Aplicación de cenizas de caldera de biomasa a sistemas forestales. Efectos ecotoxicológicos

Transcripción

1 Aplicación de cenizas de caldera de biomasa a sistemas forestales. Efectos ecotoxicológicos Ander Arias-González 1 Nahia Gartzia-Bengoetxea 1, Pedro Albizu 2 1 NEIKER-Tecnalia. Instituto Vasco de Investigación y Desarrollo Agrario 2 Central Forestal S.A. Grupo Smurfit Kappa 13 de Junio de Vitoria-Gasteiz

2 Contexto Energético Global Entorno energético en el horizonte 2020 CAPV En 2011 las energías renovables supusieron el 6% de la producción de energía. Coincide con Tasa de Autoabastecimiento. t i t En 2011, un 64% de la energía renovable producida proviene de la combustión de biomasa Europa Reducción de un 20% el consumo de energía primaria de la Unión Reducción de un 20% las emisiones de gases de efecto invernadero Aumento de la contribución de las energías renovables al 20% del consumo

3 las previsiones indican una demanda creciente de la biomasa forestal para la producción energética Energía eléctrica a partir de biomasa mediante sistemas de cogeneración Energía térmica a partir de biomasa producto de esta combustión se generan grandes cantidades de ceniza

4 Razones para reciclar las cenizas Las plantaciones necesitan fertilizante El Cambio Climático debe ser mitigado y además, hay que adaptarse a él El vertido de residuos en vertederos debe ser reducido El objetivo es: conocer los posibles efectos toxicológicos que el producto pudiera tener sobre el medio ambiente así como su posible uso y valorización como fertilizante forestal sobre una plantación de Pinus radiata sometidaala aplicación del mismo en diferentes dosis y su comparación con la ausencia de fertilización

5 caracterización química de las cenizas Macro y micronutrientes y metales pesados Julio 2011 Enero 2012 CANTIDAD MÍNIMA EN LA CENIZA (G/KG SECO) CANTIDAD MÁXIMA EN LA CENIZA (MG/KG SECO) C (%) 6,10 30,90 <10% P (g/kg) 1,26 2,80 10 Ca (g/kg) 47,08 62, Mg (g/kg) 3,22 5,51 20 Na (g/kg) 202 2, ,71 K (g/kg) 13,47 23,86 30 Al (g/kg) 37,75 38,53 Cu (mg/kg) 38,9 55, Zn (mg/kg) 223,6 354, Fe (mg/kg) Mn (mg/kg) 682,7 1032,20 Cd (mg/kg) 2,12 2,88 30 Pb (mg/kg) 24,22 39, Cr (mg/kg) 172,0 36, Ni (mg/kg) 82,9 18,86 70

6 caracterización ecotoxicológica de las cenizas caracterización física de las cenizas ceniza 1:16 < 10% NO TÓXICA

7 movilización de elementos en el suelo Los elementos incorporados al suelo pueden movilizarse a las aguas superficiales o subterráneas y afectar a la calidad del agua, perjudicando a su vez a las organismos vivos de aguas continentales.

8 movilización de elementos en el suelo

9 aplicación de las cenizas en campo 1 2 3

10 72 parcelas de estudio y 8 tratamientos 1) Sin aporte de ceniza o biochar 2) 4500 kg de ceniza por hectárea 3) 1500 kg de ceniza por hectárea 4) 4500 kg de ceniza más 200 kg de N por hectárea en forma de nitrato amónico. 5) kg de biochar por hectárea 6) 3500 kg de biochar por hectárea 7) kg de biochar por hectárea más 200 kg de N por hectárea en forma de nitrato amónico. 8) fertilizante biológico

11 Efectos en el suelo

12 Características del suelo

13 Resistencia a la penetración de un cono de 0,25 cm2 y humedad del suelo durante la primavera y verano en las parcelas estudiadas. Entre paréntesis se muestran las desviaciones típicas de los valores. Primavera verano RESISTEN. (kg Humedad (%) RESISTEN. (kg HUMEDAD cm -2 ) cm -2 ) (%) Control 38,9 (6,7) 26 (3) 49,8 (3,5) 15 (1) Ceniza 4,5 t/ha 38,9 (9,4) 26 (3) 49,0 (3,4) 14 (0) Ceniza 1.5 t/ha 40,8 (8,2) 22 (2) 47,9 (4,2) 19 (5) Ceniza N t/ha 41,5 (4,0) 26 (3) 52,2 (4,0) 14 (0) Carbono de la biomasa fúngica (CBF), carbono de la biomasa bacteriana (CBB) y la relación entre ambos para los diferentes tratamientos. Entre paréntesis se muestran las desviaciones típicas de los valores. cbf cbb cbf/cbb Control 1464(227) 462(96) 3.35(1.0) Ceniza 4.5 t/ha 1430(686) 608(130) 2.25(0.6) Ceniza 1.5 t/ha 1399(333) 699(80) 2.00(0.4) Ceniza N t/ha 1294(139) 663(96) 2.11(0.5)

14 absorción por las plantas y los hongos Suelo ceniza 4.5 t/ha ceniza 1.5 t/ha ceniza N t/ha P (g/kg) Ca (g/kg) Mg (g/kg) Na (g/kg) K (g/kg) Al (g/kg) Cu (mg/kg) Zn (mg/kg) Fe (mg/kg) Mn (mg/kg) g) Cd (mg/kg) Pb (mg/kg) Cr (mg/kg) Ni (mg/kg)

15 absorción por las plantas y los hongos

16 Efecto fertilizante en Pinus radiata Fósforo Potasio Calcio Magnesio

17 Conclusiones Los estudios toxicológicos realizados permiten concluir que la ceniza de la caldera de biomasa estudiada se podría aplicar en plantaciones forestales de pino radiata sin perjuicio medioambiental. En el ensayo de campo no se advierten efectos fertilizantes significativos, sin embargo las parcelas con aplicación de ceniza 4.5 t/ha con y sin nitrógeno presentan mayores contenidos fósforo y magnesio. Los muestreos planificados para el año 2013 podrán determinar si esa tendencia se ratifica.

18 Agradecimientos A Carla Guillén Escriba, Ander Oses Orbegozo, Endika Navarro, así como, Eskerrik asko!! Contacto (agonzalez@neiker.net)