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Proyectos

Uso de ceniza de biomasa forestal como fertilizante en etapa de vivero

Tipo de Proyecto
INIA
Estado
Cerrado
Fecha de inicio
Fecha fin
Sistemas de producción
Forestal
Líder de Proyecto
HIRIGOYEN DOMINGUEZ ANDRES EDUARDO-

Contacto

Resumen ejecutivo
La plantación de especies forestales se desarrolla predominantemente en sitios con baja fertilidad natural lo cual, junto con la intensificación de las rotaciones, pueden reducir la productividad futura si no se aplican medidas de gestión en la fertilidad del suelo. El mayor consumo de fertilizantes ha conducido a un aumento de los costos de la adquisición y aplicación, lo que ha motivado la búsqueda de medios alternativos de fertilidad del suelo, a fin de reducir los costos de producción (Maeda et al., 2007). Debido a sus características químicas, las cenizas generadas en las calderas por la combustión de biomasa forestal, han despertado interés como potencial fuente de nutrientes a bajo costo. Sus propiedades físicas y químicas permiten su uso como fertilizante para los árboles, con mejoras en las condiciones físicas y químicas del suelo (Maeda et al., 2007a, 2007b). Este efecto es resultado de su composición y de la lenta solubilización de macro y micronutrientes resistentes a la incineración, pudiendo ser comparada, según Nolasco et al. (1999), con un fertilizante NPK de relación 1:3:7 más Ca, Mg y micronutrientes. Consecuentemente con la creciente utilización de combustibles forestales para la producción de energía, la cantidad de cenizas generada como residuo de este proceso es cada vez mayor. Alrededor de 3% (en peso) del combustible queda como cenizas después de una combustión completa (Pitman 2006). El principal problema es la eliminación de este residuo, lo cual representa un potencial daño ambiental en las zonas de influencia de estas empresas. El reciclaje de las cenizas de madera en los sitios forestales puede representar un camino para cerrar el ciclo de nutrientes, contrarrestar los efectos de la acidificación del suelo y solucionar el manejo ambiental de este residuo. Las propiedades químicas y físicas de la ceniza pueden variar considerablemente dependiendo de múltiples factores, como por ejemplo, la especie utilizada, la porción de biomasa incinerada, la ubicación geográfica (lugar de recolección) y los parámetros del proceso industrial (temperatura y duración de combustión), así como de las condiciones de almacenamiento antes de su aplicación. La caracterización química de la ceniza se vuelve entonces indispensable para su correcto uso. La estimación de la reactividad de los componentes de las cenizas en contacto con el suelo, debe estar basada en mediciones apropiadas, asegurando la correcta dosificación y aplicación (Campbell, 1990; Khanna et al., 1994) Las cenizas presentan concentraciones variables de: calcio, potasio, magnesio, silicio, aluminio, fósforo, sodio, manganeso y azufre. Dentro de los elementos traza se ubican el hierro, zinc, arsénico, níquel, cromo, plomo, mercurio, cobre, boro, molibdeno, vanadio, bario, cadmio y plata (Steenari et al. 1999 citado por Knapp y Insam, 2011). Según Campbell (1990), los siguientes intervalos de concentración pueden ser considerados regulares: carbono 5-30%, de calcio 7-33%, potasio 3-4%, magnesio 1-2%, manganeso 0,3 a 1,3%, fósforo 0,3-1,4%, y sodio 0,2-0,5% y los elementos traza en niveles de partes por millón. Durante el proceso de combustión, los compuestos orgánicas se gasifican y los inorgánicos permanecen como sales (CaO, K2CO3, MgO, etc), formando la ceniza. (MahmoudkhanI et al. 2007). Así, el carbono se oxida y el nitrógeno es emitido en forma de compuestos gaseosos, mientras que algunos elementos son parcial o completamente volatilizados durante la combustión, otros se mantienen en concentraciones similares a las presentes en el material vegetal de origen. Las cantidades de K, S, B, Na y Cu tienden a disminuir con la temperatura de combustión, mientras las cantidades de Mg, P, Mn, Al, Fe, Si, Ca no se ven afectadas por la temperatura (Misra et al., 1993; Omil, 2007). Sin embargo, estos efectos dependen de las especies de árboles incinerados (Pitman 2006). Según Misra et al. (1993), a temperaturas de 1300ºC hay una reducción del peso de la ceniza entre 23 y 48%, relacionada con la descomposición del carbonato de calcio, del carbonato potásico y del sulfato potásico. Pitman (2006) recomienda un rango óptimo de temperatura entre los 500 - 900ºC para maximizar la disponibilidad de nutrientes y mantener baja la concentración de metales pesados. La cantidad de N en las cenizas es generalmente baja, sobretodo si la combustión es casi completa. La adición de cenizas en los suelos puede afectar los procesos de mineralización de N en forma significativa por el aumento de la actividad microbiana y cambiar la naturaleza de las mismas (Montagnini y Buschbacher 1989 citados por Khanna et al.,1994). El uso de cantidades excesivas puede provocar daños en el suelo donde se realiza su aplicación por los cambios en las relaciones entre los nutrientes (Maeda et al., 2007a). El aumento significativo de los niveles de algunos nutrientes, puede causar inhibición o el antagonismo con otros, por ejemplo, con Zn, Cu y Mn. Con respecto al P, Maeda et al. (2007a) encontraron efecto entre los mayores niveles aportados por las cenizas y desequilibrios en la absorción de zinc, además de posibles interferencias en la funcionalidad del sistema de micorrizas.
Equipo técnico INIA

LEONIDAS CARRASCO
ANDRES HIRIGOYEN
JOSE RESQUIN

Instituciones participantes

Azucarlito S.A.
Fenirol S.A.