verano, usando ventiladores de túnel debido al alto costo y el efecto asfixiante en los ventiladores.

Además, el Dr. Shah explicó que los investigadores se centraron en la eliminación de amoníaco debido a que: éste se libera de los galpones de pollo en grandes cantidades, sino que también contribuye a los problemas de la carga de nutrientes, tales como la hipoxia: este es un factor indirecto de los gases de efecto invernadero, GEI, ya que se puede degradar en el potente óxido nitroso de gases de efecto invernadero en la tierra, y porque es un precursor de partículas muy finas, lo que contribuye a problemas de calima y de salud pública, tales como el asma.

Los investigadores demostraron que su diseño es eficaz bajo condiciones del mundo real, operando su prototipo en una granja de 5,000 aves. El prototipo elimina hasta 79% del amoniaco y la reducción de la energía necesaria para mantener la temperatura necesaria en la instalación, recuperando hasta un 8.3 kilovatios de calor.

El título de la investigación es: “Acoplado de un biofiltro: Prototipo intercambiador de calor para un galpón de pollo”, fue publicado en la edición de diciembre de Ingeniería Aplicada en Agricultura. El documento fue co-escrito por David Workman, Jarred Yates, Tom Basden y Chestina Merriner de la Universidad de Virginia, y la Dra. June deGraft-Hanson de la Universidad de Maryland. La investigación fue financiada por el Programa de Eficiencia Energética de la Oficina de Desarrollo de Virginia.