El monte bajo de rotación corta ( SRC ) es un monte bajo cultivado como cultivo energético . Esta biomasa sólida leñosa se puede utilizar en aplicaciones como calefacción urbana y centrales generadoras de energía eléctrica , sola o en combinación con otros combustibles. En la actualidad, los principales países en cuanto a superficie plantada para la generación de energía son Suecia [1] y el Reino Unido.
El SRC utiliza variedades de álamo y sauce de alto rendimiento . Las especies de sauce elegidas normalmente son variedades del sauce común , Salix viminalis . El álamo se planta generalmente por su variación visual más que por ser un cultivo comercial, aunque algunas variedades pueden superar al sauce en sitios adecuados. [2]
Las especies se seleccionan por su tolerancia a las condiciones climáticas y del suelo, su relativa insusceptibilidad a las plagas y enfermedades, su facilidad de propagación y su velocidad de crecimiento vegetativo. Para combatir plagas como los escarabajos de sauce azul y cobrizos , así como el patógeno fúngico Melampsora (una roya ), se recomienda plantar una mezcla cuidadosamente seleccionada de variedades. [3] El manejo de las plantaciones afecta en gran medida la productividad y su éxito. [4]
El SRC se puede plantar en una amplia gama de tipos de suelo, desde arcilla pesada hasta arena, [5] incluyendo tierras recuperadas de la extracción de grava y desechos de minas de carbón. Cuando se utiliza como especie pionera, el rendimiento del SRC puede ser menor. La disponibilidad de agua para las raíces es un determinante clave para el éxito del SRC. [6] [7]
Los árboles jóvenes se plantan a una alta densidad, hasta 15.000 por hectárea para el sauce y 12.000 por hectárea para el álamo. [3] El SRC de sauce se puede establecer de acuerdo con dos diseños diferentes. En la mayoría de los países del norte de Europa (Suecia, Reino Unido, Dinamarca) y en los EE. UU., el esquema de plantación más frecuente es el diseño de doble hilera con 0,75 m de distancia entre las hileras dobles y 1,5 m hasta la siguiente hilera doble, y una distancia entre plantas que varía de 1 m a 0,4 m, lo que corresponde a una densidad de plantación inicial de 10.000 a 25.000 plantas ha −1 . [8] En otros países como Canadá, es más común un diseño de una sola hilera que va desde 0,33 m entre plantas en una hilera y 1,5 m entre hileras (20.000 plantas ha −1 ) hasta 0,30 m en la hilera y 1,80 m entre hileras (18.000 plantas ha −1 ). [9] La plantación se realiza alrededor de marzo para aprovechar la alta humedad del suelo en primavera y la cantidad de sol a principios del verano. Las máquinas de plantación más eficientes plantan cuatro hileras a la vez y pueden plantar una hectárea en alrededor de tres horas. Los árboles jóvenes se dejan crecer durante uno o dos años y luego se cortan . [ cita requerida ]
El principal obstáculo para el establecimiento de plantaciones es el costo, ya que no hay recompensa financiera durante cuatro años a partir de una gran inversión inicial. Sin embargo, en el Reino Unido existen subvenciones para apoyar el establecimiento, [10] [11] y en Suecia se desarrolló un amplio plan de subsidios durante 1991-1996, que se redujo después de ese período. [12]
Las cosechas se realizan en ciclos de dos a cinco años y se llevan a cabo en invierno, después de la caída de las hojas, cuando el suelo está helado. El sistema radicular establecido y los nutrientes almacenados en las raíces y los tocones garantizan un crecimiento vigoroso de los brotes. Una plantación producirá de 8 a 18 toneladas de virutas de madera seca por hectárea por año. Una plantación puede cosecharse hasta por 20 años antes de que sea necesario replantarla. [13]
Cuando los brotes de sauce o álamo se cosechan como tallos enteros, son fáciles de almacenar. Los tallos se pueden secar para la combustión en una pila al aire libre; el contenido de humedad de la madera disminuirá a aproximadamente un 30% en promedio hasta el próximo otoño. Los tallos se pueden cortar en trozos que quizás no necesiten ser triturados según el uso. [ cita requerida ]
En los lugares donde se producen astillas de madera, lo más eficiente es utilizar cosechadoras de astillas directas. Se trata de máquinas pesadas y autopropulsadas que cortan y astillan los brotes en una plataforma de carga. [13] Algunas se pueden acoplar a un tractor normal y se puede cosechar una hectárea en unas tres horas. La astilla directa reduce los costes, ya que no será necesario un astillado separado en el almacén; sin embargo, las astillas de madera deben almacenarse bien para evitar que se conviertan en abono. La cosecha de álamos requiere maquinaria más pesada, ya que produce menos tallos y más pesados.
El precio del sauce seco como combustible para calefacción ronda actualmente los 45 euros por tonelada en la mayor parte de Europa. No se trata de un cultivo que genere una rentabilidad relativamente alta, pero requiere poco mantenimiento y es una forma de aprovechar terrenos difíciles. La producción a pequeña escala se puede combinar con la producción de material para trabajos de mimbre . Si se gestiona correctamente, apenas se necesitan pesticidas ni tratamientos.
El SRC tiene un bajo impacto en los gases de efecto invernadero , ya que el dióxido de carbono liberado en la generación de energía habrá sido secuestrado por la plantación en tan solo unos pocos años. También es posible que parte del carbono se almacene en el suelo, pero la magnitud de este almacenamiento de carbono depende del contenido de carbono del suelo en primer lugar. [14]
Los costos de carbono asociados con el SRC son: la plantación, el cultivo y el triturado de la plantación de SRC, generalmente realizados con maquinaria alimentada con combustibles fósiles ; los cultivos requieren herbicidas durante el establecimiento, fertilizantes durante el crecimiento y tratamientos ocasionales con pesticidas ; estos productos químicos requieren cantidades sustanciales de energía y el uso potencial de combustibles fósiles durante su fabricación. En general, la contribución ambiental de las plantaciones de sauce de rotación corta puede considerarse positiva para el medio ambiente en comparación con otras opciones agrícolas [15], incluso cuando se consideran usos energéticos alternativos. [16]
Además, los SRC de sauces y álamos ofrecen un uso alternativo a las tierras agrícolas con un drenaje intenso. Si se redujera el drenaje de estas laderas, se generaría un impacto positivo en el balance de CO2 . Además, el uso de una ubicación húmeda podría evitar efectos negativos en el balance hídrico local, así como en los ecosistemas sensibles. [17] [18]
La electricidad o el calor generados a partir de SRC proporcionan entre tres y seis veces más reducción de CO2 por libra que la que se puede obtener del bioetanol de cultivos de cereales. Sin embargo, la reducción de las emisiones de CO2 es ligeramente inferior a la de los cultivos de pastos energéticos, como el pasto Miscanthus, debido a los mayores costos de mantenimiento. [ cita requerida ]
Una buena gestión de la conservación que fomente la biodiversidad puede reducir la dependencia de los pesticidas. Los cultivos de biomasa como el sauce SRC muestran mayores niveles de biodiversidad en comparación con los cultivos intensivos de cultivo y pastizales. [19] El SRC tiene un mayor consumo de agua que los cultivos agrícolas. Los sistemas de raíces del SRC tienen un menor impacto en los restos arqueológicos que la silvicultura, pero mayor que los cultivos agrícolas como el trigo.
Una central eléctrica requiere alrededor de 100 hectáreas (1 km²) de SRC para una capacidad de energía de 1 MW. [20] La naturaleza actual de la industria energética generalmente requiere flexibilidad en el suministro de energía, lo cual es incompatible con el compromiso a largo plazo que requiere la SRC; sin embargo, existe mucho interés en la SRC debido a la necesidad de reducir las emisiones de carbono fósil. También puede haber subvenciones disponibles en algunas jurisdicciones para promover este tipo de uso de la tierra. [ cita requerida ]
Enköping (Suecia) ha establecido un modelo exitoso que combina la generación de calor a partir de biomasa, SRC y fitorremediación. El municipio gestiona unas 80 ha de plantaciones de sauces que se utilizan en la planta de calefacción urbana. Al mismo tiempo, estas plantaciones se utilizan como filtro verde para el tratamiento del agua, lo que mejora la funcionalidad y la eficiencia de todo el sistema. [21]
El biocombustible es otra opción para utilizar el SRC como fuente de bioenergía . En Estados Unidos, los científicos estudiaron la conversión del SRC del álamo en azúcares para la producción de biocombustibles (por ejemplo, etanol). [13] Considerando el precio relativamente bajo, el proceso de fabricación de biocombustible a partir del SRC puede ser económicamente viable, aunque el rendimiento de conversión del SRC (como cultivos jóvenes) fue menor que el de la madera madura normal. Además de la conversión bioquímica, también se estudió la conversión termoquímica (por ejemplo, la pirólisis rápida) para fabricar biocombustible a partir del SRC del álamo y se descubrió que tenía una recuperación de energía mayor que la de la bioconversión. [22]
Recientemente, el sotobosque de rotación corta ha ganado importancia en muchos países como un medio para proporcionar beneficios ambientales adicionales. Algunas especies, como el álamo y el sauce , se han utilizado con éxito para la fitoextracción de oligoelementos del suelo [23] y lodos [24] , y para la rizofiltración de aguas subterráneas [25] y aguas residuales de alcantarillado [26] .
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