Mejorar la productividad de los invernaderos a partir de la combustión de su propia biomasa

Investigadores de los grupos Biotecnología de microalgas marinas y Automática, Robótica y Mecatrónica de la Universidad de Almería y de la Estación Experimental Las Palmerillas (Fundación Cajamar) han desarrollado un sistema para mejorar la productividad de los cultivos de invernadero gracias a la recuperación del dióxido de carbono (CO2) procedente de la combustión de su propia biomasa. En concreto, la principal novedad que incluye este método es la capacidad de reutilizar el CO2 generado a partir de la combustión de los residuos vegetales, es decir, de aquellas plantas que, tras agotar su producción, suelen ser depositadas por los agricultores en puntos de recogida para ser quemadas o enterradas.

Según los expertos, uno de los principales factores que determinan el desarrollo de los cultivos agrícolas es la absorción de CO2 de la atmósfera durante la fotosíntesis, un proceso esencial para su evolución. De este modo, en invernaderos, el incremento del CO2 que rodea a las plantas también supone el aumento de su tasa de fotosíntesis, es decir, de su crecimiento neto. “Este fenómeno se denomina enriquecimiento carbónico y, en recintos cerrados como estos, se hace más necesario debido a las bajas tasas de renovación del aire que caracterizan a este tipo de estructuras”, explica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Almería, Gabriel Acién.

En el artículo ‘Development of a biomass-based system for nocturnal temperature and diurnal CO2 concentration control in greenhouses’, publicado en la revista Biomass & Bioenergy, el equipo de trabajo ha demostrado la viabilidad de un sistema que aumenta la productividad de los invernaderos a través de la captura del CO2 de la combustión de su propia biomasa y su posterior aprovechamiento mediante el proceso de enriquecimiento carbónico. “Este modelo propone nuevas formas de manejo y procesado a pequeña escala de los residuos vegetales y conlleva, además, el ahorro de un 15% de energía respecto al resto de técnicas industriales aplicadas en grandes instalaciones como refinerías de gas, petróleo o petroquímicas”, apunta.

Asimismo, el sistema también permite mantener la temperatura ambiental por encima de 15ºC en el recinto, por lo que las plantas, al no tener que hacer frente a periodos muy fríos, continúan con sus niveles de productividad a pleno rendimiento durante todo el año. “Esta función, denominada calefacción, implica un aporte de calor a los invernaderos que se produce principalmente durante la noche. De esta forma, evitamos que la temperatura descienda por debajo de 10ºC, umbral reconocido donde los cultivos comienzan a sufrir daños graves en su producción”, matiza.

Experiencia previa

Esta metodología, que recoge la experiencia de más de una década de trabajo sobre enriquecimiento carbónico destinado a incrementar la producción de cultivos, comenzó en la Estación Experimental Las Palmerillas (Fundación Cajamar), en la provincia de Almería. “La primera etapa consistió en analizar el contenido de los residuos vegetales, es decir, su composición y posibles problemas a la hora de ser empleados como combustible. A continuación, desarrollamos un sistema viable tanto para su procesado como para la captura del CO2 procedente de sus gases de combustión”, sostiene el investigador.

Y añade: “Una vez diseñada la instalación piloto, donde incluimos una caldera reservada al proceso de biocombustión –ésta fue previamente probada con biomasa procedente de madera de pino, cáscara de almendra, hueso de aceituna y madera de olivo-, ensayamos durante un año para evaluar y confirmar tanto su operatividad como su rendimiento”.

Un modelo sostenible

Una de las principales aplicaciones que surgen a partir del estudio es la posibilidad de generar nuevas técnicas dirigidas a mejorar cualquier tipo de sistema de cultivo protegido bajo plástico, desde semilleros a otros más ornamentales como frutas u hortalizas. “Este sistema presenta mayor utilidad para zonas más frías donde las demandas de calor y el consumo de combustible es mayor. Además, se trata de un modelo sostenible, ya que favorece el crecimiento de las plantas con los propios residuos que genera el invernadero y no es necesario emplear ningún tipo de sustancia química”, expone Acién.

Estos datos, según indican los investigadores, les han permitido abrir líneas de trabajo con el objetivo de investigar sobre otras formas de disminuir los costes relacionados con el cultivo de invernaderos. “Pretendemos reducir aún más el consumo de energía, además de ampliar el campo de aplicación a otros sectores como el de energías no renovables que nos permitan estudiar el aprovechamiento de otro tipo de residuos”, avanza.

Estos resultados son fruto de los proyectos de excelencia Aprovechamiento de residuos vegetales para calefacción y enriquecimiento carbónico y Control del crecimiento de cultivos bajo invernadero optimizando criterios de sostenibilidad, económicos y de eficiencia energética financiados por la Consejería de Economía, Innovación, Ciencia y Empleo de la Junta de Andalucía.

Referencia

J.A. Sánchez-Molina, J.V. Reinoso, F.G. Acién, F. Rodríguez y J.C. López. (2014). ‘Development of a biomass-based system for nocturnal temperature and diurnal CO2 concentration control in greenhouses’. Biomass & Bioenergy.

Imágenes:

Miembros del equipo trabajando en el invernadero

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Miembro del equipo trabajando en el invernadero

https://www.flickr.com/photos/fundaciondescubre/14576469173/

Equipo instalado en el invernadero

https://www.flickr.com/photos/fundaciondescubre/14554785704/

Biomasa:

https://www.flickr.com/photos/fundaciondescubre/14556383155/

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