El Proyecto

WasteReuse se centra en dos problemas medioambientales significativos:

  • la eliminación descontrolada de residuos agrícolas (residuos de almazaras, residuos del sector vinícola, etc.), así como su utilización incontrolada para la fertilización de tierras y cultivos.
  • la utilización excesiva de nutrientes y recursos naturales (agua, minerales fosfóricos empleados para la producción de fertilizantes) y el potencial para incrementar el reciclado de nutrientes y de agua con una utilización sostenible de los residuos agrícolas tratados (o potencialmente no tratados)

y está dirigido a:

  • incrementar el reciclado de nutrientes y del agua con una utilización sostenible de los residuos agrícolas tratados (o potencialmente no tratados), e
  • incorporar las tecnologías ya desarrolladas en nuevas metodologías integradas para un reciclado sostenible del agua y de los nutrientes en los residuos agrícolas, teniendo en cuenta:
    • las necesidades de insumo de los principales cultivos que necesitan agua en los países mediterráneos
    • los parámetros de calidad del suelo que permiten el uso de este tipo de residuos, y
    • el conocimiento acumulado en relación con la utilización sostenible de los residuos agrícolas en la producción de cultivos a nivel europeo y mundial.

Hoy en día, el interés general gira en torno a la producción de bienes agrícolas con unas características de alta calidad y seguridad, así como a la protección medioambiental. En los países desarrollados existe una gran necesidad de incrementar la calidad y no tanto la cantidad de los productos, debido a una exigencia por ahorrar agua y reducir los excedentes de alimentos, así como a una creciente demanda de la aplicación de prácticas firmes de conservación y respeto por el medioambiente, y el hecho de que el mercado hortofrutícula ya no está sujeto a las necesidades de los consumidores, sino a sus preferencias.

Los sistemas de agricultura intensiva a menudo emplean excesivas cantidades de agua y fertilizantes, mientras que los sistemas de riego se utilizan para introducir los nutrientes inmediatamente después del trasplante a fin de que las plantas crezcan fuertes y sanas. Esto provoca una utilización excesiva (entre un 20% y un 30%) de fertilizantes y prácticamente duplica la cantidad de agua que necesitan los cultivos. Además de un alto coste de producción y de una baja competitividad del producto, estas prácticas generan problemas medioambientales significativos como por ejemplo un consumo hídrico inútil, un mayor riesgo de desertificación provocado por una mayor salinidad del suelo, una degradación y contaminación del suelo, una contaminación del agua a causa de la lixivización por exceso de nutrientes y una pérdida de biodiversidad del suelo. La mayor parte de estos problemas se han detectado en el sur de Europa, donde un porcentaje significativo de las tierras cultivadas sufren el fenómeno de la desertificación a causa de la agricultura intensiva, las condiciones climáticas específicas, los incendios forestales y la escasez de agua.

La utilización de sistemas con un menor impacto y la adopción de tecnologías específicas y/o innovadoras que eviten un excesivo consumo de los recursos y permitan mantener unos niveles de producción constantes que satisfagan las necesidades del mercado, podrían favorecer el desarrollo económico local y regional así como la protección y mejora del medioambiente.

Producción de hortalizas, cereales y plantas ornamentales en Europa

La agricultura se mantiene como un importante sector económico en los países mediterráneos. La producción total de frutas y hortalizas en la Europa de los 15 es de aproximadamente 115 millones de toneladas, lo que la sitúa como tercer productor mundial tras Asia (700 millones de toneladas) y Latinoamérica y el Caribe (127 millones de toneladas). Dentro de Europa, el principal productor de frutas es España (32.3 %), seguido de Italia (30.4 %), Francia (13.3 %) y Grecia (9.7%). Con respecto a las hortalizas, el principal productor es Italia (23.9 %), seguido de España (20.9 %) y Francia (14.6%). En términos de producción de cereales, España e Italia están entre los cinco productores más importantes de Europa (Francia, Alemania, Reino Unido, España e Italia). La FAO afirma que el  44.5% de la superficie agrícola de España se destina a la producción de cereales (FAO 2000). Además, la UE es el principal productor mundial de flores y plantas ornamentales (44% de la producción global), ocupando Italia el segundo puesto (15% del total de la producción de la UE) tras los Países Bajos (32%).

Residuos agrícolas

En un sentido estricto, el concepto de residuo agrícola se refiere a los restos de poda y cultivo. Estos materiales se caracterizan por su alta variabilidad en contenido de agua (dependiendo de la evolución del cultivo y de la estacionalidad de la cosecha), alto contenido en materia orgánica, fracción mineral cambiante y alta relación C/N, que depende de la composición y naturaleza del residuo. La biodegradabilidad de dichos residuos depende de su contenido relativo en compuestos fácilmente biodegradables (azúcares, celulosa y hemicelulosa) y otros más recalcitrantes como pueden ser la lignina y los polifenoles. Los residuos agrícolas pueden presentar un estado fitosanitario deficiente a causa de las enfermedades y plagas que afectan a los cultivos originales, aspecto que debe tenerse en cuenta al considerar su tratamiento y gestión.

Los residuos agrícolas se caracterizan por la temporalidad de su producción y por la necesidad de ser retirados rápidamente del campo para evitar tanto interferencias con otras opciones de gestión agrícola como la propagación de incendios o plagas.

En un sentido más amplio, también pueden considerarse residuos agrícolas los subproductos de origen vegetal generados por industrias alimentarias como la de la producción del aceite de oliva, elaboración de frutos secos, sector vinícola, etc. así como residuos específicos como el compost procedente del cultivo de champiñones y setas o los sustratos utilizados en los cultivos en invernadero. Los lodos y el estiércol de granja también se incluyen dentro del grupo de residuos agrícolas. Las aguas residuales generadas durante los procesos de lavado, pelado y blanqueado contienen materia orgánica disuelta y sólidos en suspensión, aunque también pueden encontrarse restos de pesticidas, insectos y extractos.

El sector agrícola genera principalmente residuos sólidos y líquidos con un alto contenido en materia orgánica. El carácter estacional de este tipo de industria implica que en un breve periodo de tiempo se generan gran cantidad de residuos  cuya cantidad y características dependerán del tipo de cultivo procesado.

El impacto medioambiental de este tipo de residuos es considerable, por lo que se requiere disponer de un plan de gestión sostenible a fin de evitar la degradación del medioambiente. Una eliminación inadecuada de estos residuos provoca la contaminación de los acuíferos y de los terrenos, así como la emisión a la atmósfera de gases como el metano, amonio y dióxido de carbono. La materia orgánica presente en estos residuos, tanto a nivel superficial como subterráneo, puede provocar la reducción del contenido de oxígeno en disolución, la muerte de peces, la producción y emisión de biogás, la formación de una película de material flotante, así como la eutrofización. Cuando la concentración de sólidos en aguas residuales es alta pueden formarse sedimentos en la parte inferior de las aguas receptoras, lo que suele provocar la aparición de malos olores. Otros factores de contaminación del agua son los pesticidas residuales y productos agroquímicos presentes en las aguas residuales. En los suelos, los residuos provocan un incremento del contenido de N, lo que genera una mineralización lenta. Los cultivos sólo utilizan parte de este N, mientras que el contenido restante se lixivia contaminando las aguas subterráneas con iones de NO3-, lo que degrada el entorno acuático y constituye un riesgo para la salud de las personas.

En la región del mediterráneo se producen grandes cantidades de residuos agrícolas todos los años. Por ejemplo, se estima que el cultivo de cereales genera entre 5,5 a 11,0 toneladas por hectárea de residuos en forma de materia seca, la poda de plantas leñosas entre 1,3 a 3,0 toneladas por hectárea de residuos en forma de materia seca, mientras que la producción total media de residuos generados por las almazaras en el espacio de tiempo comprendido entre noviembre y marzo se sitúa entre 10 x 106 y 12 x 106 m3. Estos ejemplos dan una idea de la gran cantidad de residuos generados y de la necesidad de desarrollar planes de gestión sostenible que contemplen el reciclado y la reutilización.

Reciclaje y reutilización de los residuos agrícolas

La escasez de recursos hídricos y las preocupaciones medioambientales han contribuido a que las aguas residuales se reutilicen en actividades de riego. La mayor parte de los países mediterráneos son áridos o semiáridos y presentan unas precipitaciones estacionales y distribuidas de un modo irregular. El rápido desarrollo de las actividades de riego y la creciente demanda de abastecimiento de agua para consumo doméstico han tenido como consecuencia una grave reducción de los fuentes hídricas tradicionales, lo que ha provocado una creciente recuperación y reutilización de las aguas residuales, así como la integración de estas prácticas en la planificación y desarrollo de recursos hídricos en la región mediterránea, sobre todo para su aplicación en el riego.

Es necesario disponer de directrices para que la reutilización de las aguas residuales en las actividades de riego se planifique e implante de forma segura, así como para una promoción clara que permita desarrollar las mejores prácticas,  las cuales no tienen por qué definirse en profundidad pero sí tener en cuenta condiciones locales específicas como pueden ser la calidad de las aguas residuales recuperadas, el tipo de suelo, el clima, los cultivos más importantes y las prácticas agrícolas locales. Sin embargo, la necesidad de compartir una base común para el desarrollo de prácticas de recuperación y reutilización de aguas residuales a ambas orillas del mediterráneo es evidente. El uso sostenible del agua de lluvia y la reutilización de las aguas sucias pronto se convertirá en una cuestión importante en el sur de Europa, como ya lo es para los países del norte de África y de Oriente Próximo.

La protección de la calidad del agua, la tierra y el aire exige una gestión adecuada de los residuos orgánicos generados a partir de la actividad agrícola. El reciclado de residuos agrícolas mediante una utilización sobre el terreno aplicada a la producción de cultivos y la absorción de las plantas es una técnica de utilización de los residuos tradicional y contrastada que si se emplea correctamente, se convierte en un método respetuoso con el medioambiente que presenta una serie de beneficios económicos derivados de una menor utilización de fertilizantes comerciales.

El reciclaje de los residuos agrícolas, ricos en nutrientes inorgánicos (micro- y macro- elementos) y materia orgánica, resultaría en las siguientes ventajas:

  • una reducción significativa de los desechos perjudiciales que se vierten al medioambiente
  • un reciclado de los elementos y agua de la agricultura, lo que a su vez reduciría el coste de producción e incrementaría los beneficios y la competitividad de los productos europeos
  • la protección de los recursos renovables y no renovables (suelo, áreas acuáticas, minerales fosfóricos) gracias al reciclaje de elementos

Sin embargo, aunque se planificase la distribución de tierras (p.e. para el riego), la carga orgánica y las substancias tóxicas (p.e. los polifenoles) presentes en los residuos tratados y no tratados no deberían constituir los únicos temas de preocupación. Debe tenerse un cuidado especial con los compuestos inorgánicos, especialmente el K, Cl-, NO3-, SO42-, P, Mg, Fe y Zn, entre otros, ya que las muy altas concentraciones que se eliminan en el suelo provocan un cambio drástico en sus propiedades de calidad. La concentración de los compuestos inorgánicos en el suelo, sobre todo el K, P, Fe, Cu y SO22-) y la conductividad eléctrica se mantienen altas muchos años después de la última adición de residuo.

Esta afirmación se confirma con la implantación del proyecto en curso LIFE+07 ENV/GR/000280 “Estrategias para mejorar y proteger la calidad de suelos contaminados con residuos de almazara en el área mediterránea-PROSODOL” (http://www.prosodol.gr). Se detectó que las propiedades del suelo son tremendamente sensibles a la eliminación directa, por parte de las almazaras, de residuos en el suelo y en balsas de evaporación no protegidas, principalmente mediante la lixiviación y transferencia de residuos. Los suelos que aceptan residuos procedentes de almazaras son ricos en materia orgánica y en nutrientes inorgánicos, así como en polifenoles.1,2 Aunque los nutrientes y la materia orgánica podrían ser beneficiosos para la fertilidad del suelo y el crecimiento de las plantas, siempre debe considerarse la posibilidad de una degradación severa del suelo debido a una concentración de polifenoles y elementos inorgánicos tan alta que a veces se aproxime e exceda los límites permitidos. Además, aunque la materia orgánica presente en los residuos puede contribuir a un incremento general de materia orgánica en el suelo, el hecho de que su naturaleza no sea suficientemente estable puede tener efectos negativos en las propiedades del suelo y en el crecimiento de las plantas, como por ejemplo un aumento en el coeficiente de mineralización del carbono orgánico original, la inducción de condiciones anaerobias y la liberación de sustancias fitotóxicas que pueden afectar de manera negativa al crecimiento de las plantas.3.4

Los estudios y proyectos anteriores orientados al desarrollo de tecnologías para el tratamiento de residuos agrícolas se han centrado principalmente en la reducción de la carga orgánica de los residuos (DQO, DBO) y en la reducción o recuperación de sustancias valiosas como por ejemplo los polifenoles en los residuos procedentes de almazaras, que además son dañinos para el medioambiente. Sin embargo, la introducción de los nutrientes inorgánicos permite completar la lista de posibles causas que producen la degradación de suelos en las zonas de eliminación de residuos agrícolas, lo que permite evaluar las tecnologías ya desarrolladas para el tratamiento de residuos agrícolas y su relación con la calidad de los residuos tratados y con la adecuación de su uso en las prácticas agrícolas.

Aunque algunas de las tecnologías desarrolladas para el tratamiento de residuos agrícolas ya han analizado los efectos de los residuos tratados en los parámetros de crecimiento y productividad de varios cultivos, hay que advertir que para que los residuos agrícolas puedan emplearse con total seguridad en la agricultura, deben desarrollarse prácticas de cultivo basadas en un estudio detallado de:

  • el efecto de los residuos agrícolas sobre las características de calidad de la producción y del crecimiento de las plantas
  • la demanda de agua y de nutrientes de los cultivos analizados
  • el efecto de los residuos agrícolas en las propiedades del suelo
  • las relaciones entre el suelo y el clima
  • las condiciones medioambientales

por tanto, WASTEREUSE propone:

el desarrollo de prácticas agrícolas nuevas y alternativas que contemplen el uso de residuos agrícolas tratados (o potencialmente no tratados) y tengan en cuenta todos los factores considerados anteriormente como parámetros importantes que inciden no sólo en la producción, sino también en la calidad del suelo, del agua y del aire.

Referencias

1. Kavvadias, V., Doula, M., Komnitsas, K., Liakopoulou, N. Disposal of olive oil mill wastes in evaporation ponds : Effects on soil properties. J. Hazardous Mater. 182, (2010), 144-155.

2. Doula M., Kavvadias, V. Theocharopoulos S., Kouloumbis P., Ikonomou, D., Arapoglou D. Environmental impacts relative to soil quality caused from the disposal of olive oil mills’ wastes. Case study: A municipality in Crete, Greece. Proceedings of AMIREG 2009: Advances in Resources & Hazardous Wastes Management towards Sustainable Development, 3rd International Conference, 7-7 September, Athens, Greece, pp. 84

3. Cereti, C.F., Rossini, F., Federici, F., Quaratino, D., Vassilev, N., Fenice, M. Reuse of microbially treated olive mill wastewater as fertilizer for wheat (Triticum durum Desf.). Biosour. Technol. 91 (2004), 135-140.

4. Komilis, D.P. Karatzas, E., Halvadakis, C.P. The effect of olive mill wastewater on seed germination after various pre-treatment techniques. J. Environ. Manag. 74 (2005), 339-348.