| Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá |
| POTENCIALES APLICACIONES DE LOS BIOPRODUCTOS, BIOCHAR Y WOOD VINEGAR, OBTENIDOS A PARTIR DE RESIDUOS AGRÍCOLAS Y FORESTALES MEDIANTE PROCESOS TERMOQUÍMICOS | | Autor/a | Martín Martín, María Teresa | | Departamento | Ciencias de la Vida | | Director/a | Peinado Lorca, Manuel | | Codirector/a | Aguirre Martínez, Juan Luis | | Fecha de depósito | 16-09-2026 | | Periodo de exposición pública | 16 a 30 de septiembre de 2026 | | Fecha de defensa | Sin especificar | | Modalidad | Presencial | | Programa | Ciencias (RD 99/2011) | | Mención internacional | No | | Resumen | El cambio climático constituye uno de los principales retos ambientales del siglo XXI y afecta especialmente a la región mediterránea, donde el aumento de las temperaturas y la reducción de las precipitaciones están favoreciendo sequías más frecuentes y un incremento de los incendios forestales. Este escenario, unido al abandono de prácticas agroforestales tradicionales, provoca la acumulación de biomasa lignocelulósica, aumentando el riesgo de incendios y las emisiones de gases de efecto invernadero.
En este contexto, la pirólisis de biomasa surge como una tecnología capaz de valorizar residuos agrícolas y forestales mediante la obtención de bioproductos con interés agronómico y ambiental. Esta tesis doctoral valida una estrategia de biorrefinería basada en la transformación de biomasa mediterránea mediante pirólisis para producir biochar y vinagre de madera (wood vinegar), promoviendo un modelo de bioeconomía circular alineado con los objetivos de neutralidad climática.
Como punto de partida, se optimizó el proceso de pirólisis mediante tecnología de microondas y se evaluaron distintas biomasas forestales mediterráneas. Los resultados demostraron la robustez del proceso frente a la heterogeneidad de las materias primas, obteniéndose distribuciones y composiciones similares de los productos generados.
La caracterización química del vinagre de madera reveló una composición similar entre muestras procedentes de diferentes biomasas y escalas de producción, siendo el ácido acético el compuesto mayoritario. Los estudios de envejecimiento confirmaron además una elevada estabilidad físico-química del producto durante su almacenamiento.
Los ensayos realizados demostraron el potencial herbicida del vinagre de madera. A escala de laboratorio, inhibió eficazmente la germinación de semillas y provocó la muerte de diversas especies vegetales mediante aplicación foliar. Los ensayos de campo confirmaron su capacidad para controlar comunidades ruderales, reduciendo el desarrollo de especies anuales y favoreciendo, en algunos casos, su sustitución por especies perennes. Los resultados indican que su eficacia se basa principalmente en la fitotoxicidad por contacto, especialmente mediante pulverización foliar, posicionándolo como una alternativa sostenible a los herbicidas sintéticos.
Por otra parte, se evaluó el uso del biochar como mejorante de suelo y herramienta de secuestro de carbono. Los resultados obtenidos en cultivos de maíz mostraron que la respuesta agronómica depende significativamente de las propiedades del biochar empleado, poniendo de manifiesto la necesidad de avanzar hacia una mayor estandarización de estos materiales. El biochar de mayor calidad incrementó la producción de maíz entre un 63 % y un 84 %, mejoró la disponibilidad de nutrientes y favoreció la retención de nitratos en el suelo.
El análisis económico realizado estimó un periodo de amortización de aproximadamente cuatro años, que podría reducirse a tres mediante la valorización de los créditos de carbono asociados al secuestro permanente de CO₂.
En conjunto, los resultados obtenidos validan un modelo de bioeconomía circular basado en la pirólisis de residuos lignocelulósicos mediterráneos. El vinagre de madera se presenta como una alternativa viable a los herbicidas convencionales, mientras que el biochar mejora la fertilidad del suelo, incrementa la productividad agrícola y contribuye a la mitigación del cambio climático mediante el almacenamiento estable de carbono. |
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