Aprovechamiento de residuos vegetales de invernadero para calefacción y enriquecimiento carbónico
- Autores: José Vicente Reinoso Moreno
- Directores de la Tesis: Francisco Gabriel Acién Fernández (dir. tes.), María Guadalupe Pinna Hernández (codir. tes.), Juan Carlos López Hernández (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Almería ( España ) en 2023
- Idioma: español
- Número de páginas: 103
- Títulos paralelos:
- Use of greenhouse vegetable waste for heating and carbon enrichment
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ruperto Bermejo Román (presid.), José María Fernández Sevilla (secret.), M. I. Maldonado (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biotecnología y Bioprocesos Industriales Aplicados a la Agroalimentación y Medioambiente por la Universidad de Almería
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: riUAL
- Resumen
- español
La actividad agrícola genera diferentes tipos de residuos como los residuos vegetales derivados de la parte vegetativa de las plantas, frutos de destrío, infiltraciones de abono no aprovechado desde el sustrato de cultivo, residuos plaguicidas, envases de distintos productos utilizados, y residuos plásticos provenientes de la cubierta, segundos techos y/ o mantas térmicas. La presente tesis se centra en los residuos vegetales de invernadero derivados de la parte vegetativa. Estos se generan principalmente de dos formas y dos momentos del cultivo: (i) la poda de las plantas mientras se lleva a cabo el cultivado (de forma sostenida) y (ii) las propias plantas una vez ha finalizado la cosecha. Este trabajo se ha centrado en los residuos provenientes de la parte vegetativa de las plantas al final del ciclo de cultivo por ser los que mayor volumen representan y los que poseen un mayor potencial como fuente de energía.
Actualmente existen algunas alternativas para el tratamiento de estos residuos que permiten minimizar el impacto ambiental derivado de su vertido incontrolado en el entorno donde estos cultivos se llevan a cabo. Estas alternativas son principalmente (i) la producción de compost mediante digestión parcial en pilas de compostaje, y (ii) la incorporación de estos residuos en la alimentación de ganado. El compost obtenido no presenta un valor comercial destacable mientras que el consumo para alimentación de ganado representa un porcentaje muy pequeño del total de residuos generados. Por estas razones, se necesitan otras alternativas de aprovechamiento de estos residuos. En este sentido, en este trabajo se plantea una alternativa adicional que consiste en emplear estos residuos vegetales de invernadero para dos objetivos simultáneos de (1) calefacción y (2) enriquecimiento carbónico (aporte de CO2) en invernaderos. El objetivo sería autoabastecer tanto de calor como de CO2 a los invernaderos utilizando los residuos vegetales generados en los mismos, alcanzando así una circularidad completa del sistema con cero generación de residuos.
En la tesis se han desarrollado diversas líneas de trabajo enfocadas a caracterizar los residuos vegetales de invernadero, estudiar la mejora de estos mediante procedimientos adecuados de recogida y gestión, así como su mejora mediante mezcla con otros tipos de biomasa. Una vez optimizado el tratamiento de los residuos se ha estudiado su combustión en calderas comerciales, optimizando las condiciones de operación de la caldera para el uso de estos residuos vegetales de invernadero como combustible y como fuente de calor para calefacción. Finalmente, se ha desarrollado una línea de aprovechamiento de los gases de combustión para el enriquecimiento de CO2 en invernaderos, optimizando las condiciones de operación del proceso de adsorción con carbón activo y la dosificación del CO2 al invernadero.
Los trabajos realizados en esta tesis han llevado a demostrar la efectividad de ciertas técnicas de pretratamiento y manipulación propuestas en la misma. Se ha visto, a sí mismo, la importancia de emplear unos ajustes adecuados para los equipos de combustión implicados. Por otra parte, se ha comprobado el funcionamiento adecuado del sistema propuesto para capturar e inyectar CO2 desde los gases de combustión durante una campaña completa.
- English
Agricultural activities generate various kinds of residues. These are generated from various sources like 1) the vegetal part of plants, discarded fruits, liquid fertilizer infiltrations not assimilated by crops, and pesticidal traces. The present dissertation is focused on those greenhouse residues generated from vegetal plants. These are mainly generated along two growing steps: (i) plants pruning while they are being grown (ii) Plants their selves, once the growing season finish. This dissertation is focused on these residues generated from plants at the end of the growing season. This focus was taken because the main portion is generated at this stage, thus being the option with greater potential when being considered as an energy source.
Various actions have been developed for this dissertation. These were focused on performing characterization of these greenhouse crop residues, and studying some improvement through adequate techniques for their withdrawal and management. At the same time, their improvement by mixing with other biomass cases was also studied. Once, the treatment of these residues was optimized, their combustion in commercial boilers was studied. The operation conditions were optimized for a given boiler employing these vegetal crop residues as fuel and a heat source for heating applications. Eventually, a system has been developed for CO2 enrichment in greenhouses. In addition, the operational conditions of this process for CO2 adsorption with activated carbon and posterior supplying of this CO2 inside a given greenhouse.
The work encompassed with this dissertation has made it possible to probe the effectiveness of some techniques for the pretreatment and manipulation of greenhouse crop residues. At the same time, it has been seen the importance of using adequate settings for the combustion equipment employed. Moreover, it has been probed that the operation of the system proposed for CO2 capture and supply from flue gases was satisfactory during a complete growing season
- español
