Aprovechamiento de residuos vegetales de invernadero para calefacción y enriquecimiento carbónico

Resumen

La actividad agrícola genera diferentes tipos de residuos como los residuos vegetales derivados de la parte vegetativa de las plantas, frutos de destrío, infiltraciones de abono no aprovechado desde el sustrato de cultivo, residuos plaguicidas, envases de distintos productos utilizados, y residuos plásticos provenientes de la cubierta, segundos techos y/ o mantas térmicas. La presente tesis se centra en los residuos vegetales de invernadero derivados de la parte vegetativa. Estos se generan principalmente de dos formas y dos momentos del cultivo: (i) la poda de las plantas mientras se lleva a cabo el cultivado (de forma sostenida) y (ii) las propias plantas una vez ha finalizado la cosecha. Este trabajo se ha centrado en los residuos provenientes de la parte vegetativa de las plantas al final del ciclo de cultivo por ser los que mayor volumen representan y los que poseen un mayor potencial como fuente de energía. Actualmente existen algunas alternativas para el tratamiento de estos residuos que permiten minimizar el impacto ambiental derivado de su vertido incontrolado en el entorno donde estos cultivos se llevan a cabo. Estas alternativas son principalmente (i) la producción de compost mediante digestión parcial en pilas de compostaje, y (ii) la incorporación de estos residuos en la alimentación de ganado. El compost obtenido no presenta un valor comercial destacable mientras que el consumo para alimentación de ganado representa un porcentaje muy pequeño del total de residuos generados. Por estas razones, se necesitan otras alternativas de aprovechamiento de estos residuos. En este sentido, en este trabajo se plantea una alternativa adicional que consiste en emplear estos residuos vegetales de invernadero para dos objetivos simultáneos de (1) calefacción y (2) enriquecimiento carbónico (aporte de CO2) en invernaderos. El objetivo sería autoabastecer tanto de calor como de CO2 a los invernaderos utilizando los residuos vegetales generados en los mismos, alcanzando así una circularidad completa del sistema con cero generación de residuos. En la tesis se han desarrollado diversas líneas de trabajo enfocadas a caracterizar los residuos vegetales de invernadero, estudiar la mejora de estos mediante procedimientos adecuados de recogida y gestión, así como su mejora mediante mezcla con otros tipos de biomasa. Una vez optimizado el tratamiento de los residuos se ha estudiado su combustión en calderas comerciales, optimizando las condiciones de operación de la caldera para el uso de estos residuos vegetales de invernadero como combustible y como fuente de calor para calefacción. Finalmente, se ha desarrollado una línea de aprovechamiento de los gases de combustión para el enriquecimiento de CO2 en invernaderos, optimizando las condiciones de operación del proceso de adsorción con carbón activo y la dosificación del CO2 al invernadero. Los trabajos realizados en esta tesis han llevado a demostrar la efectividad de ciertas técnicas de pretratamiento y manipulación propuestas en la misma. Se ha visto, a sí mismo, la importancia de emplear unos ajustes adecuados para los equipos de combustión implicados. Por otra parte, se ha comprobado el funcionamiento adecuado del sistema propuesto para capturar e inyectar CO2 desde los gases de combustión durante una campaña completa.