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EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO ASOCIADAS AL USO
AGRÍCOLA DE LOS RESIDUOS ORGÁNICOS
Sánchez-Monedero, M.A, Cayuela, M.L., Roig, A.
Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura, CEBAS-CSIC, Campus Universitario de Espinardo, 30100, Murcia
1. Introducción
La agricultura y la gestión de residuos orgánicos son fuentes de emisión de gases de efecto
invernadero (GEI) que representan más del 15 % del total de emisiones a la atmósfera (IPCC,
2007). Una adecuada gestión de estos residuos orgánicos, como por ejemplo su reciclado con
fines agrícolas, permitiría reducir la emisión de los GEI y al mismo tiempo fijar C en los suelos
agrícolas. En este trabajo se resumen las principales actividades desarrolladas por el grupo de
investigación en los últimos años en esta temática. Por un lado, la cuantificación de las emisiones
de GEI generadas durante el compostaje de los residuos orgánicos y tras su aplicación en suelos
agrícolas, así como la capacidad de estas enmiendas para fijar C en el suelo a largo plazo. El
balance global de los gases producidos y del C capturado en el suelo permitirá decidir la mejor
opción para un uso agrícola sostenible de los residuos orgánicos con un menor impacto ambiental,
desde el punto de vista de la emisión de GEI.
PCG (kg equiv CO2 m-2año-1)
2. Emisiones de GEI asociadas al compostaje de residuos orgánicos
El compostaje de residuos orgánicos da lugar a la formación de CO2, CH4 y N2O durante el
proceso. Si bien el CO2 es el gas generado en mayor cantidad, su potencial de calentamiento
global (PCG) no es tenido en cuenta en el proceso de compostaje por su origen biogénico. El CH 4
es un gas generado por la acción de bacterias anaeróbicas, pero sin embargo representa un
importante GEI generado durante el proceso, a pesar de las condiciones aeróbicas predominantes
en las pilas. Durante las fases iniciales del compostaje, caracterizadas por una gran actividad
microbiana y altas temperaturas, es posible la creación temporal de zonas con condiciones
anaeróbicas donde se genera el CH4
(Sánchez-Monedero y col. 2010). El N2O
300
puede ser generado por la acción de
CO2 biogénico
bacterias nitrificantes y desnitrificantes. En
CH4
250
el caso de las pilas de compostaje, la mayor
N 2O
parte del N2O es generado durante la
200
nitrificación, (Sánchez-Monedero y col.
2010) especialmente en materiales muy
150
ricos en N amoniacal o fácilmente
100
disponible para los microorganismos
(estiércoles o urea). Por tanto, la emisión de
50
CH4 y N2O estarán afectadas por variables
tales como el tipo de residuos orgánicos, su
0
composición química (fuentes fácilmente
Año 2
Año 3
Año 4
Año 1
disponibles de C y N), sus propiedades
físicas
(estructura,
espacio
poroso,
Fig 1. Potencial de calentamiento global (PCG) por
compactación, etc) y el manejo de las pilas
campaña calculado como la suma de Kg de CO2, N2O y
CH4 (expresado como equivalentes de CO2) emitidos por
(humedad y volteos). En el caso de
unidad de superficie de las pilas de compostaje (adaptado
materiales de naturaleza lignocelulósica
de Sánchez-Monedero y col. 2011).
con una baja densidad aparente, tales
como paja y algodón, un adecuado manejo de las pilas consigue reducir las emisiones a niveles
de CH4 indetectables y de N2O por debajo de 0.1% del N inicial (Cayuela y col. 2012). En la Figura
1 se muestra un ejemplo de la disminución de los GEI emitidos durante el compostaje de alperujo
en cuatro campañas consecutivas como consecuencia de la mejora del manejo de las pilas.
3. Emisiones de GEI asociadas al uso de enmiendas orgánicas
Se estima que la fertilización nitrogenada en suelos agrícolas es responsable de cerca del 70% de
las emisiones de oxido nitroso (N2O) a nivel mundial (Mondini y col. 2007). Al igual que durante el
compostaje, en el suelo el N2O se genera fundamentalmente a través de dos procesos
microbianos (nitrificación y desnitrificación). Tanto las características del suelo (textura, pH,
materia orgánica) como el tipo de fertilizante utilizado (sea mineral u orgánico) influyen
decisivamente en la emisión de N2O (Mondini y col. 2007, Cayuela y col. 2010a). Por otro lado, el
suelo también puede actuar como sumidero de N2O bien de forma natural o tras la aplicación de
las enmiendas adecuadas. Por ejemplo estudios recientes han demostrado que la aplicación de
biochar (subproducto de la pirolisis de biomasa) puede disminuir significativamente las emisiones
de N2O en suelos agrícolas (Cayuela y col. 2010b), aunque los mecanismos aun no están del todo
claros. En una reciente colaboración con el Prof. Lehmann de la Universidad de Cornell (USA) se
ha realizado un estudio con quince suelos de distintas áreas geográficas en el que se ha
observado la reducción de la emisión de N2O producido mediante desnitrificación de forma
consistente tras la aplicación de biochar.
4. Secuestro de C en suelos agrícolas
El secuestro de C en suelos agrícolas ha sido propuesto como mecanismo para reducir la
cantidad de CO2 en la atmósfera. La fijación de C en el suelo a largo plazo mediante la aplicación
de materiales ricos en C (residuos, composts, biochar, etc) representa una estrategia válida
cuando además se consigue una mejora en la calidad y fertilidad del suelo (Mondini y col. 2008).
Tanto la diferente estructura y composición química de los residuos (Mondini y col., 2007; Cayuela
y col., 2010b) como el tratamiento de estabilización a que son sometidos (compostaje, digestión
anaerobia, pirólisis, etc) son factores determinantes para la persistencia del C en el suelo. El
biochar y el alperujo representan claros ejemplos de la influencia de las propiedades químicas en
la inmovilización de C en el suelo (Sánchez-Monedero y col. 2008; Cayuela y col. 2010b).
Referencias
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Mondini, C., Sánchez-Monedero, M.A., Cayuela, M.L., y Stentiford, E.I. 2008. Soils and waste management:
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