El Proyecto - ACCIONES

ACCIONES

   A. Acciones

   preparatorias

 

A.1 Caracterizar residuos

Con el objetivo de definir las propiedades físicas y químicas de los residuos generados en las agroindustrias vitivinícola y agroganadera, cuantificar sus emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) y evaluar su potencial aplicación en el cultivo de algas edáficas se han realizado las siguientes sub-acciones:

 

A.1.1 Evaluación de efluentes gaseosos generados en cada sector productivo

Investigadores de las Universidades de Burgos y de Valladolid realizaron visitas a las instalaciones agroindustriales objeto del proyecto en Extremadura (industria láctea de fabricación de queso de la cooperativa COOLOSAR, una instalación ganadera y campos de cultivo de agricultores asociados a dicha cooperativa), Castilla-La Mancha (bodega La Fontana de la D.O. Vinos de Uclés y viñedos asociados) y Castilla-León (instalaciones de Quesos Sasamón y explotación de ganado vacuno proveedora de leche de la quesería)

 

Las operaciones realizadas en estas visitas fueron:

− identificación de los puntos de emisión de gases de las instalaciones y una primera determinación con sonda portátil de medida de gases (CO2 y CO) y temperatura

− recogida de datos de consumos energéticos, agua de proceso, materias primas así como de los volúmenes de residuos sólidos generados

− análisis de los posibles puntos de captación de las emisiones que permitieran su posterior utilización en el proceso de producción de algas

 

Con esta información se realizó un primer balance de emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) en las instalaciones de Bodegas Fontana, industria donde tiene lugar la primera instalación de los prototipos. Tras el traslado de los prototipos a Burgos, se realizó una segunda evaluación en la industria láctea.

 

A.1.2 Evaluación de efluentes líquidos generados en cada sector productivo

En las visitas a las instalaciones mencionadas, se realizó también un muestreo de los efluentes líquidos de la quesería, fundamentalmente suero y aguas de limpieza, así como la recogida de estiércol de una explotación de ganado caprino del grupo COOLOSAR. En el caso de Quesos Sasamón, la empresa proporcionó las analíticas de los efluentes líquidos y que son objeto de un control periódico.

 

El muestreo de efluentes líquidos en Bodega La Fontana se realizó en una visita posterior durnate el proceso de vendimia y fermentación del mosto, recolectando diferentes residuos de la producción vitivinícola como restos de raspón, vinazas dulces y hollejos y elementos flotantes del sombrero que se produce en la fermentación.

 

También se recogieron muestras de diferentes explotaciones ganaderas en la provincia de Burgos, como purines de una granja de cerdos o gallinaza de una granja avícola, ya que sus residuos son bastante utilizados en digestión anaerobia y tienen unas composiciones bastante homogéneas que pueden ser extrapoladas a un buen número de granjas. Estos residuos se estudian para el caso de no disponer de suficiente cantidad de residuo generado en la agroindustria para mantener en funcionamiento el proceso de digestión anaerobia, y que dicho residuo no tuviera las propiedades requeridas en cuanto a contenido de materia orgánica fermentable como para maximizar la producción de biogás.

 

Las muestras de residuos orgánicos recogidas fueron analizadas obteniendo los resultados que se recogen en los informes:

 

De los datos obtenidos se desprende que la carga orgánica biodegradable presente en los efluentes líquidos tanto suero de la industria láctea como vinazas de la bodega es baja por lo que su rendimiento metanogénico no será suficiente para alimentar el módulo de digestión anaerobia; sin embargo, su mezcla con residuos sólidos como los estiércoles de ovino o gallinaza con altos porcentajes de materia seca biodegradable permitirá mejorar los rendimientos de producción de biogás.

 

A.1.3 Evaluación de la fase líquida de residuos como fuente de nutrientes para el crecimiento de algas

Al inicio del proyecto, se realizó el ensayo de la aptitud de las algas para crecer utilizando como fuente de nutrientes aquellos presentes en un digestato de industria alimentaria. Se utilizó inicialmente una cepa de la especie Chlorella vulgaris, de amplia distribución tanto en suelos como en medios acuáticos y de la que existían referencias de su utilización en procesos de depuración.

 

El digestato empleado fue proporcionado por la empresa KEPLER Ingeniería y Ecogestión obtenido por digestión anaerobia con separación de etapas a partir de residuos y destríos procedentes de una industria de transformación agroalimentaria localizada en Burgos.

 

Para la realización del proceso de crecimiento de las algas se habilitó un espacio como cámara de cultivo de algas en la Escuela Politécnica Superior de la Universidad de Burgos.

 

La experiencia consistió en un ensayo realizado en fotobiorreactores por triplicado utilizando un cultivo de la cepa del alga Chlorella vulgaris, al que se adicionaron dosis crecientes de digestato: 3,3 (FLD1) , 7,2 (FLD2) y 8,6 mL d-1 (FLD3).

 

Se concluye que los digestatos de industria alimentaria o directamente los efluentes líquidos tras un proceso adecuado de clarificación, tienen las características necesarias para suplir de nutrientes como N y P a un cultivo de algas, lo cual garantizará el funcionamiento del proceso de producción de algas tanto en la industria vitivinícola como en la industria láctea. 

 

A dicho proceso se pueden además incorporar otros efluentes residuales como purines ganaderos en periodos de baja producción de digestato, lo cual garantiza la operatividad del proyecto, de una forma continua, durante todo el periodo previsto y en escenarios adversos, como pudiera ser un mal funcionamiento del proceso de digestión anaerobia. 

 

Los resultados obtenidos aparecen de una forma más completa en el Entregable A.1.3 – Acción A1: Informe de aptitud de las algas a los nutrientes residuales.

 

   B. Acciones de

   implementación

 

B.1 Producción de algas autóctonas

Con el objetivo de extraer, aislar e identificar las especies de microalgas y cianobacterias que están presentes en los suelos agrícolas sobre los que se aplicaría el biomejorador, determinar las especies con mejores tasas de crecimiento en medio líquido para obtener un inóculo de algas que permitiera su aplicación como biomejorador del suelo y se constituyera en sumidero de carbono, se realizaron las siguientes actividades:

 

- Muestreos de suelos de la D.O Uclés en Tarancón (Cuenca) y de suelos de la Comarca de la Vera en Losar de la Vera (Cáceres). Este proceso de extracción, aislamiento e identificación de especies de microalgas se repitió también con muestras de los suelos de Ros (Burgos).

 

- Aislamiento de especies de algas del suelo y reproducción en medio líquido de varias especies de algas de los suelos de Uclés (Cuenca), Losar de la Vera (Cáceres) y Ros (Burgos) con potencial de ser utilizadas en la producción del biomejorador del suelo: se han extraído y aislado 10 cepas de algas del suelo, realizando su caracterización a nivel morfológico y posteriormente la secuenciación de su ADN para su completa identificación. Más información en el Entregable B1.1 Informe con las especies de algas autóctonas de cada suelo

 

Se calcularon las tasas de crecimiento de las diferentes especies encontrándose dos cepas con aptitud para ser empleadas en el proyecto: Chlorella sorokiniana (aislada de los suelos de la D.O. Uclés) y Oocystis sp. (aislada en los suelos de Losar de la Vera). Tambiés se aisló una Chlorella sp. de los suelos de Ros (Burgos) con similares tasas de crecimiento. Estos datos se recogen en el Entregable B1.2. Informe con las ratios productivas de las algas identificadas en cada zona para unas condiciones de crecimiento estándar

 

- Producción de inóculo de algas edáficas: Se produjo un volumen de inóculo de 45 L que se incorporó al Módulo de Producción de Biomejorador (MPB) para el arranque de su producción en ambas localizaciones.

 

 

B.2 Desarrollo del Prototipo Industrial de Pre-tratamiento de Residuos (Módulo de Pretratamiento de Residuos – MPR)

El diseño de este módulo se adapta al procesado de los residuos generados por las empresas vitivinícolas y láctea, ambos caracterizados por tener un alto grado de fibra, elevado contenido en materia seca, potencial energético y con un volumen de procesado de 40 m3; además de integrar un sistema automatizado que permite el funcionamiento autónomo del módulo. La descripción detallada del diseño del MPR se recoge en el Entregable B2.1. Planos y Presupuesto del Módulo de Pretratamiento de Residuos (MPR)

 

El MPR ha estado operativo tras su puesta a punto en septiembre 2015 en Uclés y en octubre 2016 en Burgos, como se explica en los Entregables B.2.2.a Informe con ensayos de puesta a punto del Módulo de Pretratamiento de los Residuos (MPR). 1ª Fase y B.2.2.b. Informe con ensayos de puesta a punto del Módulo de Pretratamiento de los Residuos (MPR). 2ª Fase

 

 

B.3 Desarrollo del Prototipo Industrial de cultivo de algas: el Módulo de Producción de Biomejorador (MPB)

Este Módulo ha sido realizado a partir del diseño de una patente de la Universidad de Valladolid (UVa) introduciendo diferentes modificaciones para su adaptación al proyecto: optimización de consumos energéticos, sistemas de aireación, iluminación opcional, borboteadores y sistema de floculación. Los planos y presupuesto del MPB se recogen en el Entregable B3.1. Planos y presupuesto del Módulo de Producción de Biomejorador (MPB).

 

En diciembre de 2014 se realizaron pruebas previas al diseño definitivo, y en junio de 2015 este MPB estaba ya muy avanzado. Se finalizó la construcción y las pruebas de puesta a punto de los dispositivos y elementos de control en sus dos emplazamientos Uclés y Burgos, detallado en los entregables B.3.2.a. Informe con ensayos de puesta a punto del Módulo de Producción de Biomejorador (MPB) - 1ª Fase y B3.2.b. Informe con ensayos de puesta a punto del Módulo de Producción de Biomejorador (MPB) - 2ª Fase

 

B.4 Adaptación de las industrias y puesta en funcionamiento del Prototipo Industrial

Para adaptar las instalaciones de las industrias donde se van a localizar los módulos de pretratamiento y de cultivo de biomejorador, en concreto aquellas instalaciones de procesos que generen residuos susceptibles de ser tratados con el módulo de pre-tratamiento y utilizados para el cultivo del biomejorador, se han realizado las siguientes actuaciones:

 

B.4.1 Adaptación de las industrias al Prototipo Industrial

La D.O. Uclés ha coordinado la participación de las diferentes bodegas en el proyecto. Se ha realizado el acopio de 50 toneladas de residuos de vendimia, raspón de uva almacenado mediante ensilado en un silo semi-enterrado para su posterior procesado, así como la adquisición de un residuo de gallinaza para la obtención de la mezcla optimizada para biometanización. Ha sido necesaria la construcción de una solera reforzada para soportar el peso del MPR, operación que tuvo que volver a realizarse en las instalaciones de ROPULPAT en Burgos, incorporando mejoras como un sistema de recogida perimetral de pluviales y lixiviados.

 

Por otra parte, no se ha realizado la captura y conducción de los gases emitidos por la bodega al MPB por cuestiones técnicas y de seguridad. El CO2 empleado en la producción de biomejorador proviene de la combustión de biogás.

 

B.4.2 Puesta en funcionamiento del prototipo en la D.O. Vinos de Uclés

En marzo de 2015, se planificó la implementación del prototipo en bodega, realizándose el traslado e instalación del módulo de producción de biomejorador de algas a finales de agosto.

 

Los procesos de instalación y puesta a punto de los módulos del Prototipo industrial en Bodegas Fontana se recogen con detalle en los Entregables B.2.2.a Informe con ensayos de puesta a punto del Módulo de Pretratamiento de los Residuos (MPR). 1ª Fase y B.3.2.a. Informe con ensayos de puesta a punto del Módulo de Producción de Biomejorador (MPB) - 1ª Fase, y los resultados sobre su funcionamiento en el sector vitivinícola en los Entregables B4.1.a Informe de procesamiento de volúmenes de residuos y gases en el sector vitivinícola. Módulo de Pretratamiento de Residuos (MPR) y B4.1.b Informe de procesamiento de volúmenes de residuos y gases en el sector vitivinícola. Módulo de Producción de Biomejorador (MPB)

 

Ambos módulos estuvieron en pleno funcionamiento en octubre de 2015.

 

En septiembre del mismo año se planificó la aplicación en viñedo, realizándose la última aplicación del biomejorador de suelos en Uclés en mayo de 2016.

 

B.4.3 Puesta en funcionamiento en las instalaciones de la industria lechera

En mayo de 2016 se realizó el traslado, instalación y puesta en marcha del módulo de producción de biomejorador de algas en industria quesera en Burgos.

 

En el emplazamiento de ROPULPAT, los procesos de instalación y puesta a punto de los módulos del Prototipo industrial se recogen con detalle en los Entregables B.2.2.b. Informe con ensayos de puesta a punto del Módulo de Pretratamiento de los Residuos (MPR). 2ª Fase y B3.2.b. Informe con ensayos de puesta a punto del Módulo de Producción de Biomejorador (MPB) - 2ª Fase, módulos que están en pleno funcionamiento desde septiembre de 2016. 

 

Los resultados del funcionamiento de ambos módulos en el sector lácteo se recogen en los Entregables B4.2.a Informe de procesamiento de volúmenes de residuos y gases en el sector lácteo. Módulo de Pretratamiento de Residuos (MPR) y B4.2.b Informe de procesamiento de volúmenes de residuos y gases en el sector lácteo. Módulo de Producción de Biomejorador (MPB)

 

En abril de 2017 se realizó la aplicación del biomejorador en cultivos extensivos del término municipal de Ros (Burgos).

 

   C. Monitorización del

   impacto de las

   acciones del proyecto

C.1 Monitorización del impacto técnico del proyecto

Para calcular la contribución real de los prototipos a la mitigación de los GEI tanto en la fase productiva del biomejorador como una vez aplicado al suelo, se analiza el efecto fertilizante del biomejorador y se evalúa su acción sustitutiva de la fertilización mineral tradicional, para lo que se ha dispuesto de equipos de monitorización avanzados que evalúan el balance de carbono en el sistema suelo-planta, en el suelo, y en la biota microbiana del suelo y se ha relacionado con las variables agroclimáticas de la zona de ensayos a fin de obtener modelos que permitan extrapolar resultados a otras regiones europeas.

 

C.1.1 Monitorización de GEI consumidos en el módulo de producción de algas

Se ha realizado un registro de los GEI consumidos en el MPB mediante medida de los gases en la cúpula, como de la producción de biomasa de algas. Los elementos de control instalados en el MPB permitieron determinar en continuo el volumen de gases introducidos, la cantidad de digestato procesado, la concentración de nutrientes y la biomasa de algas conseguida en cada ciclo productivo. También se ha instalado una estación meteorológica con registro automático de variables climáticas y de humedad del suelo. Todos estos datos permitieron realizar un Balance del Carbono fijado en biomasa de algas y la eficiencia del sistema, datos que se recogen en los Entregables C1.1 a para el funcionamiento en la D.O. Uclés (Cuenca) y C1.1 b para Burgos.

 

C.1.2 Análisis de la huella de carbono en sustitución de la fertilización mineral

El cálculo de la Huella de Carbono según la normativa UNE-ISO 140644-1:2006, se ha realizado al proceso productivo de las bodegas de la D.O. Uclés y a la industria láctea Quesos de Sasamón y su ganadería asociada, localizada en Sotovellanos (Burgos). Los cálculos correspondientes se recogen en el Entregable C1.2. Análisis de la huella de Carbono en sustitución de la fertilización mineral donde se han considerado fuentes y emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) tanto directas como indirectas.

 

C.1.3 Monitorización del carbono fijado en los suelos

Se ha realizado la aplicación del biomejorador de algas en los viñedos de Finca La Estacada (Tarancón, Cuenca) y en los campos de cereal de Ros (Burgos) realizando un seguimiento de su efecto sobre el cultivo y el suelo. Debido a la alta variabilidad que presentan los suelos donde se aplica el biomejorador, especialmente en el viñedo, se ha optado por realizar un mapeo de precisión de dichos suelos mediante la medida georreferenciada de resistividad eléctrica, definiendo previamente los campos de aplicación y dosis así como el establecimiento de parcelas experimentales que permitieran el monitoreo de la aplicación del biomejorador de algas. Dicho monitoreo ha supuesto el seguimiento del cultivo, con empleo de imágenes aéreas en el caso de los cultivos de cereal de Ros (Burgos), la toma de muestra de planta y la cuantificación de su contenido en C y N totales, así como la determinación de aquellos parámetros del suelo más relevantes para este Proyecto, como son los contenidos de Materia Orgánica del Suelo y de nutrientes disponibles. Más información en los Entregables C1.3.a para los viñedos de la D.O. Uclés y C1.3.b para los campos de cultivo de Ros (Burgos).

 

C.2 Monitorización del impacto socio-económico del proyecto

 

C2.1. Evaluación de la viabilidad económica

Se ha hecho una valoración de costes y amortización de la inversión en el Prototipo Industrial, teniendo en cuenta su valor final incluyendo el beneficio empresarial. El análisis de viabilidad económica se ha completado la introducción de un modelo participativo y novedoso de costes compartidos en ambas sectores agroindustriales. El Entregable C2.1 Informe de la evaluación económica-financiera del proceso, ambiental y social de la incorporación de tecnologías sostenibles, muestra dicho balance económico, en el cual se incluye un modelo de financiación participativo entre agricultores y la actividad agroindustrial en ambos sectores: vitícola y lácteo.

 

C2.2. Evaluación del proceso como sumidero de carbono

Los trabajos desarrollados en los Grupos Focales han permitido realizar la evaluación social y ambiental del proyecto como se detalla en el Entregable C.2.2 Análisis multi-criterio en diferentes contextos y escenarios. Extensión de los beneficios a diferentes ámbitos de la UE

 

 

   D.  Aciones de

   comunicación

   y diseminación

 

Presentación del proyecto y de sus resultados

 

Jornadas

 

Simposios y Congresos

 

Actividades divulgativas

 

Eventos específicos de presentación de los resultados del proyecto

   E. Gestión del

   proyecto y

   monitorización del

   progreso del proyecto

 

E.1 Gestión y coordinación del proyecto

 

E.2 Establecimiento de redes

 

E.3 Auditoría

 

E.4 Plan de comunicación Post-LIFE+