Creo que la mayoría de la gente conocemos, de una manera u otra, características de los elementos químicos de los que vamos a hablar en esta publicación: el nitrógeno (N) y el fósforo (P). El nitrógeno en su forma gaseosa (N2) forma parte de la composición del aire atmosférico o incluso lo conocemos en otras de sus formas típicas, el amoníaco (NH3), ya sea como gas o como disolución líquida (en caso como amonio NH4+). Mientras que el fósforoparticipa en funciones vitales de los seres vivos, además de ser uno de los componentes principales de las moléculas de ARN y ADN y de utilizarse para almacenar y transportar energía en forma de adenosín trifosfato (ATP). Pues bien, hoy en esta entrada vamos a profundizar en por qué estos dos elementos son también importantes para otros temas relacionados con los seres humanos y su desarrollo, expondremos cuál es la importancia del nitrógeno (N) y fósforo (P) como nutrientes agronómicos y cómo se relacionan éstos con el concepto de Economía Circular (un concepto de rabiosa actualidad en los últimos años). Por lo tanto, en adelante cuando en esta publicación estemos hablando de nutrientes, siempre estará enfocado desde un punto de vista agronómico y no desde un punto de vista alimentario del propio ser humano. ¡Empezamos!
Tanto el N, como el P junto con el potasio (K), forman el grupo de los macronutrientes agronómicos, éstos son los tres principales macroelementos que las plantas o cultivos necesitan incorporar para su crecimiento. Así, en la mayoría de las ocasiones los fertilizantes que se sintetizan y se utilizan hoy en día en la agricultura presentan una composición importante de dichos elementos (se suele hablar del contenido NPK en dichos productos).
Lo primero que debemos preguntarnos es ¿cómo se sintetizan dichos fertilizantes?
Casi la totalidad del N utilizado en la formulación de fertilizantes es obtenida a partir de la síntesis de amoníaco, el procedimiento clásico de la obtención de amoníaco es el proceso Haber-Bosch. Posteriormente, el amoniaco obtenido mediante Haber-Bosch, se oxida para dar lugar al ácido nítrico (HNO3) y a partir de éste se pueden obtener los principales fertilizantes minerales, sintetizados a partir de nitrato de amonio [(NH4)NO3]. La otra fuente principal de N para la síntesis de fertilizantes es la urea [(NH2)2CO]. En lo que respecta al fósforo, la principal materia prima para su utilización en fertilizantes es la apatita, se trata de un conjunto de minerales obtenidos a través de la extracción de la roca fosfórica mineral. Por lo tanto, lo primero de lo que podemos darnos cuenta es que, en ambos casos, el origen de N y P para la obtención de los fertilizantes tradicionales, es un origen no renovable.
Diagrama del proceso de Haber-Bosch. Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_de_Haber
A este factor hay que incluir otro con una gran importancia, y ese no es otro que el aumento de la población mundial. De acuerdo con las previsiones de Naciones Unidas (ONU), la población mundial alcanzará los 8.600 millones en 2030 y los 9.800 millones en 2050. Con lo que queda patente, que estos hechos darán lugar a un importante incremento de presión de la industria alimentaria, que estará abocada a aumentar su producción, lo cual conlleva prácticas agrícolas más intensivas y por tanto un aumento del uso de la tierra y del consumo del agua, la energía y los fertilizantes tradicionales no renovables. Otro hecho preocupante de este escenario es que los países de la Unión Europea (UE), son tremendamente dependientes de las importaciones de estos compuestos que actúan como materias primas para los fertilizantes. Para que nos hagamos una idea, la UE importa alrededor del 30% del N, más del 60% del P y el 70% del K del total de nutrientes que se consumen como productos fertilizantes en sus países. Este asunto, es incluso más dramático para el caso del P, ya que cinco países en todo el mundo poseen el 90% de las reservas mundiales (China, Marruecos, Sudáfrica, Estados Unidos y la región de Jordania). Esto ha hecho que la UE haya clasificado al P como Materia Prima Crítica (COM(2017)490), ya que es crucial para el crecimiento de la propia UE, la competitividad y especialmente para una industria alimentaria sostenible.
Con todo este escenario queda claro que es necesario la búsqueda e introducción de fuentes de N y P alternativas y renovables, a la par que tecnologías novedosas para la obtención de productos fertilizantes sostenibles.
Y aquí es donde entra en escena, por un lado, la Economía Circular y por otro el concepto de recuperación de nutrientes. La recuperación de nutrientes es una de las principales líneas de investigación que llevamos desarrollando en los últimos años dentro del área de Economía Circular del Centro Tecnológico CARTIF. La recuperación de nutrientes consiste en el desarrollo de metodologías, técnicas y tecnologías que permiten obtener de materias primas sostenibles el N y el P que contienen y que estos elementos se encuentren en una forma conveniente y efectiva para su posterior utilización en la síntesis de bioproductos o fertilizantes sostenibles que puedan sustituir a los fertilizantes minerales tradicionales o en su defecto aumentar el componente renovable en la formulación de estos últimos. Es importante destacar que, aunque la recuperación de nutrientes se focalice principalmente en la recuperación de N y P, también se puede conseguir la recuperación de otros macro y micronutrientes agronómicos, como el K, el magnesio (Mg), el calcio (Ca), etc.
Y entonces, ¿qué materias primas o fuentes de origen renovable podemos utilizar para la recuperación de nutrientes?
Principalmente, la recuperación de nutrientes se centra en dos grupos; los residuos agroganaderos y las aguas residuales. Como residuos agroganaderos entendemos cualquier residuo generado directamente en la actividad agrícola o ganadera (estiércoles, purines, etc.), así como aguas residuales (tanto de origen urbano como origen industrial). Además, y relacionado con lo anterior también podrían utilizarse en la recuperación de nutrientes los residuos biológicos o subproductos obtenidos en el tratamiento de dichos residuos (un ejemplo claro sería los digestatos obtenidos del tratamiento de dichos residuos mediante digestión anaerobia o los fangos obtenidos en los procesos de tratamiento de aguas residuales en Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDARs), etc.).
Un aspecto importante a destacar es que las tecnologías de recuperación de nutrientes dependen en gran medida de las características de la materia prima que utilicemos para recuperar el N y el P y cómo se presente dicha materia prima (en estado sólido o líquido). Así, los métodos más sencillos de recuperación de nutrientes son el uso directo como fertilizante de residuos o subproductos sólidos como los fangos activos o los estiércoles y digestatos o el compostaje de éstos. Sin embargo, los aspectos logísticos (coste de transporte y la gestión del residuo, los cuales suelen contener gran humedad), pueden hacer inviable la rentabilidad del proceso. Al mismo tiempo, mediante la aplicación directa de los residuos no se realiza una fertilización efectiva y puede dar lugar a fenómenos de sobrefertilización los cuales pueden desembocar en fenómenos de eutrofización (por la acumulación del N y P presente en el suelo, el cual no ha podido ser asimilado por el cultivo y que posteriormente puede ser arrastrado por la lluvia o la escorrentía y finalmente depositarse e en acuíferos y masas de agua), con el consiguiente daño ambiental. Además, los residuos pueden contener cantidades significativas de contaminantes potencialmente peligrosos, que es necesario eliminar antes de su utilización como fertilizantes. Por esta razón, las tecnologías para el tratamiento de residuos para la recuperación de N y P son cada vez más populares. Existen distintas tecnologías para recuperar el N y el P de residuos líquidos, como los tratamientos biológicos, el stripping, la cristalización, la filtración por membranas, métodos termoquímicos (pirólisis y gasificación) o tratamientos físicos (concentración, secado, etc.).
Pero como todo ello se entiende mejor con un ejemplo, vamos a tratar de explicar uno de los procesos en lo que hemos investigado en CARTIF en alguno de nuestros proyectos.
Se trata de la recuperación de nutrientes a partir de la cristalización. La cristalización es una operación de separación frecuentemente utilizada en la Ingeniería Química, gracias a la cual se produce una purificación de los fluidos mediante la formación de sólidos, teniendo en cuenta la solubilidad de los productos que presentan interés para su separación. Así mediante la cristalización se puede conseguir recuperar N y P a partir de aguas residuales o residuos agroganaderos líquidos (fase líquida de los digestatos y estiércoles o purines) en forma de estruvita.
Pero, un momento, vayamos por partes ¿qué es la estruvita?
Estruvita
La estruvita es una sal (mineral ortofosfato) que contiene magnesio, amonio y fosfato en concentraciones molares iguales, concretamente, la estruvita en forma de fosfato de magnesio y amonio hexahidratado presenta la siguiente fórmula molecular MgNH4PO4·6H20. La cristalización de estruvita ocurre con facilidad cuando se dan las condiciones idóneas (presencia de una concentración importante de Mg, N y P, pH,etc.) De hecho, la estruvita en la década de los sesenta, ganó la atención del público como resultado de la obstrucción de tuberías en EDARs, en las cuales cristalizaba de forma espontánea.
Y ahora, podemos pensar, vale ya sabemos lo que es la estruvita, pero ¿cómo es su proceso de obtención?
Pues simplemente se introduce en un reactor de cristalización el residuo que vamos a utilizar como materia prima para extraer el N y el P (normalmente aguas residuales o digestatos obtenidos de la digestión anaerobia de residuos como el purín de cerdo) y se añade una cierta cantidad de magnesio (normalmente en forma de MgCl2 o MgO) y dependiendo del pH de la mezcla de reacción puede adicionarse una base (NaOH) para elevar el pH (8-9). Una vez que tenemos todos los componentes en el reactor, se aplica una agitación (ya sea mecánica o mediante aireación).
El Mg va entrando en contacto con el N y el P de la materia prima y poco a poco los cristales de estruvita van creciendo, según la siguiente reacción química:
Después de aproximadamente una hora de reacción, se consigue recuperar la mayor parte de P contenido en la materia prima (y lo acompaña una cantidad equivalente de N y Mg), en forma de un cristal sólido blanquecino, la estruvita. Este sólido tiene muy buenas propiedades para ser utilizado como fertilizante, ya que la estruvita presenta una alta concentración de P y por sus características físicas (baja solubilidad), el producto puede utilizarse como un fertilizante de liberación lenta, es decir que, a diferencia de los fertilizantes tradicionales, la estruvita va liberando los nutrientes en función de las necesidades de la planta y de la etapa de crecimiento de ésta, siendo una fertilización más efectiva y evitando fenómenos de eutrofización y similares.
Existen varias tecnologías de cristalización de estruvita en el mercado (con diferentes configuraciones, tipos de reactor, morfologías, etc.), la mayoría centradas en la obtención de estruvita a partir de aguas residuales, sin embargo, en CARTIF hemos desarrollado un reactor de cristalización piloto de 50 L, intentando solventar los impedimentos técnicos que presentaban otras tecnologías. Dicho cristalizador consiste en un reactor de lecho fluidizado, es decir, la agitación de la mezcla reaccionante se consigue mediante la adición de una corriente de aire, que mantiene en suspensión los componentes de la mezcla reaccionante, facilitando su interacción y favoreciendo la formación y crecimiento de los cristales. La tecnología de cristalización de estruvita que hemos desarrollado ha sido probada en varios proyectos en los que me hemos participado, como Nutri2Cycle y Nutriman (ambos proyectos europeos del programa Horizonte2020), con resultados bastante prometedores en el proceso de cristalización (alcanzando rendimientos de recuperación de P superiores al 90%) y un buen comportamiento agronómico del producto final obtenido (estruvita).
Proceso de recuperación de nutrientes en el demostrador de Irlanda del proyecto NUTRI2CYCLE.
Por lo tanto, como hemos podido comprobar, gracias a las tecnologías de recuperación de nutrientes hemos desarrollado procesos sostenibles en los que valorizamos residuos (aguas residuales, digestatos, etc.) siguiendo los postulados de la Economía Circular y obtenemos un biofertilizante de origen renovable con un buen comportamiento agronómico y con características que no presentan los fertilizantes tradicionales de origen mineral no renovable (liberación lenta). Por tanto, la estruvita sería un buen candidato para sustituir o reducir la utilización de los propios fertilizantes no renovables.
En la actualidad en el Área de Economía Circular de CARTIF, seguimos trabajando en el desarrollo de esta línea de investigación y ahora mismo estamos coordinando el proyecto WalNUT (otro proyecto europeo del programa Horizonte2020), en el que junto con otros 13 socios de varios países europeos estamos desarrollando nuevas tecnologías para la recuperación de nutrientes a partir de aguas residuales (tanto urbanas como industriales). Concretamente, en el caso de CARTIF, estamos trabajando en una tecnología de recuperación de N y P mediante el cultivo de microalgas y en otra tecnología en la que los nutrientes se recuperan mediante procesos bioelectroquímicos, esta es, la tecnología de Celdas Microbianas o Microbial Fuel Cells (MFCs).
Pero si os parece, ese tema mejor lo dejamos para comentarlo en otra futura entrada del blog 😉
¡Al final no pude resistirme…fui a ver AVATAR 2, y en 3D! La sola idea de rememorar las sensaciones vividas hace ya 13 años, como espectador de uno de los más grandes avances tecnológicos de la animación del siglo XXI, pudo con la pereza de meterme en un cine la friolera de 3 horas. Sin embargo, esta vez quería ver cómo había evolucionado algo que ya en la primera película de la saga me llamó la atención: ser capaces de establecer un vínculo directo con la naturaleza. ¡Impresionante!
Vista la «peli», y de vuelta a la realidad, creo que nunca hemos perdido nuestro vínculo con la naturaleza, pero lo hemos ignorado pensando que ya no nos era necesario y que únicamente los avances tecnológicos harían de este mundo un sitio mejor, prescindiendo de nuestra esencia natural.
Es importante saber que toda medida desarrollada para proteger un ecosistema y la biodiversidad que lo habita nos protegerá, como parte de esa variedad de seres vivos y no hará otra cosa que mejorar nuestras condiciones de vida.
Fuente: Raúl Sánchez Francés
Actualmente hay una creciente necesidad de contactar con la naturaleza, bien por hartazgo ante una vida sedentaria y demasiado urbanita, bien por practicar deporte o bien por el mero hecho de entrar en contacto con la naturaleza y los árboles que la habitan; pero sin saber de los múltiples beneficios que ese «baño de bosque o naturaleza» está proporcionando. Aunque se cree que el concepto de baño de bosque (Shinrin-yoku en japonés) parece tener un origen ancestral, no fue hasta los cercanos años 80 del siglo XX cuando las autoridades forestales japonesas promocionaron el concepto para acercar a la gente los beneficios del bosque.
La sensación de bienestar que percibimos paseando por el monte tiene una explicación científica comprobada. Ya a mediados del siglo XX se demostró que ciertas coníferas eran capaces de depurar/desinfectar su entorno, generando un antibiótico natural (fitoncidas), como respuesta principalmente al ataque que continuamente reciben de los hongos. Esto tiene como consecuencia directa que la presencia de árboles en zonas residenciales mejora la salud de sus habitantes.
Fuente: Raúl Sánchez Francés
Existen claras evidencias acerca del papel esencial que juegan los espacios verdes y azules en el fomento de un estilo de vida más saludable y sostenible. En áreas urbanas y periurbanas, los espacios naturales disminuyen la exposición a factores potencialmente dañinos como el calor excesivo, ruido y la contaminación del aire. Los estudios han demostrado que las zonas verdes circundantes a espacios urbanos se asocian con una menor mortalidad. Del mismo modo, diversos estudios experimentales y observacionales han demostrado que la exposición a la naturaleza se asocia con mejoras cognitivas, de la actividad cerebral, de la presión arterial, del sueño, y de la actividad física y salud mental. Especial relevancia adquiere la mejora de la salud mental (ansiedad, depresión y estrés) debido a la actividad en la naturaleza.
Un aumento de espacios verdes/azules bien diseñados, equitativamente distribuidos y accesibles, como promueve el concepto de soluciones basadas en la naturaleza (NBS), constituye un factor importante para preservar y mejorar la salud mental y el bienestar.
La pandemia de COVID-19 y la posterior recesión económica han afectado a la salud mental de la población, con un aumento de los síntomas de ansiedad y trastornos depresivos y han revelado la necesidad de mejorar la comprensión de los tipos y características específicos de los espacios naturales que son claves para la salud mental.
Desde CARTIF llevamos tiempo trabajando en la re-naturalización de nuestras ciudades, entornos y todos aquellos espacios habitados que han perdido su carácter natural, con el propósito de hacer nuestras urbes más habitables… pero de manera natural y en convivencia con la naturaleza, proyectos como URBAN GreenUP,MyBuildingisGreen, NATMED… son una muestra de ello.
Teniendo en cuenta todo esto, la receta médica de baños de bosque, de soluciones basadas en la naturaleza o lo que hemos llamado terapias basadas en la naturaleza (Nature based Therapies) está cada vez más cerca.
Recientemente tuve la oportunidad de charlar con Odile Rodríguez de la Fuente, hija de Félix Rodríguez de la Fuente, sobre el vínculo con la naturaleza que su padre les inculcó a ella y sus hermanas y que aún mantiene, desde su faceta de divulgadora de la naturaleza, la cual realiza de una manera fantástica. Fue sin duda Félix quien percibió la desconexión ser humano-naturaleza en un momento clave del crecimiento del país, lo que hizo aún más difícil su trabajo pero que le ha permitido dejar una huella más profunda y duradera, sentando las bases del buscado vínculo con la naturaleza.
Se trata de explorar conexiones reales y profundas entre el ser humano y el mundo natural, que vayan más allá de los trabajos culturales en campo o de algunas experiencias de jardinería como la errónea percepción de que las tomateras engordan despacio al ser acariciadas…como si de una prueba de amor se tratara. Nada más lejos de la realidad, al acariciar una tomatera a diario su crecimiento en vertical se ralentiza y su tallo se engrosa, pero no es más que una reacción natural a una carga ficticia del viento.
Sin embargo, aún estamos a tiempo para proteger la naturaleza que nos rodea, para acercarla a nuestras ciudades y espacios habitados, y para volver a conectar, a vincularnos con ella.
Quién más, quién menos tendrá una idea certera de lo que es la biomasa y lo que representa en nuestra sociedad. En un contexto energético en el que continuamente se baten récords históricos en el precio de la energía, son ya muchos los consumidores que, ante el inminente invierno, han encontrado en la biomasa la solución para tratar de reducir su factura en calefacción.
Desde hace ya varias décadas estamos escuchando que la biomasa constituye un recurso energético renovable capaz de sustituir con garantías a la energía de origen fósil, pero con la sensación de que no acaba de echar la puerta abajo y despegar definitivamente, lo que cambiaría de una vez el paradigma de la bioenergía en España.
Empleando una expresión de argot ciclista, la biomasa en España ha estado siempre «haciendo la goma» tras los países punteros (Finlandia, Reino Unido o Alemania, entre otros). Es cierto que ha experimentado un crecimiento sostenible en los últimos años en todos los eslabones de su cadena de valor, pero quizá no al ritmo que podría esperarse, teniendo en cuenta las expectativas creadas en el pasado.
Fuente: Avebiom.org
Los números no engañan. Si bien entre los años 2014 y 2019 (pre-pandemia) la potencia total instalada de biomasa en España creció en un 9 % [REE], sigue sin gestionarse adecuadamente el potencial forestal disponible. Actualmente se consumen unos 4,3 Mt/año de biomasa forestal para usos energéticos, que representan aproximadamente un 41 % del total disponible, lejos de los países del norte de Europa, de gran tradición forestal, que alcanzan niveles superiores al 70 % [APPA].
De cualquier forma, podemos pensar que el sector nacional de la bioenergía es ya lo suficientemente maduro. Un signo inequívoco de ello es el hecho de que, en la actualidad, la práctica totalidad de la producción nacional de biocombustibles se consume en España, debido al alza en la demanda de equipos de combustión, y por ende, de combustible [AVEBIOM]. Sin embargo, a la sociedad en general quizá le cueste aún percibir la dimensión real de lo que nos ofrece la biomasa, y surgen algunas preguntas recurrentes en torno a ella, como por ejemplo…
¿La biomasa promueve el acceso a una fuente de energía fiable y más limpia?
¿El uso de la biomasa reduce las emisiones de CO2 al ambiente?
¿La biomasa ayuda a combatir el drama de los incendios forestales, que cada verano destruyen cientos de miles de hectáreas en España?
¿La biomasa contribuye a fijar la actividad económica en el entorno rural y a luchar contra otro drama de algunas comunidades autónoma, como es la despoblación?
¿La biomasa es más barata que la alternativa fósil? Si me compro una estufa de pelets, ¿voy a ahorrar en el consumo de energía térmica?
El desarrollo tecnológico en el ámbito de la bioenergía y la situación actual del sector nos invitan a responder a todas esas preguntas de forma afirmativa. Porque la bioenergía es neutra desde un punto de vista ambiental, y su uso no contribuye al calentamiento global por emisiones de CO2. Porque una gestión adecuada de la masa forestal contribuye a mitigar el riesgo de incendios. Y porque dar valor al sector forestal español significa dinamizar la actividad económica en el entorno rural haciendo frente al gran problema de la despoblación.
«La biomasa en Europa se posiciona como una fuente de energía estratégica para reducir nuestra dependencia del gas ruso y de otras formas de energía fósil».
Von der Leyen (Presidenta de la comisión europea)
Pero no resultará fácil lograrlo a corto plazo. A día de hoy, en España haría falta gestionar adecuadamente casi 10Mt/año de madera seca para no depender del gas ruso, es decir, habría que triplicar el consumo actual.
El presente de la biomasa se ha visto inevitablemente ligado a distintos acontecimientos sociales, geopolíticos y sanitarios, de un impacto demoledor a nivel mundial. A comienzos del 2020 el mundo fue azotado por la pandemia de COVID-19, que durante el 2021 desembocó en una situación inédita de alza de precios de las materias primas y de crisis energética por el alza del coste de la energía, provocada por el encarecimiento de lo combustibles fósiles. Además, en febrero de 2022, sin haber digerido aún todo lo anterior, la invasión de Rusia a Ucrania propició una cruel guerra que, al margen del drama humanitario que supone, generó una escalada de precios del gas sin precedentes, introduciendo aún más incertidumbre en el suministro de materias primas y energía a nivel global.
Por si esto fuera poco, en el verano de 2022 se batió un récord histórico de incendios forestales en España, asolando más de 250.000 hectáreas de monte y arbolado, siendo el peor de los últimos 15 años [EFFIS].
No obstante, y en palabras de Javier Díaz (AVEBIOM), en este año 2022 el sector de la biomasa en España también podrá ser recordado por hacer frente a todas estas dificultades, y situarse en una posición ventajosa para superar definitivamente al gas y la electricidad de origen fósil. Y es que la escalada de los precios del gas ha cambiado significativamente el panorama del mercado actual de la bioenergía, obligando al sector a adaptarse para hacer frente a una gran demanda, tanto en el ámbito doméstico como en el industrial. Con el miedo de un posible corte en el suministro de gas ruso en pleno invierno, que derive en unos precios aún mayores, los consumidores quieren apostar por la biomasa y consumirla en sus calderas y estufas. Se estima un incremento en la demanda de estufas y chimeneas de leña o pelets entre el 20 y 30 %, que será mayor cuando lleguen los meses más fríos [AEFECC].
La estabilidad en el precio de la bioenergía ha sido en los últimos años una seña de identidad frente a los combustibles fósiles, aunque en la actualidad esto pueda generar cierta controversia, debido a que el precio de un saco de pelets de 15kg se ha duplicado en apenas un año, debido a la situación inflacionaria generalizada de las materias primas. Tampoco ayudan algunos efectos coyunturales relacionados con el sector, como por ejemplo el impacto real sobre el mercado tras la aplicación de un tipo de IVA reducido (5 %), en el último cuatrimestre de 2022, sobre algunos biocombustibles sólidos (pelets, briquetas y leña). Lejos de alcanzar el efecto esperado, se han detectado subidas no justificadas de los precios por algunos distribuidores de estos productos, haciendo que para muchos consumidores, acabe siendo una medida baldía [OCU].
Fuente: AVEBIOM. Elaboración propia
Desde su creación hace casi 30 años, en CARTIF hemos apostado fuerte por la biomasa como agente de innovación, desarrollando proyectos I+D destinados a fomentar su uso y mejorar su eficiencia. Además, desde hace unos diez años también somos consumidores de biomasa, ya que uno de nuestros tres edificios cubre actualmente su demanda térmica de agua caliente y calefacción mediante una caldera de pelets de madera.
Además, en CARTIF también participamos activamente en el esquema de calidad ENplus (sistema de certificación que regula y controla el sector de los pelets de madera en Europa), en el año 2015 nos convertimos en Organismo de Ensayo acreditado por ENAC (nº335/LE1276) para el análisis y ensayo de biocombustibles sólidos, siendo el primer laboratorio español en lograrlo.
Como en tantos otros sectores industriales, la incertidumbre se cierne sobre el futuro de la biomasa en España, pero con la certeza de estar ante una oportunidad única para superar las barreras con las que históricamente ha chocado. Si las empresas son capaces de seguir aguantando el tirón y aprovecharse de los fondos de recuperación, la biomasa deberá liderar, ahora sí, el cambio en el escenario energético nacional. En CARTIF entendemos que ese futuro debe pasar ineludiblemente por la innovación tecnológica, a través de procesos de transformación energética cada vez más eficientes, más baratos y medioambientalmente más sostenibles.
¿Alguna vez te has preguntado cómo eran los bosques en el pasado? Si de repente un templario que viaja a lomos de su caballo a través de un bosque cruzara una grieta en el tiempo y apareciera en el mismo bosque en la actualidad ¿notaría la diferencia? ¿vería algo extraño? Seguramente sí. Y es que la gestión de nuestros montes y la relación que establecemos con ellos ha ido evolucionando u cambiando a lo largo del tiempo.
Fotograma de «El Reino de los Cielos»
Al comienzo de la película «El reino de los Cielos» de Ridley Scott, hay una escena que está rodada en los bosques segovianos de Valsaín. En una pelea que tiene lugar a la orilla de un río, el escenario de fondo es un bosque casi monoespecífico de pino albar (Pinus sylvestris) ¿Sería extraño encontrar templarios del siglo XII en un bosque de esta especie? En absoluto. De hecho, sabemos que es una especie ampliamente distribuida por el hemisferio norte a lo largo del tiempo y bastante abundante. Pero, pese a ser una especie autóctona, no es un monte natural, ya que la distribución de los árboles parece guardar un cierto «orden». Hay una relativa abundancia de ejemplares bastante jóvenes (el tronco no tiene mucho diámetro) y que crecen muy juntos, con el espacio muy reducido entre ellos. Detrás de esta distribución está la mano del ser humano, y es que, en un sistema productivo como son los Montes de Valsaín, los árboles se plantan de forma que crezcan altos, rectos y lo más rápidamente posible. Además, la escena tiene lugar cerca de un río, donde podríamos esperar un bosque de ribera, pero en su lugar, este tipo de bosque zonal ha sido desplazado al favorecerse el crecimiento de las coníferas. Es un bosque, por tanto, sometido a manejo forestal.
Pero este manejo no es algo relativamente actual en estos momentos segovianos. Existen, de hecho, documentos que acreditan políticas de gestión que datan del siglo XVI: en una orden emitida por la corona, se especificaba que
«se allanara todo lo cavado y que se echara estiércol de caballerizas, y que desarraigaran y sacaran todos los troncos de los pinos y robles cortados (…) allanando los hoyos resultantes» 1
Podemos decir que, desde hace varios siglos, en determinados montes de nuestro país, se aplicaban estrategias de gestión encaminadas a la conservación de suelos, gestión de plagas y obtención de materias primas.
Las dehesas son otro buen ejemplo de bosque «artificial» que responde a la gestión humana a lo largo de la historia. Y en este caso, es aún más antiguo: nuestro paisaje más emblemático y que ocupa unos 4 millones de hectáreas en la Península Ibérica data del Paleolítico2.
Pero ha sido en etapas más recientes de nuestra historia, en la que tienen lugar los cambios más drásticos en cuanto a manejo forestal. Tradicionalmente, el bosque ha sido fuente de riqueza, alimento y energía para los pueblos y ciudades, lo que suponía per se una gestión sostenible. Y es que en muchas ocasiones la necesidad genera dependencia, y la dependencia es lo que mueve la conservación. Sin embargo, el éxodo rural hacia las ciudades, la aparición de nuevos materiales alternativos al uso de la madera, las nuevas formas de energía, o la introducción de especies exóticas para explotación industrial, supusieron un cambio en la gestión del monte y tierras agrícolas, que ha ido contribuyendo así al deterioro del paisaje rural, la salud de los montes y la desprotección del suelo.
Llega un momento, por tanto, en el que surge la necesidad de planificar la gestión forestal de forma organizada, una estrategia común sustentada en base al conocimiento forestal, la economía verde y la sostenibilidad. Para dar respuesta a este desafío, a mediados del siglo XIX surgen los primeros organismos y herramientas de gobernanza forestal. Durante esta etapa, por ejemplo, se crean algunas figuras como el Catálogo de Montes (1862), la primera Ley de Montes (1865) o los Montes Públicos (1989) 3.
Monte público en resinación en Sierra de Gata (Cáceres), imagen tomada durante la Jornada Técnica celebrada en el marco del proyecto FIREPOCTEP el 6 de septiembre de 2022
Algunas de estas herramientas siguen vigentes hoy en día. Pero los montes ibéricos se enfrentan a un nuevo desafío que está motivando la necesidad de un cambio de calado en las estrategias de gestión de los bosques. Y es que el cambio climático está poniendo a prueba la supervivencia de nuestras masas forestales y en entredicho la gestión forestal que de ellas se hace.
Los incendios forestales de grandes dimensiones son cada vez más frecuentes y virulentos. La acumulación de combustible más seco, la continuidad vertical y horizontal, y unas condiciones climáticas de baja humedad y calor intenso persistentes, hacen que la propagación del fuego se intensifique y convierta el incendio en inextinguible. Por otro lado, las plagas y enfermedades forestales proliferan con mayor facilidad en individuos debilitados por el calor y la sequía (o los incendios) y se propagan hacia nuevas áreas geográficas debido al cambio climático.
Incendio en el parque nacional de Bitterroot 4
¿ Y cómo afrontamos el futuro? Necesitamos hacer cambios en la gestión y estrategias de manejo que sean capaces de dar respuesta al desafío climático del presente y del futuro. Gracias a los avances tecnológicos contamos con herramientas muy poderosas para tomar datos, hacer modelos y realizar predicciones con las que llevar a un nivel «virtual» el manejo forestal adaptativo. Satélites, drones o sensores son las nuevas herramientas de trabajo en la Ingeniería forestal con las que se pueden obtener datos detallados y casi en tiempo real sobre el comportamiento del monte. Pero también necesitamos echar la vista atrás y recuperar usos tradicionales del monte que nos permitan no sólo protegerlo, sino también generar una economía verde local sostenible como lo hacía el monte en el pasado, pero con la ventaja de poder aplicar las tecnologías y conocimientos actuales.
Ganado caprino como herramienta de control del combustible en el monte y fuente de recurso económico local. Imagen tomada durante la Jornada Técnica celebrada en el marco del proyecto FIREPOCTEP el 6 de septiembre de 2022.
Para ello, es imprescindible avanzar en la investigación y conocimiento de la ciencia forestal y otras ciencias afines, para que nuestros bosques perduren en el tiempo y que ese bosque que fue escenario de rodajes históricos no lo sea de un futuro distópico.
En CARTIF, trabajamos en proyectos que hacen que nuestros bosques estén mejor preparados y adaptados para afrontar un futuro marcado por el cambio climático. Ejemplo de ellos es el proyecto FIREPOCTEP, que trabaja por el desarrollo de estrategias de gestión de los bosques para lograr una mayor resiliencia frente a los incendios forestales, generando a la vez recursos que sustenten una economía verde local. También trabajamos en la detección temprana y control de enfermedades emergentes, como es el caso de la Phytophthora spp. en proyectos como SUPERAy ForT-HiS.
El agua es esencial para la supervivencia y el bienestar del ser humano y desempeña un papel importante para muchos sectores de la economía. Sin embargo, los recursos hídricos están distribuidos de forma irregular en el espacio y en el tiempo, y se encuentran bajo presión debido a la actividad humana y al desarrollo económico.
Además del agua para el riego y la producción de alimentos que ejerce una de las mayores presiones sobre los recursos de agua dulce, la industria también es un importante consumidor de agua, que representa entre el 10% (Asia) y el 57% (Europa) del consumo total de agua, ya sea para la elaboración de sus productos, y/o para el mantenimiento de sus materiales y equipos. Todos los sectores industriales hacen uso del agua para procesos industriales, están desde los que elaboran productos alimenticios, hasta los que elaboran aparatos electrónicos.
El manejo de aguas residuales asimismo representa hoy en día uno de los problemas ambientales más relevantes a los que se ve enfrentada la sociedad actual, razón por la cual, es un aspecto que logra trascender las actividades netamente industriales, pues como sustancia vital que es, el agua es un servicio ecosistémico transversal a la mayorías de actividades realizadas por el ser humano, y cuya trazabilidad está fuertemente reglamentada por entes gubernamentales y ambientales.
La posibilidad de reutilizar el agua industrial, independientemente de si la intención es aumentar el suministro de agua o gestionar los nutrientes en los efluentes tratados (también un factor que conduce a la reutilización del agua), tiene beneficios positivos que también son los principales motivadores para la implementación de programas de reutilización en las empresas.
Consumos de agua en la industria – Plan de gestión y ahorro
En las industrias se puede usar mejor el agua, la maquinaria, los procesos, servicios y accesorios que demandan grandes cantidades de este recurso que puede reducirse con técnicas de uso eficiente.
Para cada tipo de industria, el agua es fundamental para satisfacer diferentes necesidades, es común que priorice su consumo en tareas de limpieza y desinfección de los productos o las instalaciones y equipos. En estas tareas de limpieza y desinfección el volumen de agua consumida es variable en función del tamaño, equipos e instalaciones y las posibilidades de ahorro son importantes.
Por lo tanto, se debe examinar la reutilización del agua desde una perspectiva de la economía circular e investigar las oportunidades y los riesgos de la reutilización del agua en la transición hacia una economía circular para cada tipo de industria.
Los objetivos de crear un plan de gestión y ahorro de consumo del agua en las empresas son:
Definir métodos para conocer el consumo de agua en las instalaciones.
Identificar estrategias y puntos de mejora en las actuaciones de consumo de agua de las instalaciones y evaluar su viabilidad.
Implantar un sistema eficaz para reducir y controlar ese consumo de agua.
Promover la participación de los trabajadores.
Uso del agua en la industria
El ciclo integral del agua en la industria
La transición a una economía circular fomenta un uso más eficiente del agua, combinado con incentivos para la innovación, puede mejorar la capacidad de una economía para hacer frente a las demandas del creciente desequilibrio entre la oferta y la demanda de agua
Desde la perspectiva de la economía circular, la reutilización del agua es una opción win-win. El ciclo completo de la gestión de las aguas residuales es un componente crítico del ciclo, desde el origen, pasando por la distribución, la recogida (sistemas de alcantarillado y de saneamiento) y el tratamiento hasta la eliminación y la reutilización, incluyendo la recuperación de agua, nutrientes y energía. Las iniciativas de economía circular tienen como objetivo cerrar los bucles de recursos y ampliar la vida útil de los recursos y materiales mediante un uso más prolongado, la reutilización y la refabricación.
La segregación-corrección selectiva de efluentes segregados de las diferentes actividades industriales (aguas de proceso, limpiezas, refrigeración, calderas, sanitario, etc.) favorece la recirculación de las aguas y la reutilización de las aguas depuradas de la propia empresa, así como la reutilización de aguas grises. Asimismo, minimiza el consumo de agua, reduce el volumen final de aguas a depurar o a gestionar y aumenta el rendimiento de la depuración final.
En general, la reutilización del agua requiere de procesos de tratamiento físico-químicos, conexiones, mecanismos de eliminación de residuos y otros sistemas. El nivel de tratamiento dependerá de la calidad del agua necesaria para el uso propuesto.
La realización de la gestión y ahorro del agua a optimizar se describe mediante los 9 elementos de los que consta el ciclo integral del agua en industria:
Fuentes de suministro: red de distribución, pozos propios, aguas pluviales, etc.
Tratamiento específico en función de los requerimientos de calidad para los diferentes tipos y usos de agua.
Conducción a las instalaciones.
Usos en proceso (aporte a producto, medio de reacción, dilución, etc.) y actividades auxiliares (torres de refrigeración, calderas de vapor, limpieza de equipos e instalaciones).
Drenaje de efluentes.
Recirculación.
Depuración (EDAR propia o ajena).
Reutilización interna.
Vertido de aguas residuales, exigencia de calidad limitada por la autoridad ambiental competente.
Etapas clave del ciclo integral del agua en industria: recirculación
El consumo de agua en industria se puede racionalizar y minimizar mediante diversas mejoras en proceso productivo y en las actividades auxiliares, tomando como referencia la aplicación de MTDs (Mejores Técnicas Disponibles en relación a las autorizaciones ambientales integradas en las actividades industriales).
Por norma general las actuaciones generales tratan sobre la modificación de los circuitos de refrigeración abiertos en cerrados, evitar pérdidas en sistemas de vapor, mejorar los sistemas de acondicionamiento de agua de entrada y de los medios de producción, y la optimización de las operaciones de limpieza de equipos e instalaciones.
En cuanto a la recirculación se contempla si no es necesario un tratamiento del agua o si este es muy simple, ya que se trata del uso sucesivo de un caudal de agua en el mismo proceso consumiendo en cada ciclo un pequeño porcentaje de renovación de caudal.
La reutilización interna se trata del aprovechamiento de aguas ya usadas en la propia industria, depuradas mediante tratamiento específico, para su empleo en otros usos de menor exigencia en calidad o sensibilidad.
Los recursos no convencionales como el aprovechamiento de aguas pluviales a través de la captación de agua de lluvia es un medio fácil de obtener agua y no es necesaria su depuración, pero depende de la cantidad de precipitación habitual de cada lugar. Ofrece ventajas como una alta calidad físico-química del agua sin necesidad de depuración y una infraestructura sencilla.
La reutilización de aguas grises provenientes de duchas y lavabos con un nivel bajo de contaminación son susceptibles de ser depuradas para convertirlas en agua limpia no potable.
Metodología operativa para la optimización del consumo y gestión del agua
El procedimiento se resume de la siguiente forma:
PASO 1
Recopilación de datos y análisis. Solicitud de documentación previa y datos necesarios para la evaluación de la gestión del agua.
PASO 2
Visita a la empresa para reconocer “in situ” las correspondientes características de los procesos productivos desarrollados, así como la utilización del agua en la planta.
Descripción general de los procesos productivos y actividades auxiliares, identificando las diversas operaciones: línea de proceso, línea de agua, líneas de tratamiento y actividades auxiliares (refrigeración, caldera de vapor, limpieza de equipos y contenedores y almacenamiento).
Inventario y descripción de actividades auxiliares.
Inventario, origen, manipulación y destino de efluentes, residuos y emisiones.
PASO 3
Redacción informe:
Diagnóstico de minimización de consumo de agua y propuesta de mejora.
Priorización de actuaciones en función de su rendimiento.
Esencialmente, la estrategia fundamental para la optimización de la gestión del agua es la caracterización global de su uso, la aplicación de la segregación-corrección selectiva de efluentes de proceso y el análisis de la posible recuperación y aprovechamiento de dichos efluentes.
Alcanzar la optimización de la gestión del agua en industria puede lograr ahorros de agua del 40-50%. Con ello se puede recudir costes y proteger recursos naturales. Las empresas deben conocer que de esta forma se incrementa el prestigio social corporativo con un beneficio económico y se promueve la sostenibilidad.
El 5 de junio, y como cada año desde 1974, se celebra el Día Mundial del Medio Ambiente. Anualmente, se elige un tema para conmemorar este día, en 2022 el seleccionado ha sido «Una Sola Tierra», consigna compartida por la Conferencia de Estocolmo de 1972 cuando se creó el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA).
REbuscando toda esta información, me he parado en el lema del año pasado, no solo por la temática si no porque me gustan los juegos de palabras. En 2021 modificaron las tan conocidas 3R del reciclaje (REducir, REutilizar y REciclar) para hacer el eslogan de las 3R del Medio Ambiente«REIMAGINA, RECUPERA, RESTAURA».
Y es que estas 3 palabras se alinean totalmente con nuestro trabajo diario pero la que me parece más importante, por la dificultad que conlleva, es la «R» de restaura…
Cuando escuchamos que es necesario restaurar un espacio, tendemos a pensar en una mina abandonada, un vertedero o algún espacio que está desolado y en el que tenemos que plantar un puñado de arboles para que vuelva a ser agradable a la vista.
La verdad es que los ecosistemas se recuperan de forma natural de todas las alteraciones, independientemente de si ha intervenido o no la mano del hombre, e incluso algunos de estos cambios son modificaciones naturales temporales o cíclicas. Entonces, ¿cuándo debemos actuar? La respuesta es fácil, cuando se ha roto el equilibrio ecológico que hace que los ecosistemas maduren y que maximicen los servicios y los beneficios producidos.
Si nos paramos a pensar realmente en los espacios que degradamos o los ecosistemas que rompemos nos daríamos cuenta de que detrás de cada uno de nuestros pasos tendría que haber un proyecto de restauración ambiental.
Por ejemplo, ¿qué pasa cuando construimos una carretera? Dividimos un paisaje, pero bueno, ¿qué es una línea en la infinidad de un campo castellano? Visto así, tampoco es para tanto… Sin embargo, ¿qué implicación puede tener esa pequeña línea en un ecosistema? Desde el punto de vista de la biodiversidad, los efectos pueden ser devastadores. ¿A qué lado de la carretera se han quedado los animales? ¿Y dónde se ha quedado la comida? ¿Y el agua? ¿Y las zonas de cobijo? ¿Y si hemos dividido una manada?
Los proyectos de restauración ambiental buscan alcanzar el estado original del que se partía, pero esto no implica que no se puedan construir carreteras o poner parques eólicos o explotar una mina. Los proyectos ambientales alteran los hábitats para imitar la estructura, función, diversidad y dinámica que tenía el ecosistema original incluyendo además la integración visual de los nuevos elementos en los paisajes.
Fuente: www.totenart.com
Al igual que con la restauración de las obras de arte, debemos tener en cuenta muchos factores si no queremos que nuestros proyectos de restauración ambiental acaben siendo tan famosos como el Ecce Homo de Borja, ¿lo recordáis?.
Para que el resultado final sea lo esperado, se debe planificar muy bien, ya que esta es la etapa más importante y decisiva de una restauración, y debe abordarse desde un punto de vista integrador y multidisciplinar. Los ecosistemas son sistemas complejos en los que intervienen infinidad de variables, por ello la planificación debe afrontarse desde todas las perspectivas posibles: ecología, zoología, botánica, geología, hidrología, ingeniería…
Una vez realizado el diagnóstico de la zona, estudiado el ecosistema, establecidos los objetivos que se quieren conseguir y el enfoque que se va a dar, se deben definir las soluciones técnicas y evaluar la viabilidad de cada una de ellas, para ya después diseñarlas y ejecutarlas.
Si continuamos con el ejemplo anterior, para la correcta ejecución de grandes infraestructuras lineales, se debe tener en cuenta el fraccionamiento de los ecosistemas, y parte de su restauración pasa por realizarpasos de fauna, que no solo evitan accidentes de tráfico por colisión con animales o salidas de la vía, sino que permiten darle esa continuidad al hábitat fragmentado y evitar la pérdida de biodiversidad asociada. El diseño de los pasos de fauna, inferiores o en altura, debe realizarse adaptándose a las infraestructuras y acorde a las especies existentes en la zona, ya que las necesidades para los anfibios serán totalmente diferentes que para los mamíferos pequeños o para los grandes.
Los pasos de fauna inferiores, se pueden realizar aprovechando y adaptando las estructuras de drenaje, haciéndolos más amplios y luminosos para evitar el efecto túnel, y revegetando las entradas para favorecer la aproximación de los animales pero que no obstruyan el drenaje.
Paso de fauna de vía de ferrocarril adaptado a tortugas. Fuente: www.pasiajeo.orgPaso de fauna inferior adaptado a elefantes. Fuente: www.paisajeo.org
Los pasos de fauna superiores, en general los conocemos mucho más, aunque seguramente no nos hayamos dado cuenta y pensamos que son simplemente puentes o túneles sobre nuestras carreteras. El diseño de estas infraestructuras, tiene sus propias especificaciones técnicas de anchura, aislamiento acústico y lumínico y altura de las barreras laterales, pero también sobre la cobertura edáfica y vegetal y la forma de los accesos para que los animales tengan una visión amplia de la salida y no perciban que están cruzando por una zona de alto riesgo para ellos.
Paso elevado de fauna. Fuente: www.paisajeo.org
Si 50 años después de la creación del PNUMA podemos reutilizar el mismo slogan, no es porque llevemos hasta el extremo las 3R del reciclaje, sino porque debemos aprender de nuestros errores y restaurarlos para que esta vez sí o sí, seamos «UNA SOLA TIERRA» #OnlyOneEarth #WorldEnvironmentDay
