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La quema de brozas, fuente de fertilizante carbónico para invernaderos

  • Gabriel Acién y su equipo de Ingeniería Química patentan un sistema que convierte el CO2 procedente de la combustión de residuos vegetales en fertilizante carbónico para cultivos y calor aprovechable para mejorar la producción de las explotaciones bajo plástico.

El aumento de la emisión de gases contaminantes generados por procesos de combustión de combustibles fósiles como el carbón, petróleo y gas natural puede conllevar al sobrecalentamiento de la superficie terrestre mediante el llamado efecto invernadero. Esto supone un problema económico y medioambiental para los países desarrollados, pero sobre todo para aquellos países en vía de desarrollo, cuyo elevado nivel de emisiones de CO2 puede suponerles importantes sanciones a nivel internacional, retrasando su incorporación a los países del primer mundo.

La única forma de resolver este problema es disminuir el consumo de combustibles fósiles y reemplazarlos por energía renovables como la energía solar, eólica y biomasa. Es ahí donde se inserta el proyecto Inver-CO2, una patente de la Universidad de Almería que tiene por objeto estudiar la viabilidad técnica y económica de la valorización energética de residuos vegetales de invernadero, para la producción de calor aprovechable en los propios invernaderos, así como el empleo del CO2 resultante de la combustión de esa biomasa para enriquecer la atmósfera de crecimiento de las plantas.

El estudio, en el que trabaja Gabriel Acién, responsable del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Almería, incide en que a provincia de Almería ha experimentado en las últimas décadas un espectacular desarrollo económico. El motor de ese crecimiento es el sector primario y más concretamente la agricultura intensiva bajo plástico, representando la principal zona de producción hortícola intensiva de España y una de las más importantes a nivel mundial. Sin embargo, uno de los graves problemas que ha tenido la agricultura intensiva, desde su inicio hasta nuestros días, es el volumen de residuos vegetales que genera. Antiguamente los agricultores abandonaban los residuos en ramblas y solares o los incineraban o servían de alimento para los animales, principalmente el ganado. El abandono de los residuos en ramblas y solares puede tener muchas consecuencias, como ser foco de propagación de enfermedades y plagas, que puede afectar gravemente a los cultivos colindantes; puede degenerar en putrefacciones con el consiguiente mal olor y contaminación de los acuíferos. La solución está en reutilizar esta biomasa para uno de los aspectos fundamentales en el trabajo de la agricultura intensiva, la climatización.

El crecimiento de los cultivos bajo plástico viene condicionado por cuatro factores ambientales o climáticos principales: temperatura, humedad relativa, luz y nivel de dioxido de carbono. Estos factores se conjugan en diferente medida para que las plantas puedan realizar sus funciones y fuera de las cuales cesa su metabolismo. Los niveles de temperatura que maximizan la producción de los cultivos hortícolas en invernadero se sitúan entre 16-20 grados centígrados para el período nocturno y 22-30 grados centígrados para el diurno. Sin embargo, estas condiciones normalmente divergen del óptimo económico debido a los elevados consumos de energía que ellos suponen, haciéndose necesario gestionar el aporte de calor mediante estrategias de clima, formación cultural de la planta y mercados de comercialización.

Aunque de forma aún minoritaria, en invernaderos dedicados a producciones de alto valor añadido (viveros, semilleros, flor cortada, etc.), se aplica el método conocido como fertilización carbónica, consistente en la inyección directa de CO2 en el invernadero. Este aporte de CO2 se suele realizar bien sea utilizando el gas generado en la combustión de hidrocarburos fósiles o bien con CO2 (líquido) puro. Otras posibles fuentes son el CO2 obtenido del gas procedente de la combustión o el compostaje de residuos agrícolas. El elevado coste que implica la calefacción de invernaderos a partir de combustibles fósiles, hace en la mayoría de los casos inviable su aplicación, quedando restringido su uso a instalaciones muy especializadas y con producciones de muy alto valor añadido (semilleros, invernaderos de flor cortada, etc.). En cuanto a la fertilización carbónica, el caso es similar ya que los costes que implica la inyección de CO2 puro encarecen los costes de producción, haciendo inviable su empleo de forma generalizada.

"El uso de biomasa (procedente de los residuos vegetales generados en invernadero) como combustible alternativo, para su empleo en la calefacción de invernaderos, surge como una oportunidad para generalizar el uso de calefacción en invernaderos, de forma que se optimice la viabilidad económica de estas explotaciones", explica el profesor Gabriel Acién. El desarrollo de un sistema de captura y almacenamiento del CO2 contenido en los gases de combustión de la biomasa, permite disponer de CO2 aprovechable en el invernadero, para la fertilización carbónica de cultivos protegidos, con un coste muy inferior que el que implica el uso de CO2 puro procedente de gases licuados.

Tras la realización de ensayos durante dos ciclos de cultivos completos (ciclo otoño y primavera), se han obtenido datos suficientes para concluir que el uso de combustión directa para enriquecimiento carbónico es posible siempre que los niveles de SOx (óxidos de azufre) y NOx (óxidos de nitrógeno) se sitúen por debajo de los límites de seguridad establecidos. Además, La generación de calor y CO2 a partir de biomasa es factible y permite reducir costes, además de suponer un sistema sostenible de producción. Por tanto, La tecnología desarrollada permite suministrar calor y CO2 de forma diferenciada en el tiempo.

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