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PLANTEAMIENTO DE CESPA EN LA
GESTIÓN DE RESIDUOS VEGETALES DE
       INVERNADERO (RVI)



       •   Almería, 13 de Setiembre de 2012
Índice

         • Los RVI producidos en Almería

         • Alternativas de gestión y posicionamiento de CESPA
           frente la gestión de los RVI:
                - Aprovechamiento energético
                - Reciclaje
                    TTBB

         • El reciclado de los RVI a través del compostaje
                - Fundamentos del proceso
                - Peculiaridades del proceso de compostage de RVI
                - Proceso de compostaje desarrollado por CESPA




                                                                    2
Gestión de RVI: Cuantificación y composición

                1,5 millones de toneladas RVI/año


                Origen:
                    Cultivo de tomate y pimiento
                    otros cultivos: sandía, berenja y calabacín

                Estacionalidad:
                    50% junio y agosto
                    25% enero y marzo
                    25% resto del año

                Composición:
                   .Material lignocelulósico
                   .Fruto de destrío
                   .Rafia y anilla plástica de enganche


                                                                  3
Gestión de RVI: Composición


       Composición:

            .Material celulósico

                 En verde la H% puede superar el 65% (bastante ligada)
                 Con periodo transitorio desde corte, H% del 40-50%

                 El contenido en Norg es inferior al 1,5% sms

            .Fruto de destrío

                 H% superior al 80%, muy poco ligada.

                 El contenido en Norg ronda el 3 - 5% sms

       Ambas matrices presentan contenidos en potasio, del orden del 3% sms.
       Bajos valores de fósforo.



                                                                               4
Alternativas de gestión: Valorización energética
        Las tecnologías emergentes (Pirolisis, Plasma y Gasificación) son una
        alternativa de gestión de residuos. Sin embargo:
             La mayoría están en fase de desarrollo
             No disponen de plantas a gran escala
             No disponen de plantas piloto para la realización de pruebas

        La biomasa presenta una marcada heterogeneidad de composición química y
        física que puede afectar seriamente su tratamiento según que sistema de
        valorización energética que se escoja. Imprescindible elaborar un protocolo de
        pruebas con análisis exhaustivo del material de entrada.

        Riesgo que el problema de la gestión del RVI persista en caso de no funcionar
        correctamente. Experiencia de CESPA en la planta de gasificación de Níjar.

        Plan de viabilidad económico afectado por la nueva moratoria de suspensión
        de las primas para nuevas instalaciones de producción de energía eléctrica a partir
        de cogeneración, fuentes de energía renovables y residuos de enero de 2012.
                                                                                              5
Alternativas de gestión: Valorización energética / maco normativo

          Real Decreto-ley 1/2012 (28 enero de 2012):
          Suspensión de los procedimientos de preasignación
          de retribución y a la supresión de los incentivos
          económicos para nuevas instalaciones de
          producción de energía eléctrica a partir de
          cogeneración, fuentes de energía renovables y
          residuos

              TARIFA REGULADA         abr-12


         Descripción                     Biomasa agricola             Biomasa forestal



         Marco regulatorio                     Nuevo RD                     Nuevo RD

         Calsificación                           b62                          b63

         Rango de potencia            <2MW                >2MW     <2MW                >2MW
                                                                                                Precio estimado según OMIP
         Tarifa                       139,52              119,35   139,52              131,29   (Operador responsable de la
         Complemento reactiva         +1,00               +1,00    +1,00               +1,00    gestión de mercados a
         Coste desvíos                -2,00               -2,00    -2,00               -2,00
                                                                                                plazo): 52   €/MWh
         Coste de gestión mercado     -1,00               -1,00    -1,00               -1,00

         Coste de conexión a la red   -0,50               -0,50    -0,50               -0,50

         Tarifa regulada (€/MWh)**    137,02              116,85   137,02              128,79




                                                                                                                          6
Alternativas de gestión: Reciclado de los RVI

      .Dar valor añadido al residuo y reintroducirlo en la alimentación animal.

          ..Preparación de ensilados.
                   Riguroso control sobre la forma de preparación y sobre el producto
                      obtenido para evitar posibles contaminaciones microbianas
                      (aflatoxinas, botulismo, listeria…) y la imperiosa necesidad de
                      prepara un producto libre de rafia.



      .Reciclar el residuo en el mismo proceso productivo, recuperando parte de la
         materia orgánica y nutrientes extraídos por los cultivos:

               ..Procesos de digestión anaerobia + compostaje de la matriz
                    El proceso de DA está estrechamente relacionado con la
                      disponibilidad de fruto de destrio ya que la producción de biogás
                      a partir de la fracción tallo va a ser muy baja (fracción lignina).

                                       CODIGESTIÓN

               ..PROCESOS        DE COMPOSTAJE
                                                                                        7
Fundamentos del proceso de COMPOSTAJE




                Tortora et al.,1993     8
Fundamentos del proceso de COMPOSTAJE

       HIDRATOS DE CARBONO          LIGNINA   LÍPIDOS            PROTEINAS



                                                                   Energía
        Agua
                                                                        CO2
                               MICROORGANISMOS
                                                                     H2O
        Aire

                                                           NH3     Volatilitzación




               CELULOSA Y LIGNINA
                                                BIOMASSA
               SEMITRANSFORMADAS

                                                            NO3-

                                    COMPOST
                                                                            9
Fundamentos del proceso de COMPOSTAJE




         Incremento actividad biológica




                     Q Combustión ≅ Q Compostaje


        Residuos municipales
           2.1 - 9.3 Kcal /g
                                                                    T ºC
                                                     El residuo
                                                    se considera
                                                   como una masa
                                                    autoaislante
                                                   Calor retenido

                                                                           10
Fundamentos del proceso de COMPOSTAJE



     Temperatura
     Materia orgánica

            80% sms CH (solubles, almidón), proteínas, grasas
              60 ºC
                                               45-55ºC




                                               Materiales lignocelulósicos



                                                                tiempo



                                                                         11
Fundamentos del proceso de COMPOSTAJE



        PROCESO BIOLÓGICO

           80% sms
            60 ºC

                                              Temperatura



                                 Materia orgánica




                     DESCOMPOSICIÓN      MADURACIÓN         tiempo



                                                                     12
Fundamentos del proceso de COMPOSTAJE
        MATERIALES
        MEZCLA
        PROCESO BIOLÓGICO

           80% sms
            60 ºC
                                        Temperatura




                                Materia orgánica




                     DESCOMPOSICIÓN     MADURACIÓN    tiempo

        ADECUACION DEL PRODUCTO


                                                               13
Peculiaridades del proceso de COMPOSTAJE de RVI


         . Estacionalidad y heterogeneidad:
             . En las toneladas a tratar
             . En la composición
         . Presencia de impropios:
             . Anillas de tutorar
             . rafia plástica muy resistente
         . Material con muy baja densidad
         . Material con una relación C/N muy alta:
            .Muy elevada durante el resto del proceso
            .Inicialmente baja (dependiendo del destrío)
         . Material con excesiva facilidad de lixiviación

                                                            14
Peculiaridades del proceso de COMPOSTAJE de RVI




        ↑ C/N                        ↑ C/N
                                             impropios y/o
                                            contaminantes




                        ↓ C/N



                                                             15
Peculiaridades del proceso de COMPOSTAJE de RVI




              ↑ S /V2




                                                  16
Peculiaridades del proceso de COMPOSTAJE de RVI
      La presencia de la rafia plástica en los residuos de invernadero

                      trituración
      imposibilita esta                   , así como otras operaciones
      básicas del proceso de compostaje, como:


                                               El mezclado
                                               El volteo
                                               El afino




                                                                         17
Proceso de compostaje desarrollado por CESPA


       . Etapa de descomposición:


              -             -                      -                     +                        -
                                                                                                                      Pilas dinámicas
                            Velocidad de proceso



                                                                         Necesidades de espacio
                                                   Control del proceso




                                                                                                  Coste instalación
              complejidad




                                                                                                                      Pilas estáticas


             +              +                      +                     -                        +
                                                                                                                      Sistemas forzados




                                                                                                                                          18
Proceso de compostaje desarrollado por CESPA
       Ensayos de Albaida para conocer la evolución del material en condiciones de
       aireación:



                  ventilada                       sin ventilar




                                                                                19
Proceso de compostaje desarrollado por CESPA




                                               Ventilador




                                         Densidad << 0,5 t/m3


                                                                20
Proceso de compostaje desarrollado por CESPA

      Un proceso de compostaje es siempre deficitario desde el punto
      de vista hídrico. La humedad se debe mantener entorno el 50% y,
      para ello es, importante rehumectar el material.

                           Albaida “estudia” el uso del propio lixiviado
                           del fruto y tallo para rehumectar el proceso y,
                           a su vez, reincorporar el nitrógeno necesario
                           para equilibrar la matriz y conservarlo como
                           nutriente en el compost final.




                                                                             21
Proceso de compostaje desarrollado por CESPA


     . Etapa de maduración:




                                               22
Proceso de compostaje desarrollado por CESPA
      Mt             D                  M+D                      RVT


               lecho 0,20 m

                                    Descomposición solera ventilada
                                    15 días -30 días

             Altura total < 4 m
                                    Reducción volumétrica
                                    del 40 - 50%
                lecho 0,3 m


      Lix
                                    Maduración pila
                                    90 días
             Altura total > 3 m




                   FM

      R                  “despelucado” con Pinza



                         Trommel

                     C
                                                                       23
Proceso de compostaje desarrollado por CESPA

       El proceso de compostaje planteado introduce una etapa previa
       de descomposición aeróbica para debilitar la matriz
       lignocelulósica y, así, potenciar la separación de la rafia




                                                                       24
Proceso de compostaje desarrollado por CESPA



                              MOT: 52 % sms
                               Nt: 1,2 % sms
                                 Kt: 2 % sms
                       RD 824/2005 “clase A”




                                               Suelo de Almería:
                                                         MOT
                                                            Media: 1,06 %
                                                              Min. 0,40%
                                                              Max. 1,99%
                                                         Cox
                                                               Media: 0,6 %
                                                                Min. 0,23%
                                                                Max. 1,17%


                                                                              25
Proceso de compostaje desarrollado por CESPA



                               Humedad: 26 %
                     sobre extracto acuoso 1/5:
                                       pH: 7,4
                                  CE: 12 dS/m




                            Es un producto con una elevada conductividad por
                            lo que de cara a su aplicación deben extremarse las
                            precauciones y ser conocedor de esta característica
                            en su aplicación. Este inconveniente no está en el
                            producto sino en el cuándo, cómo y dónde se
                            propone su uso:

                                Enmienda orgánica….. ↑ MO suelos
                                Fertilizante orgánico
                                Componente de substrato (NO SUBSTRATO)
                                                                             26

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Planteamiento de Cespa en la gestión de residuos vegetales de invernadero

  • 1. PLANTEAMIENTO DE CESPA EN LA GESTIÓN DE RESIDUOS VEGETALES DE INVERNADERO (RVI) • Almería, 13 de Setiembre de 2012
  • 2. Índice • Los RVI producidos en Almería • Alternativas de gestión y posicionamiento de CESPA frente la gestión de los RVI: - Aprovechamiento energético - Reciclaje TTBB • El reciclado de los RVI a través del compostaje - Fundamentos del proceso - Peculiaridades del proceso de compostage de RVI - Proceso de compostaje desarrollado por CESPA 2
  • 3. Gestión de RVI: Cuantificación y composición 1,5 millones de toneladas RVI/año Origen: Cultivo de tomate y pimiento otros cultivos: sandía, berenja y calabacín Estacionalidad: 50% junio y agosto 25% enero y marzo 25% resto del año Composición: .Material lignocelulósico .Fruto de destrío .Rafia y anilla plástica de enganche 3
  • 4. Gestión de RVI: Composición Composición: .Material celulósico En verde la H% puede superar el 65% (bastante ligada) Con periodo transitorio desde corte, H% del 40-50% El contenido en Norg es inferior al 1,5% sms .Fruto de destrío H% superior al 80%, muy poco ligada. El contenido en Norg ronda el 3 - 5% sms Ambas matrices presentan contenidos en potasio, del orden del 3% sms. Bajos valores de fósforo. 4
  • 5. Alternativas de gestión: Valorización energética Las tecnologías emergentes (Pirolisis, Plasma y Gasificación) son una alternativa de gestión de residuos. Sin embargo: La mayoría están en fase de desarrollo No disponen de plantas a gran escala No disponen de plantas piloto para la realización de pruebas La biomasa presenta una marcada heterogeneidad de composición química y física que puede afectar seriamente su tratamiento según que sistema de valorización energética que se escoja. Imprescindible elaborar un protocolo de pruebas con análisis exhaustivo del material de entrada. Riesgo que el problema de la gestión del RVI persista en caso de no funcionar correctamente. Experiencia de CESPA en la planta de gasificación de Níjar. Plan de viabilidad económico afectado por la nueva moratoria de suspensión de las primas para nuevas instalaciones de producción de energía eléctrica a partir de cogeneración, fuentes de energía renovables y residuos de enero de 2012. 5
  • 6. Alternativas de gestión: Valorización energética / maco normativo Real Decreto-ley 1/2012 (28 enero de 2012): Suspensión de los procedimientos de preasignación de retribución y a la supresión de los incentivos económicos para nuevas instalaciones de producción de energía eléctrica a partir de cogeneración, fuentes de energía renovables y residuos TARIFA REGULADA abr-12 Descripción Biomasa agricola Biomasa forestal Marco regulatorio Nuevo RD Nuevo RD Calsificación b62 b63 Rango de potencia <2MW >2MW <2MW >2MW Precio estimado según OMIP Tarifa 139,52 119,35 139,52 131,29 (Operador responsable de la Complemento reactiva +1,00 +1,00 +1,00 +1,00 gestión de mercados a Coste desvíos -2,00 -2,00 -2,00 -2,00 plazo): 52 €/MWh Coste de gestión mercado -1,00 -1,00 -1,00 -1,00 Coste de conexión a la red -0,50 -0,50 -0,50 -0,50 Tarifa regulada (€/MWh)** 137,02 116,85 137,02 128,79 6
  • 7. Alternativas de gestión: Reciclado de los RVI .Dar valor añadido al residuo y reintroducirlo en la alimentación animal. ..Preparación de ensilados. Riguroso control sobre la forma de preparación y sobre el producto obtenido para evitar posibles contaminaciones microbianas (aflatoxinas, botulismo, listeria…) y la imperiosa necesidad de prepara un producto libre de rafia. .Reciclar el residuo en el mismo proceso productivo, recuperando parte de la materia orgánica y nutrientes extraídos por los cultivos: ..Procesos de digestión anaerobia + compostaje de la matriz El proceso de DA está estrechamente relacionado con la disponibilidad de fruto de destrio ya que la producción de biogás a partir de la fracción tallo va a ser muy baja (fracción lignina). CODIGESTIÓN ..PROCESOS DE COMPOSTAJE 7
  • 8. Fundamentos del proceso de COMPOSTAJE Tortora et al.,1993 8
  • 9. Fundamentos del proceso de COMPOSTAJE HIDRATOS DE CARBONO LIGNINA LÍPIDOS PROTEINAS Energía Agua CO2 MICROORGANISMOS H2O Aire NH3 Volatilitzación CELULOSA Y LIGNINA BIOMASSA SEMITRANSFORMADAS NO3- COMPOST 9
  • 10. Fundamentos del proceso de COMPOSTAJE Incremento actividad biológica Q Combustión ≅ Q Compostaje Residuos municipales 2.1 - 9.3 Kcal /g T ºC El residuo se considera como una masa autoaislante Calor retenido 10
  • 11. Fundamentos del proceso de COMPOSTAJE Temperatura Materia orgánica 80% sms CH (solubles, almidón), proteínas, grasas 60 ºC 45-55ºC Materiales lignocelulósicos tiempo 11
  • 12. Fundamentos del proceso de COMPOSTAJE PROCESO BIOLÓGICO 80% sms 60 ºC Temperatura Materia orgánica DESCOMPOSICIÓN MADURACIÓN tiempo 12
  • 13. Fundamentos del proceso de COMPOSTAJE MATERIALES MEZCLA PROCESO BIOLÓGICO 80% sms 60 ºC Temperatura Materia orgánica DESCOMPOSICIÓN MADURACIÓN tiempo ADECUACION DEL PRODUCTO 13
  • 14. Peculiaridades del proceso de COMPOSTAJE de RVI . Estacionalidad y heterogeneidad: . En las toneladas a tratar . En la composición . Presencia de impropios: . Anillas de tutorar . rafia plástica muy resistente . Material con muy baja densidad . Material con una relación C/N muy alta: .Muy elevada durante el resto del proceso .Inicialmente baja (dependiendo del destrío) . Material con excesiva facilidad de lixiviación 14
  • 15. Peculiaridades del proceso de COMPOSTAJE de RVI ↑ C/N ↑ C/N impropios y/o contaminantes ↓ C/N 15
  • 16. Peculiaridades del proceso de COMPOSTAJE de RVI ↑ S /V2 16
  • 17. Peculiaridades del proceso de COMPOSTAJE de RVI La presencia de la rafia plástica en los residuos de invernadero trituración imposibilita esta , así como otras operaciones básicas del proceso de compostaje, como: El mezclado El volteo El afino 17
  • 18. Proceso de compostaje desarrollado por CESPA . Etapa de descomposición: - - - + - Pilas dinámicas Velocidad de proceso Necesidades de espacio Control del proceso Coste instalación complejidad Pilas estáticas + + + - + Sistemas forzados 18
  • 19. Proceso de compostaje desarrollado por CESPA Ensayos de Albaida para conocer la evolución del material en condiciones de aireación: ventilada sin ventilar 19
  • 20. Proceso de compostaje desarrollado por CESPA Ventilador Densidad << 0,5 t/m3 20
  • 21. Proceso de compostaje desarrollado por CESPA Un proceso de compostaje es siempre deficitario desde el punto de vista hídrico. La humedad se debe mantener entorno el 50% y, para ello es, importante rehumectar el material. Albaida “estudia” el uso del propio lixiviado del fruto y tallo para rehumectar el proceso y, a su vez, reincorporar el nitrógeno necesario para equilibrar la matriz y conservarlo como nutriente en el compost final. 21
  • 22. Proceso de compostaje desarrollado por CESPA . Etapa de maduración: 22
  • 23. Proceso de compostaje desarrollado por CESPA Mt D M+D RVT lecho 0,20 m Descomposición solera ventilada 15 días -30 días Altura total < 4 m Reducción volumétrica del 40 - 50% lecho 0,3 m Lix Maduración pila 90 días Altura total > 3 m FM R “despelucado” con Pinza Trommel C 23
  • 24. Proceso de compostaje desarrollado por CESPA El proceso de compostaje planteado introduce una etapa previa de descomposición aeróbica para debilitar la matriz lignocelulósica y, así, potenciar la separación de la rafia 24
  • 25. Proceso de compostaje desarrollado por CESPA MOT: 52 % sms Nt: 1,2 % sms Kt: 2 % sms RD 824/2005 “clase A” Suelo de Almería: MOT Media: 1,06 % Min. 0,40% Max. 1,99% Cox Media: 0,6 % Min. 0,23% Max. 1,17% 25
  • 26. Proceso de compostaje desarrollado por CESPA Humedad: 26 % sobre extracto acuoso 1/5: pH: 7,4 CE: 12 dS/m Es un producto con una elevada conductividad por lo que de cara a su aplicación deben extremarse las precauciones y ser conocedor de esta característica en su aplicación. Este inconveniente no está en el producto sino en el cuándo, cómo y dónde se propone su uso: Enmienda orgánica….. ↑ MO suelos Fertilizante orgánico Componente de substrato (NO SUBSTRATO) 26