Cómo obtener una tonelada de fertilizante nitrogenado de una tonelada de pluma de pollo
Economía circular y valorización de residuos
Una pluma de ave no pesa nada. Miles de toneladas de plumas son, en cambio, un problema que alguien tiene que resolver, porque la naturaleza las diseñó para resistirlo casi todo y esa misma dureza las convierte en uno de los subproductos más difíciles de gestionar de la industria ganadera. En Lodosa (Navarra) están empeñados en sublimar la economía circular y han demostrado que dentro de esa coraza hay nitrógeno de sobra para abonar cultivos y que se puede liberar sin desperdiciar ni la pluma ni el agua. Lo cuenta Erik Zozaya, ingeniero agrónomo y jefe de producto de Timac Agro, empresa partner del COIAL. Su relato es el de una profesión capaz de mirar un residuo y ver una materia prima.
La planta se inauguró el 29 de septiembre, pero la historia arranca mucho antes y lo hace con un propósito, cuando todavía no existía ni una sola máquina. “Llegó primero la idea”, recuerda Erik Zozaya. Y la idea era “conseguir, mediante el uso de la economía circular, un abono líquido ecológico y, sobre todo, que fuese fiable y comercializable con confianza plena”. La segunda mitad de la frase importa tanto como la primera. Se buscaba un fertilizante que respondiera en el campo igual en cada partida y que, además, saliera de algo que a otros les sobraba.
Detrás había una convicción que la empresa venía madurando. Sus productos, sostiene, “al ser más eficientes, al final acaban siendo más sostenibles, porque lo que nos permiten es utilizar menos insumos”. La economía circular llevaba ese razonamiento un paso más allá, hasta las propias materias primas. “Ya estamos muy alineados con la parte de la sostenibilidad, trabajamos directamente para conseguir reducir la huella de carbono”, explica. Y fija el rumbo sin perder de vista quién paga la factura: “Creemos que es una de las claves y creemos que es hacia donde tiene que ir el futuro de la agronomía, hacia esa sostenibilidad, pero obviamente, sin perder nunca el foco de la rentabilidad del agricultor, que al final es también algo prioritario”.
Lo que a otros les sobra
El primer trabajo se hizo sobre el mapa. Antes de pisar un laboratorio “buscamos qué productos de proximidad teníamos al alcance, incluso también qué empresas tenían residuos que no podían gestionar o que tenían problemas de gestión”, cuenta. La lógica era la de una sinergia con win-win: “A la vez que nosotros podíamos aprovechar unos insumos, ellos ganaban facilidad para poder deshacerse de algo que no podían utilizar”. Para muchas empresas de la industria ganadera, añade, es “algo complicado qué hacer con los residuos”.
Elevamos la temperatura por encima de ebullición. No solo eso, sino que también aumentamos la presión. De alguna manera, este proceso actúa como una olla exprés, como las ollas que tenemos en nuestra propia casa
Después llegó el ensayo y error. “Hasta llegar aquí hicimos muchas pruebas con diferentes residuos”, resume Erik Zozaya. La mayoría se quedó por el camino. El que superó todas las cribas fue el menos dócil de la lista. “Hemos empezado con pluma de pollo, pero tenemos la capacidad de utilizar otros subproductos de industria ganadera de aquí, de Navarra, como puede ser la pluma de pato, incluso lana de oveja”, explica. Son materiales “que tienen difícil tratamiento”, y ha sido la pluma la que ha abierto el camino.
El problema se llama queratina
La elección tiene algo de desafío. La pluma está hecha, sobre todo, de queratina, la misma familia de proteínas que forma el pelo, las uñas o los cuernos, y pocas estructuras biológicas aguantan tanto. La mayor complicación estaba en partir de “un subproducto tan duro y tan robusto”.
La hidrólisis, que consiste en romper una molécula grande en piezas más pequeñas con ayuda del agua, es un proceso de sobra conocido en la industria. Lo que no figuraba en ningún manual era cómo aplicarlo a un material que se resiste a casi todo. La respuesta fue no intentarlo una sola vez. “En esta planta nosotros tenemos un proceso de doble hidrólisis”, explica: primero, una térmica, que vence la resistencia de la pluma, y después una enzimática, que hace el trabajo fino. Erik Zozaya no esconde lo singular del resultado: “Yo no conozco ningún otro sitio en el que utilicen la pluma de pollo”.
Una olla exprés de muchísimos litros
La pluma llega por toneladas y se descarga en una tolva. De ahí pasa a un reactor, y lo que sucede dentro lo entiende cualquiera que haya cocido alguna vez unos garbanzos. “Tratamos esta pluma, añadimos agua y elevamos la temperatura por encima de ebullición. No solo eso, sino que también aumentamos la presión. De alguna manera, este proceso actúa como una olla exprés, como las ollas que tenemos en nuestra propia casa”, describe: “Es una olla de muchísimos litros, dentro de la cual tenemos un control absoluto de todos los parámetros”.
Realmente, toda la pluma que entra acaba convirtiéndose en el producto final
Durante varias horas, el calor y la presión hacen lo que ninguna enzima conseguiría por sí sola. “La idea es romper principalmente la queratina de la pluma, que contiene compuestos muy duros” con los que una hidrólisis enzimática convencional no podría. Todavía no se obtiene el fertilizante. “La idea de este proceso es ablandar los biorresiduos para llevarlos a la siguiente hidrólisis”, precisa. Cuando la olla termina, la mezcla viaja por una tubería envuelta en un intercambiador de calor por el que circula agua fría. Tiene que llegar templada a su destino, porque lo que la espera allí es mucho más delicado.
Tijeras que solo cortan donde deben
“Hemos pasado de un proceso físico-químico, que es la hidrólisis térmica, a uno bioquímico”, anuncia Erik Zozaya. En el segundo reactor entran en juego las enzimas, proteínas especializadas en cortar a otras proteínas. “Las proteínas son cadenas, y esas cadenas están unidas por eslabones. El eslabón más pequeño es el aminoácido. Y cuando hay pocos aminoácidos unidos se le llama péptido”. El objetivo es dividir las largas cadenas de la pluma: “Lo que buscamos es romperlas, de manera que consigamos tener esa hidrólisis y podamos liberar ese nitrógeno que estamos buscando”. El nitrógeno, puntualiza, se libera “en forma orgánica” y queda así disponible para la agricultura.
Contado en dos líneas parece fácil, y fue una de las partes que más investigación consumió. “Cada enzima actúa sobre ciertas uniones de las proteínas. No todas las enzimas pueden romper todas las uniones”, explica. Hubo que averiguar “con qué enzimas trabajar” y cuáles rompían exactamente los enlaces que interesaba romper. Una vez elegidas, había que darles las condiciones precisas, porque esta fase ya no tiene nada de cocina casera. “Este proceso está cien por cien controlado, exige que las temperaturas sean las óptimas para que las enzimas lleguen a trabajar en un punto concreto”, subraya. “Trabajamos con marcadores, con indicadores, con ciertos controladores que nos aseguran que esas enzimas están funcionando en el rango óptimo”.
El momento de parar
El equipo sabe ya cuánto tiempo hace falta para que la proteína quede convertida en péptidos y aminoácidos, y en ese punto hay que detener a las enzimas. “Lo que buscamos es que esas enzimas dejen de funcionar, porque ya tenemos el compuesto que estamos buscando”, explica. La herramienta vuelve a ser el calor. “Aumentamos la temperatura para que la enzima se desnaturalice. No solo que deje de funcionar, sino que no vuelva a funcionar nunca más”, precisa. El producto queda así estabilizado.
Cada enzima, por decirlo así, actúa sobre ciertas uniones de las proteínas. No todas las enzimas pueden romper todas las uniones
“Aquí, básicamente, ya tenemos un abono líquido, solo que es un abono líquido que está muy diluido”, continúa. Falta concentrarlo. Se evapora el agua sobrante hasta alcanzar la riqueza en nitrógeno que se busca, y de esa concentración depende la logística entera, la del transporte y la del agricultor que tiene que aplicar el producto. “Siempre es más fácil inyectar cinco toneladas que treinta”, razona. “Cuanto más concentradas tengamos esas unidades nitrogenadas, más beneficioso para todas las partes”.
Ni una pluma ni una gota de más
Lo que sale por el otro extremo es un fertilizante “totalmente líquido”, con nitrógeno orgánico y con aminoácidos libres que, recuerda, “tienen un efecto bioestimulante en los cultivos”. Erik Zozaya matiza los términos con precisión de técnico: “Es un abono líquido, no es un bioestimulante”, aunque tenga ese efecto añadido. El balance de materia es el dato que mejor resume el proyecto. “Realmente, toda la pluma que entra acaba convirtiéndose en el producto final”, afirma. La planta podrá producir hasta 6.000 toneladas anuales de fertilizante, y la pluma necesaria para ello ronda esa misma cifra, quizá algo más. Tonelada por tonelada, el residuo se convierte en abono.
Con el agua sucede algo parecido. La que se evapora en la concentración se recoge en un depósito y, cuenta, “esa propia agua es la que volvemos a introducir en el proceso de la hidrólisis térmica para volver a iniciar el proceso con el siguiente lote de pluma”. La del enfriador sirve además para limpiar las instalaciones. “Toda el agua que se introduce en este sistema la volvemos a recolectar, o bien para volver a reintroducirla en los siguientes procesos productivos, o bien para utilizarla para las futuras limpiezas de la instalación”. El círculo se cierra por los dos lados, el de la materia y el del recurso que la transforma.
Un proceso que se ha prolongado durante más de seis años
Entre la primera idea y la puesta en marcha han pasado, calcula, “seis, siete años tranquilamente”. Son los que hicieron falta para buscar residuos, descartar candidatos, dar con las enzimas y llevar el proceso desde el ensayo hasta la escala industrial. La nueva planta de hidrólisis ha supuesto en torno a cuatro millones y medio de euros, dentro de una inversión total de doce millones que incluye también una unidad de biotecnología.
Toda el agua que se introduce en este sistema la volvemos a recolectar, o bien para volver a reintroducirla en los siguientes procesos productivos, o bien para utilizarla para las futuras limpiezas de la instalación
La materia prima no llega directamente de las explotaciones. “No trabajamos directamente con granjas, sino que trabajamos con alguna empresa asociada a este tipo de ganadería”, detalla, una empresa que se ocupa de la recogida y deriva la pluma hacia Lodosa. Es la sinergia que se buscaba al principio, convertida ya en rutina. Quien no sabía qué hacer con un residuo tiene ahora una salida para él, y quien necesitaba nitrógeno orgánico lo obtiene en su propio entorno.
El ingeniero que une los eslabones
Hay un detalle en el relato de Erik Zozaya que conviene no pasar por alto. Para contar el proyecto ha tenido que hablar de ganadería y de gestión de residuos, de presiones y temperaturas, de enzimas, de reactores, intercambiadores de calor y balances de agua, de logística y de unidades de nitrógeno en un cultivo. Lo hace sin cambiar de registro, porque para un ingeniero agrónomo todo eso forma parte del mismo problema. Las dos nuevas plantas de Lodosa, dice, se apoyan en bioprocesos y recurren a la biología “para poder producir ciertos compuestos o para poder hacer determinados procesos”.
Eso es, exactamente, un biosistema. Una materia de origen biológico, la pluma, y unos catalizadores también biológicos, las enzimas. A su alrededor, el agua, la energía, la instalación y el control que permiten que la transformación ocurra de forma segura, eficiente y repetible, hasta desembocar en otro sistema vivo, el cultivo que recibirá el nitrógeno. La audacia investigadora del proyecto está en haber elegido el residuo más difícil. El oficio, en haber sabido diseñar todo lo que hacía falta a su alrededor.
Un pollo, una pluma, una olla a presión, unas enzimas y, al final, un campo abonado con un nitrógeno que ya estaba en circulación. La economía circular deja de ser un lema cuando alguien es capaz de calcular cada paso de ese recorrido y de hacerlo rentable para el agricultor. Ahí está la aportación de la ingeniería agronómica, una ingeniería de biosistemas que entiende a la vez la materia biológica y la instalación que la transforma, y que por eso puede cerrar círculos que empiezan en una granja y terminan en una cosecha. Valorizar un residuo es, antes que nada, saber leerlo.