Biomasa y desarrollo sostenible. Potencialidades y límites.

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Jesús Gómez Padilla
hace 6 años
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1 Biomasa y desarrollo sostenible. Potencialidades y límites. Dolores Romano Ingeniera agrónoma Jornadas: Aportación de la biomasa al desarrollo de las energías renovables. Madrid, 12 y 13 de diciembre de 2002

2 Biomasa y desarrollo sostenible. Potencialidades y límites. I. Biomasa: productividad global, apropiación humana y límites. II. Biomasa y gestión sostenible de recursos forestales y agroganaderos. III. Algunas consideraciones para el desarrollo de la biomasa como energía renovable.

3 I.- Biomasa: productividad global, apropiación humana y límites.

4 La biomasa una fuente de energía renovable Fototosíntesis: Proceso de conversión de la energía luminosa del Sol en energía química. Proceso renovable basado en un ciclo de materiales cerrado impulsado por la energía del Sol.

5 Flujos de energía y nutrientes en un ecosistema SOL PRODUCTORES PRIMARIOS PPN CONSUMIDORES HERBÍVOROS CONSUMIDORES CARNÍVOROS U OMNÍVOROS SUELO ORGANISMOS DESCOMPONEDORES

6 Producción primaria global ZONAS Superficie Productividad (x10 6 Km 2 ) 10 9 t peso fresco Bosques 31 80,8 Praderas, pastos y ,25 matorrales. Desiertos 30 7,75 Artico, zonas alpinas 25 5,25 Tierras cultivadas 16 37,5 Areas humanas 2 1 Chaparrales, marismas, 6 26,75 turberas y ciénagas. Subtotal terrestre ,3 Lagos y ríos 2 12,7 Océanos ,6 Subtotal acuático ,4 Total planetario ,7 FUENTES: ecosistemas terrestres Vitousek, 1986; ecosistemas acuáticos Pauly & Christensen, 1995.

7 Estimación moderada de la utilización humana de la biomasa en 1997(10 9 toneladas PF) Producción Prod.+ pérdidas directas Prod. + perdidas directas +pérdidas indirectas. Agraria 8,86 11,51 20 Forestal 6,15 12,3 16 Ganadera (pastos) 4,4 4,8 5,52 Pesquera 0,12 0,12 0,15 Total 19,53 28,73 41,67

8 Apropiación de la biomasa: % PPN terrestre 8 % PPN océanos La apropiación de recursos aumenta cada año. La productividad global está descendiendo. La apropiación de recursos pesqueros ha sobrepasado los límites de sostenibilidad. No estamos cerrando el ciclo de materiales.

9 II.- Biomasa y gestión sostenible de los recursos forestales y agroganaderos.

10 SOSTENIBILIDAD DE UN SISTEMA FÍSICO: capacidad de ser viable en el tiempo: posibilidad de abastecerse de recursos, deshacerse de sus residuos, y controlar las pérdidas de calidad que afectan a su funcionamiento. (Sostenibilidad fuerte según J. M. Naredo, 1999)

11 ECOSISTEMAS SOSTENIBLES Mantienen su productividad mediante la entrada de energía solar. Degradan la energía lentamente. Ciclos cerrados de nutrientes La cantidad de materia orgánica se mantiene constante. Redes tróficas complejas.

12 AGROSISTEMAS Y PLANTACIONES FORESTALES: Sistemas artificializados que requieren de la intervención humana constante. Flujo energético dirigido a obtención de productos cotizados. Flujos de materiales abiertos. Estructura simplificada y frágil.

13 SISTEMA AGRARIO SUSTENTABLE: Equilibrio dinámico. Alta adaptabilidad. Sistemas biodiversificados. Conservación de los recursos naturales: agua, fertilidad del suelo. Tecnología adaptada al sistema agrario y social. Fuertes relaciones sociales. M.A. Altieri

14 Cuál es el papel de la biomasa en la sostenibilidad de los sistemas agrarios y forestales?

15 M.O. FRESCA CO 2 Descomposición COMPUESTOS ORGÁNICOS SENCILLOS Mineralización rápida COMPUESTOS MINERALES Reorganización microbiana NUTRIENTES MINERALES Asimilación microbiana BIOMASA MICROBIANA Pérdidas lavado Mineralización Humificación HUMUS lenta J.Labrador

16 Papel de la biomasa en los ciclos naturales: Mantenimiento del ciclo del carbono Mantenimiento del ciclo del nitrógeno Mantenimiento del ciclo del agua

17 CO 2 mineralización fotosíntesis respiración combustión PLANTAS ANIMALES Y microoragnismos Combustibles fósiles M.O. SUELO CH4 CO metanización microoragnismos

18 La biomasa y la fertilidad de los suelos: Propiedades químicas: Regulación del ph. Capacidad de intercambio catiónico. Contenido nutrientes. Reserva de nitrógeno.

19 La biomasa y la fertilidad de los suelos: Propiedades físicas: Capacidad de retención del agua y drenaje. Reducción de oscilicaiones térmicas. Aumento de capacidad calorífica. Cohesión. Estabilidad estructural. Permeabilidad. Mejora el balance hídrico. Reduce la evaporación.

La biomasa y la fertilidad de los suelos: Propiedades biológicas: Regula actividad microbiana. Fuente de energía para microorganismos heterótrofos.

20 La biomasa y la fertilidad de los suelos: Propiedades biológicas: Regula actividad microbiana. Fuente de energía para microorganismos heterótrofos. Favorece respiración radicular. Favorece la germinación. Favorece el estado sanitario subterráneo. Contrarresta efecto de algunas toxinas. Mejora la nutrición mineral de los cultivos.

21 La biomasa es la base de la sustentabilidad del sistema.

22 Cómo se aporta la materia orgánica a los agrosistemas? Residuos ganaderos: estiércol purines, gallinazas, etc. Compost: residuos agrícolas, R.S.U., residuos agroindustriales. Abonos verdes, acolchados, rastrojos. Restos forestales e industria madera.

23 Cantidad anual de humus generado por restos de cultivo CULTIVO Remolacha Trigo (Paja) Maíz Alfalfa HUMUS FORMADO (kg/ha)

24 Qué cantidad de M.O. es necesario aportar? Dependerá de múltiples factores: estado y naturaleza del suelo, clima, cultivo, prácticas agrarias. Es necesario conocer el nivel de materia orgánica adecuado a los condicionantes ambientales y socioeconómicos del agrosistena Es necesario conocer el balance de materia orgánica en el suelo.

25 SOSTENIBILIDAD DE UN SISTEMA FÍSICO: capacidad de ser viable en el tiempo: posibilidad de abastecerse de recursos, deshacerse de sus residuos, y controlar las pérdidas de calidad que afectan a su funcionamiento. (Sostenibilidad fuerte según J. M. Naredo, 1999)

26 Aspectos de la utilización de la biomasa que afectan al mantenimiento de la calidad del sistema. Fertilidad Diversidad biológica CONTAMINACIÓN (sustancias tóxicas o transgénicos)

27 Presencia de sustancias tóxicas en la biomasa Restos agrícolas: metales pesados, compuestos halogenados, compuestos orgánicos persistentes, etc. Residuos ganaderos: metales pesados, antibióticos, hormonas y desinfectantes. Residuos agroalimentarios: disolventes, desinfectantes. Residuos forestales: metales pesados, compuestos halogenados, COPs,..

28 Formación de sustancias tóxicas durante el aprovechamiento energético. Durante el proceso de digestión o combustión pueden formarse sustancias tóxicas: Compuestos aromáticos Compuestos orgánicos volátiles, dioxinas, furanos, dibenzopireno,...etc.

29 III.- Algunas consideraciones para el desarrollo de la biomasa como energía renovable.

30 Consideraciones para el desarrollo de la biomasa como energía renovable. 1 El balance energético debe ser positivo: La energía obtenida con el aprovechamiento de la biomasa debe ser superior a la necesaria para producirla, transportarla y procesarla.

31 Consideraciones para el desarrollo de la biomasa como energía renovable. 2 El balance del carbono debe ser nulo o negativo. El carbono liberado durante la producción, transporte y aprovechamiento, debe ser inferior al absorbido o fiajdo por la propia biomasa.

32 Consideraciones para el desarrollo de la biomasa como energía renovable. 3 Se deben utiizar los excedentes tras garantizar la fertilidad del suelo. La realización de balances de materia orgánica puede ser un criterio para calcular los excedentes

33 Consideraciones para el desarrollo de la biomasa como energía renovable. 4 Es necesario caracterizar previamente la biomasa a aprovechar: - Determinar posible presencia de residuos tóxicos. - Realizar pruebas de combustión o digestión que determinen la formación de tóxicos durante el proceso y las mejores tecnologías a utilizar.

34 EL POTENCIA DEL USO DE LA BIOMASA COMO FUENTE DE ENERGÍA RENOVABLE DEPENDERÁ DE LA CAPACIDAD PARA IMPULSAR LA GESTIÓN SOSTENIBLE DE LOS RECURSOS FORESTALES, AGRARIOS Y GANADEROS

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