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LA RECIRCULACIÓN DE LIXIVIADOS EN CULTIVOS SIN SUELO.

SESIÓN 3. ¿CUÁL ES EL FUTURO DEESTAS TÉCNICAS?

a) Experiencia del sistema CLEANLEACHb) Viabilidad de la implementación de técnicas

de aprovechamiento de lixiviados

Rafaela Cáceres, rafaela.caceres@irta.cat

Jornada de FormaciónVillava (Navarra) 18 diciembre de 2019

a) La experiencia del sistema CLEANLEACH®

R. Cáceres, A. Puerta, L. Narváez, M. Guivernau, M. Viñas; O.Marfàrafaela.caceres@irta.cat

www.cleanleach.eu

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Sistema CLEANLEACH®: una propuesta para mejorar lagestión del agua y de los fertilizantes en los viveros.

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Recursos:

• Agua

• Fertilizantes (con agua de riego o incorporados en el sustrato)

• Sustratos

Efluentes (residuos):

• Aguas sobrantes del riego y de la lluvia (lixiviados, escorrentía) – Es unpotencial Input.

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En los viveros:

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A) Se debe de incrementar la eficiencia en el uso del agua y de losfertilizantes (y su origen).o Ajuste de la dosis de agua (inclusión de dispositivos de

control del riego)o Ajuste de la dosis de fertilizantes (diagnosis del estado

nutricional de los sustratos). Uso de fertilizantes alternativos alos productos de síntesis.

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0 50 100 150

NO

3- (m

eq L

-1)

NS M-CS M-CD M-CDP M-CON

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K+(m

eq L

-1)

Dies

RETOS, A NIVEL DE LOS VIVEROS:

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B) Substitución de los sustratos de cultivo habituales:

– Turba (origen natural)– Fibra de coco (subproducto).

Por subproductos orgánicos estables (compostsde alta calidad)

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C) Sistemas normalmente“abiertos”:• Sin recirculación de lixiviados (se descarta el agua y los fertilizantes)

Los lixiviados con altas concentraciones de nitratos y de P.

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Composición mediapH 6.6CE (dS m-1) 1.6mg N-NO3

- L-1 125mg N-NO2

- L-1 1.0mg N-NH4

+ L-1 16.4mg PT L-1 14.0mg K+L-1 109mg DQO L-1 13.6

Composición media de los lixiviados

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Si no se recuperan y/o tratan: incrementamos el problema de lacontaminación por nitratos de los acuíferos. (debida a las actividades agrícolas/ganaderas oindustriales):

Designación de zonas vulnerables en Europa

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EL REPTE DE RECUPERAR I TRACTAR ELS LIXIVIATS: EL SISTEMA CLEANLEACH®

Distribución de zones vulnerables por contaminación de nitratosen Catalunya y distribución de los viveros

Distribución de zones vulnerables por contaminación de nitratosen Catalunya y distribución de los viveros

DOGC 6804 05.02.2015 10

EL REPTE DE RECUPERAR I TRACTAR ELS LIXIVIATS: EL SISTEMA CLEANLEACH®

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Localización de los viveros en CatalunyaLocalización de los viveros en Catalunya

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Cultivo en contendor ----->recogida de los lixiviados +agua de escorrentía. Aprovechamiento (agua y fertilizantes) y/o depuraciónempleando tecnologías “blandas”

Objetivo: Incrementar la sostenibilidad de los viveros de producción deplantas en contenedor.

Aportación del proyecto/sistema CLEANLEACH:

Afronta el reto de la recogida, filtraje, reutilización ydepuración de los lixiviados “in situ”

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CLEANLEACH:

Proyecto y combinación de tecnologías

“Tractamiento de lixiviados de los viveros mediante lacombinación de un sistema de filtración lenta con un sistemade depuración de humedales artificiales”

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SOLUCIÓN NUTRITIVA/RIEGO

FILTRO DE ARENA HORIZONTAL

DEPÓSITO DE LIXIVIADOS

DEPÓSITO DE FUENTE CARBONADA

DEPÓSITO DE AGUA DEPURADA

AGUA DE RIEGO

INYECTORESFERTILIZANTES

HUMEDAL ARTIFICIAL12

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Malla hors-sol

Plástico

Sorra Grava

Lámina deprotección Tubería

perforada parala recolección

de los lixiviados

Terreno0.15 m

Este perfil: 0.5%

Estructura del filtro de arena lento horizontal

Longitudinal: 0.2%

Pendientes :

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Humedales artificiales:

Sistemas de depuración constituidos por canales poco profundos plantados convegetales propios de les zonas húmedas, en los que se llevan a término procesos dedescontaminación (interacción agua/sustrato sólido/microorganismos/vegetación)

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Plantas piloto en Cabrils (Maresme): filtro de arena y humedalesartificiales

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Tipo de proyecto:

Proyectos innovadores focalizados en el desarrollo sostenible. Reducción del impacto ambiental en la actividad productivaEj:eficiencia en el uso de los recursos (materias primeras,energía) Diversidad de sectores Promover la implementación de las que propone cadaproyecto

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Dar a conocer y comercializar la tecnología para incrementar lasostenibilidad de los viveros

Desarrollar variaciones del Sistema para hacerlo más eficiente,sostenible y controlarlo adecuadamente.

Replicar el sistema en el mercado

Ampliar la idea a nuevos campos de aplicación más allá de los viverosde planta en contenedor.

Aglutinar PIMEs de diferentes sectores para comercializar latecnología.

Objetivos:

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Arquitectura vegetalhttp://www.buresinnova.com/

Bioingenieria y paisajehttp://www.naturalea.eu/

Bioingenieria y paisajehttp://salixrw.com//

Recercahttp://www.irta.cat

Participantes: Centro de investigación y PIMEs

Equipo multidisciplinar:O. Marfà, A. Puerta,A.Antón, M. Viñas,M. Guivernau, F. Prenafeta,R. Cáceres

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• Mejora de las plantas piloto del IRTA (Cabrils, Barcelona) i Estudiode prestaciones del sistema. (IRTA)

• Utilizar subproductos como fuente carbonada en los humedales

• Uso de la biomasa generada en los humedales como sustrato(una vez compostada)

• Uso de residuos de demolición como medio de soporte en loshumedales. Eliminación de P.

•Estudio de las comunidades microbianas desnitrificantes(humedales)/emisiones efecto invernadero.

• Estudiar el efecto del filtro de arena sobre la retención depropágulos de fitopatógenos (recirculación)

• Construir réplicas del sistema a escala real (2 viveros: Catalunya yReino Unido). Monitorizar su eficacia. NATURALEA y SALIX.

• Extensión de la tecnología a otros campos de aplicación(BURESINNOVA)

• Evaluar ambientalmente el Sistema (Análisis de Ciclo de Vida)

Actividades:

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NO3- NO3

-

Humedales artificiales: eliminación de nitratos

Desnitrificación: NO3- + Carbono orgánico (COD) N2 (g)

Objetivo principal de los humedales: Acetato sódico ometanol

Medio granular(grava)

Cortes periódicosde la biomasa

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Fuente decarbono

alternativa aproductos de

síntesis

• Uso y dosificación de una fuente carbonadaque es un subproducto (efluente de la indústriacervecera).

Mejora 1: Fuente carbonada alternativa aproductos de síntesis

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Eliminación de nitratos mediante desnitrificación biològica enhumedales artificiales de flujo subsuperficial horizontal

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Mejora 2. Substitución de gravas por residuos dedemolición

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compostaje

Mejora 3. Uso de la biomasa generadaen los humedales

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SOLUCIÓN NUTRITIVA/RIEGO

FILTRO DE ARENA HORIZONTAL

DEPÓSITO DE LIXIVIADOS

DEPÓSITO DE FUENTE CARBONADA

DEPÓSITO DE AGUA DEPURADA

AGUA DE RIEGO

INYECTORES FERTILIZANTES

HUMEDAL ARTIFICIAL12

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PROYECTO DE DEMOSTRACIÓN MÁS RECIENTE:

Estrategias para la eliminación de nitratos en humedales construidos:Tratamiento de los lixiviados generados en viverors empleando una fuentecarbonada sólida

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Evidencias: Planta a escala real (Vivers Sala Graupera)

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Evidencias: artículos de difusión y científicos:

• Cáceres, R., Pol, E., Narváez, L., Puerta, A., Marfà, O. 2017. Web app for real-time monitoring of the performance of constructed wetlands treating horticulturalleachates. Agricultural Water Management 183:177-185.

• Prenafeta-Boldú, F., Trillas, I., Viñas, M., Guivernau, M., Cáceres, R., Marfà, O.2017. Effectiveness of full-scale horizontal slow sand filter for controllingphytopathogens in recirculating hydroponics: from microbial isolation to fullmicrobiome assessment. Science of Total Environment 599-600:780-788.

• Marfà, O., Narváez L., Antón, A., Puerta, A., Cáceres, R. Circular economyreaches the sectors of the nurseries and the Green Architecture I. 81, 45-51.

• Cáceres, R., Narváez, L., Antón, A., Puerta, A., Marfà, O. 2016. Circulareconomy reaches the sectors of the nurseries and the Green architecture II.Flormarket Global 82, 46-51.

• Viñas, M., Cáceres, R., Puerta, A., Guivernau, M., Prenafeta, F. The use ofbrewery effluents as carbon source in constructed wetlands for treating horticulturalleachates. En preparación:

– The use of construction waste as a substrate for constructed wetlands for treatinghorticultural leachates.

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• Plantas piloto en el IRTA (Centro de Cabrils, Maresme).• Réplica a escala real en Vivers Sala Graupera (Sant Andreu de

Llavaneres, Maresme) que se puede visitar (contactar con R. Cáceres)• www.cleanleach.eu. Incluye material audiovisual diverso. También

información específica del proyecto demostrativo.

Difusión

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LA RECIRCULACIÓN DE LIXIVIADOS EN CULTIVOS SIN SUELO.

SESIÓN 3. ¿CUÁL ES EL FUTURO DEESTAS TÉCNICAS?

b) Viabilidad de la implementación de técnicas deaprovechamiento de lixiviados

Rafaela Cáceres, rafaela.caceres@irta.cat

Jornada de FormaciónVillava (Navarra) 18 diciembre de 2019

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Técnicas de aprovechamiento de lixiviados.Posibilidades:

Recogida de lixiviados y filtración para:– Recirculación de la SN– Depuración– Recirculación y/o depuración

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Aspectos a contemplar para la implementación

• Actuaciones de formación• Actuaciones demostrativas en fincas de la zona

(condiciones agroclimáticas/agua) para abordar:– Aspectos agronómicos: afectación sobre la

productividad, calidad, composición agua de riego,SN, lixiviados, reconstitución de lixiviados

– Aspectos sanitarios– Aspectos técnicos: definición de los elementos

necesarios en cada caso.– Aspectos económicos (estudio de viabilidad

económica)

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Algunas necesidades técnicas futuras para hacer más viable eluso de sistemas de recirculación y depuración

RECIRCULACIÓN• Corrección de la SN (SN reconstituida) con los iones

estrictamente necesarios– Sensores on line de la concentración iónica– Algoritmos-autómata

DEPURACIÓN• Optar por soluciones NBs

– Control on line de humedales (con sensores baratos)respecto la eficiencia de la eliminación de nutrientes.

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Como lo vemos?

• Tipos de dificultades– Técnicas– Sanitarias– Económicas– Formativas– …

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