Tecnosuelos Suelos a la carta F. Macías Departamento de Edafología y Química Agrícola Universidad de Santiago de Compostela
miércoles, 22 abril 2009
1er Problema:
¿ES EFICAZ LA ACTUAL GESTION DE RESIDUOS? • ¿Es lógico gestionar residuos enviando los gases de efecto invernadero a la atmósfera (CO2, CO, CH4, NOx, N2, H2O), en el contexto de un posible forzamiento climático?
• ¿Es lógico enviar el N a la atmósfera con lo que ha costado introducirlo en los sistemas bióticos?
• ¿Es lógico gastar tanta energía en la gestión de los residuos? • ¿Es lógico dejar todos los residuos finales en lugares puntuales y generalmente próximos a los núcleos urbanos?
¿No habría que plantearse que lo que ha salido del ciclo geoquímico superficial vuelva él? F. Macías miércoles, 22 abril 2009
2º Problema TENEMOS MUCHOS ESPACIOS DONDE EL SUELO SE HA ELIMINADO, ESTÁ DEGRADADO O SE HA CONTAMINADO
¿No sería lógico plantearse la regeneración de estas zonas? F. Macías miércoles, 22 abril 2009
3er Problema
HEMOS PERDIDO GRAN PARTE DEL SUMIDERO DE CARBONO EDÁFICO POR PROCESOS DE EROSIÓN Y USO INADECUADO DEL SUELO.
¿No habría que intentar recuperar al menos la
capacidad de sumidero natural y, si es posible, incrementarla?
F. Macías miércoles, 22 abril 2009
Buscando soluciones
Utilizar los residuos para añadir materia orgánica al suelo técnica win-win
miércoles, 22 abril 2009
• Las culturas antiguas basaban el mantenimiento de la fertilidad de los suelos en la adición repetida de residuos e inorgánicos Terra Preta do Indio
Plaggen soils
Anthrosols (FAO, 1998)
• En ciertos casos los suelos así obtenidos tienen mayor fertilidad y productividad que los naturales de su entorno miércoles, 22 abril 2009
Buscando soluciones
Utilizar los residuos para añadir materia orgánica al suelo técnica win-win Pero, ¡la materia orgánica es inestable en el suelo !
miércoles, 22 abril 2009
Protección Física
Mecanismos de Estabilización Interacciones Organominerales
Recalcitrancia Molecular F. Macías
miércoles, 22 abril 2009
Los mecanismos de estabilización de la materia orgánica en el suelo varían con el tipo de edafogénesis y las condiciones del sistema.
1 Condiciones edafoclimáticas: • Temperatura y humedad (microorganismos). • Tipo de suelo, pH, Eh, textura, mineralogía ... 2 Productividad biológica de las plantas. 3 Usos del suelo. La materia orgánica es inestable en condiciones superficiales. Los principales agentes de mineralización son:
El oxígeno y otras sustancias oxidantes
miércoles, 22 abril 2009
miĂŠrcoles, 22 abril 2009
Los mecanismos de estabilización de la materia orgánica en el suelo varían con el tipo de edafogénesis y las condiciones del sistema. 1 Condiciones edafoclimáticas: • Temperatura y humedad (microorganismos). • Tipo de suelo, pH, Eh, textura, mineralogía ... 2 Productividad biológica de las plantas. 3 Usos del suelo. La materia orgánica es inestable en condiciones superficiales. Los principales agentes de mineralización son:
El oxígeno y otras sustancias oxidantes
La actividad biológica, en especial el metabolismo microbiano
La temperatura
La radiación ultravioleta
miércoles, 22 abril 2009
Es importante realizar el compostaje de los residuos antes de añadírselos a los suelos. Es necesario realizar adecuadamente el compostaje para obtener una materia orgánica de calidad.
separación y selección previa de los residuos
proceso adecuado de compostaje
tratamientos de descontaminación (metales pesados)
tratamientos sanitarios para combatir los gérmenes patógenos
miércoles, 22 abril 2009
¿Y SI APRENDEMOS DE LOS SUELOS QUE HAN CONSERVADO SU MATERIA ORGÁNICA DURANTE CICLOS LARGOS? En Galicia hay suelos con materia orgánica con edades medias entre 1.000 y 4.000 años, pero se han medido valores superiores a 8.000 en suelos superficiales y más de 10.000 en suelos policíclicos enterrados. Pero la materia orgánica puede persistir de siglos a varios milenios en suelos dependiendo de los mecanismos de estabilización.
F. Macías miércoles, 22 abril 2009
Humatos-Na
Mull-CaCO3
Mull-vértico
Mull-éutrico
Mull-Fe
Mull-ándico
Mull-Al
Moder
Mor
Turba ácida
TIPOS DE MO EN UN GRADIENTE DE VALORES DE pH
pH
turba Galicia
umbrisol Galicia
andosol Chile
ferralsol Brasil
vertisol Andalucía
chernozem Ucrania
F. Macías miércoles, 22 abril 2009
complejos organo-férricos frío distrofia acidez
complejos organo-alumínicos amorfos (alofanos, imogolita) elevada humedad en microagregados
complejos organo-alumínicos distrofia acidez toxicidad por Al
protección por parte de las esmectitas
complejos organo-cálcicos protección física en agregados (Kastanozems, etc.)
Humatos-Na
Mull-CaCO3
Mull-vértico
Mull-éutrico
Mull-Fe
Mull-ándico
Mull-Al
Moder
Mor
Turba
MECANISMOS DE ESTABILIZACIÓN
alcalinidad
MO de vegetación con abundancia de C recalcitrante (aceites, ceras) Protección física de los carbonatos Fosilización Epigenia
F. Macías miércoles, 22 abril 2009
Factores de estabilización de la materia orgánica 1 Enlaces de tipo químico Atracción electrostática Puentes de H Reacciones de intercambio y/o adsorción
2 Insolubilización y secuestro 3 Inclusión de los componentes orgánicos dentro de los microagregados del suelo 4 Recalcitrancia intrinseca. “Black carbon” F. Macías miércoles, 22 abril 2009
Lodo aerobio residuos oxid/red
Lodo anaerobio
Purín
Alpechín
residuos orgánicos
miércoles, 22 abril 2009
+
Residuos adsorbentes
Residuos con Ca
Acondicionadores
Materiales Fermentables
Materiales formadores de tecnosuelos
Definición de Tecnosuelo • Mezcla sólida de materiales naturales o sintéticos, minerales u orgánicos que, colocado en superficie, permite la rápida integración de los componentes residuales antropogeomórficos en los ciclos biogeoquímicos así como el cumplimiento de las funciones ambientales y productivas del suelo, mejorando la situación ambiental precedente. (Macías, 2004; 2007).
miércoles, 22 abril 2009
Los Tecnosoles deben cumplir Todas las funciones ecológicas de los suelos 1) Producir alimentos y fibras 2) Almacenar, filtrar y transformar agua y substancias 3) Ser un medio de vida y una reserva genética 4) Servir de sustrato a las actividades humanas Además, estas características deben ser adecuadas a las condiciones del área de utilización mejorando las condiciones existentes. miércoles, 22 abril 2009
Los Tecnosoles deben tener 1) Propiedades físicas adecuadas. textura, porosidad, capacidad de retención de agua, estructura (porosa con formación de agregados estables).
2) Composición mineralógica y propiedades biogeoquímicas adecuadas. -Neutralizar procesos contaminantes por sus características ácido-base. -Capacidad reductora/oxidante en función del tipo de problema. -Tener capacidad complejante. -Presentar superficies reactivas capaces de realizar reacciones de adsorción de - aniones/cationes.
3) Capacidad de estabilización del carbono. 4) Proporcionar adecuada vida. 5) Ausencia de ecotoxicología. 6) Capacidad de evolucionar por procesos edáficos. miércoles, 22 abril 2009
Objectivos de los Tecnosoles ● Estabilizar Carbono orgánico lábil. ● Inmovilizar metales pesados y/o aniones tóxicos. ● Equilibrar los nutrientes en un medio degradado.
Los Tecnosoles pueden elaborarse a la “carta”
miércoles, 22 abril 2009
Estrategia Europea de Protección del Suelo • Mas de 1000 millones de tn/año de materia orgánica exógena en Europa. • Reciclar materia orgánica en el suelo contribuye a:
Aumentar la MO del suelo.
Reducir la erosión.
Contribuir al secuestro de carbono.
Contribuir a optimizar la gestión de los residuos.
• Los materiales orgánicos han de ser tratados para
aportar materia orgánica humificada y por tanto de más lenta mineralización que los materiales orgánicos frescos. miércoles, 22 abril 2009
Instrucción técnica de residuos ITR/01/08, de 8 de enero de 2008, de la Dirección Xeral de Calidade e Avaliación Ambiental, referente a la elaboración de suelos (Tecnosoles) derivados de residuos. Publicada en el DOG de 25 de enero de 2008
miércoles, 22 abril 2009
CRITERIOS Y PROCEDIMIENTOS DE ADMISIÓN DE RESIDUOS PARA LA FABRICACIÓN DE TECNOSOLES DERIVADOS DE RESIDUOS
Tecnosuelo: Producto que se formula a partir de residuos que se combinan de un modo adecuado para servir de substrato vegetal y permitir la recuperación de ambientes degradados. miércoles, 22 abril 2009
CONDICIONES QUE DEBE CUMPLIR EL TECNOSUELO
- Ausencia de organismos pat贸genos. - Ausencia de compuestos t贸xicos. - Ausencia de olores.
mi茅rcoles, 22 abril 2009
Material de partida: Anexo I. - Residuos de minas y canteras. - Residuos de la agricultura. - Residuos de la transformación de la madera. - Residuos de las industrias del cuero, piel y textil. - Residuos de procesos químicos orgánicos e inorgánicos. - Residuos de procesos térmicos. - Residuos de la construcción y demolición. - Residuos municipales. miércoles, 22 abril 2009
Material de partida. Anexo I. Cerca de 140 tipos de residuos no peligrosos. Códig o LER
Norm a
*
Descripción
1
RESIDUOS DE LA PROSPECCIÓN, EXTRACCIÓN DE MINAS Y CANTERAS Y TRATAMIENTOS FÍSICOS Y QUÍMICOS DE MINERALES
101
RESIDUOS DE LA EXTRACCIÓN DE MINERALES
10101
1
Residuos de la extracción de minerales metálicos
10102
1
Residuos de la extracción de minerales no metálicos
103
RESIDUOS DE LA TRANSFORMACIÓN FÍSICA Y QUÍMICA DE MINERALES METÁLICOS
10306
1, 4
Estériles distintos de los mencionados en los códigos LER 010304 y 010305 y que no contengan sustancias peligrosas
10308
1, 4
Residuos de polvo y arena distintos de los mencionados en el código LER 010307 y que no contengan sustancias peligrosas
10309
1, 4
Lodos rojos de la producción de alumina distintos de los mencionados en el código LER 010307 y que no contengan sustancias peligrosas
104 10408
RESIDUOS DE LA TRANSFORMACIÓN FÍSICA Y QUÍMICA DE MINERALES NO METÁLICOS 1, 4
10409
Residuos de grava y rocas trituradas distintos de los mencionados en el código LER 010407 y que no contengan sustancias peligrosas Residuos de arena y arcillas
10410
1, 4
Residuos de polvo y arenilla distintos de los mencionados en el código LER 010407 y que no contengan sustancias peligrosas
10411
1, 4
Residuos de la transformación de potasa y sal gema distintos de los mencionados en el código 010407 y que no contengan sustancias peligrosas
10412 1, 4 miércoles, 22 abril 2009
Estériles y otros residuos del lavado y limpieza de minerales, distintos de los mencionados en los códigos LER 010407 y 010411 y que no contengan sustancias peligrosas
Material de partida. Anexo I. -Cerca de 140 tipos de residuos no peligrosos. -Diferente grado de control de los residuos de partida: - Norma 1: Control de metales y otros lementos traza. - Norma 2: Cumplir Decreto de fertilizantes y normas sanitarias aplicadas a los subproductos animales no destinados al consumo humano. -Norma 3. Que no sean fibras sintéticas. -Norma 4. Control en contaminantes orgánicos. -Norma 5. Control de higienización. miércoles, 22 abril 2009