LIFE11 ENV/E/000600 Recogida y Tratamiento de Arribazones y Algas Marinas en las Costas ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Revalorización de estos Residuos mediante la Tecnología WET-LAID en Paneles para Aislamiento Acústico Gabriel Soler Capdepón Alejandro Triviño Pérez LIFE11 ENV/E/000600 PROYECTO LIFE11ENV/ES/000/600-SEAMATTER Revalorization of Coastal Algae Wastes in Textil Nonwoven Industry with Applications in Building Noise Isolation Asociación de Investigación de la Industria Textil Asociación de Universidad de Peruggia. Empresarios Textiles de la Departamento de Comunidad Valenciana Ingeniería Civil y Ambiental Fundación de la Comundad Valenciana Instituto de Ecología Litoral INTRODUCCIÓN: EL VALOR DE LA Posidonia oceanica • Posidonia oceanica: fanerógama marina constituida por rizomas, raíces, hojas, flores y frutos. • Rizomas leñosos recubiertos de escamas. • Hojas en la partes terminales de los rizomas, agrupadas en haces de 5 a 8 hojas. • Desarrollo entre 0 y 30 metros de profundidad, sobre sustratos blandos o rocosos. • Forma extensas praderas. LIFE11 ENV/E/000600 El Valor de la Posidonia oceanica Elevada producción primaria: elevada transformación de sustancias minerales en materia orgánica. Zona de reproducción, cría y alimentación para numerosas especies que en muchos casos tienen un elevado valor comercial. Producción de oxígeno: 4/20 litros oxígeno diarios/m . Amortiguación del oleaje y las corrientes impidiendo la erosión de la costa y por lo tanto la regresión de las playas de arena Estructuración de hábitats: Es capaz de multiplicar la superficie del suelo entre 20 y 50 veces. Una superficie de 1 m de podría equivaler a 50 m habitables para los organismos que viven en la pradera. LIFE11 ENV/E/000600 Estabilización del sedimento, al retener la arena Las Acumulaciones o Arribazones de Posidonia oceanica CARACTERÍSTICAS LIFE11 ENV/E/000600 FUNCIONES PRODUCTIVIDAD Las Acumulaciones o Arribazones de Posidonia oceanica Las Acumulaciones o Arribazones de Posidonia oceanica • Protegen la línea de costa durante los meses de mayor incidencia de los temporales por la amortiguación del impacto de las olas sobre la orilla. • Suponen un importante suministro de materia orgánica, nutrientes y sedimentos carbonatados para los sistemas dunares asociados a las playas. • Conforman un ecosistema en donde se desarrollan distintos organismos. LIFE11 ENV/E/000600 LA Posidonia oceanica Y LA GESTIÓN DE LAS PLAYAS LIFE11 ENV/E/000600 Fenómeno Natural Aspectos socioeconómicos Actividades económicas y presión social Sistemas de gestión municipal LIFE11 ENV/E/000600 PLANTAS MARINAS Efectos negativos retirada sistemática Protección de la playa frente a la erosión Retirada sistemática de los arribazones • Desprotección frente al oleaje, lo que produce una pérdida de arena. • Aumento de la erosión costera. • Disminución de la arena de la playa como consecuencia de su retirada junto con las hojas que componen el arribazón • En las playas con dunas, pérdida significativa de nutrientes y materiales necesarios para su conservación. LIFE11 ENV/E/000600 Aspectos socioeconómicos • Son percibidos por parte de la mayoría de los usuarios de las playas como un residuo que hay que retirar. • Generan olores debido a la descomposición de las hojas y de los organismos epífitos asociados. • Debido a estos dos factores, son fuente de numerosas quejas por parte de los usuarios de las playas. LIFE11 ENV/E/000600 Aspectos socioeconómicos • Los arribazones se recogen fundamentalmente por motivos estéticos y respondiendo a la demanda de la mayoría de usuarios • Habitualmente en playas urbanas donde la imagen y la dotación de servicios prima sobre el concepto natural de playa • Debido a esta recogida sistemática, las playas pierden sedimentos, lo que se intenta corregir con la instalación de diques y espigones, que en muchos casos propician la acumulación de arribazones LIFE11 ENV/E/000600 Las Acumulaciones o Arribazones de Posidonia oceanica FENÓMENO NATURAL LIFE11 ENV/E/000600 ASPECTOS SOCIOECONÓMICOS Actividades Económicas, Presión Social y Sistemas de Gestión 10 CCAA peninsulares. 2 CCAA insulares. Ceuta y Melilla. 22 provincias. 469 municipios Actividades Económicas, Presión Social y Sistemas de Gestión LIFE11 ENV/E/000600 Actividades Económicas, Presión Social y Sistemas de Gestión % Playas con limpieza LIFE11 ENV/E/000600 Atlántica 66,67% Mediterráneo 76,02% Actividades Económicas, Presión Social y Sistemas de Gestión LIFE11 ENV/E/000600 Actividades Económicas, Presión Social y Sistemas de Gestión Retirada de arribazones (Limpieza de playas) Arribazones conservados in situ (1ª opción) Separación de materiales in situ Acumulación temporal in/ex situ (2ª opción) Retorno a la Playa de origen LIFE11 ENV/E/000600 Revalorización (3ª opción) Traslado a otras playas cercanas Restauración de dunas Transferencia a plantas de residuos (4ª opción) Retorno al mar Protección frente a la erosión REVALORIZACIÓN DE LOS RESIDUOS MARINOS LIFE11 ENV/E/000600 Revalorización de los Residuos Marinos Mantener en su lugar los arribazones es la mejor gestión desde el punto de vista medioambiental, y se debe realizar cuando no haya conflicto con los requisitos del baño y las playas estén sometidas a procesos de erosión. Una opción como la de acumular los materiales procedentes de la limpieza durante la época de baño, para después reponerlos en sus puntos de origen, es también ejemplo de una buena gestión desde el punto de vista ambiental. En el proyecto SEAMATTER se trata la revalorización de los materiales procedentes de playas cuya morfología ha sido ampliamente modificada (como las realimentadas artificialmente por arenas) o playas ampliamente urbanizadas y con un uso turístico intensivo, en definitiva, playas que ya no cumplan una función ecológica significativa. Cuando la retirada de arribazones se lleve a cabo, ésta debe efectuarse: •Causando el menor impacto ambiental posible. •Evitando la pérdida de sedimentos (1000 m3 de arribazones = 19 y 44 m3 de sedimentos). •Procurando siempre darle usos que eviten su eliminación en vertederos. Por todo ello, en el marco del proyecto SEAMATTER se ha elaborado una GUÍA DE BUENAS PRÁCTICAS PARA LA GESTIÓN, RECOGIDA Y TRATAMIENTO DE LOS ARRIBAZONES DE ALGAS Y PLANTAS MARINAS EN LAS COSTAS. LIFE11 ENV/E/000600 Revalorización de los Residuos Marinos 1 RECOGIDA DE ARRIBAZONES ¿Por qué esta guía? Importancia de los arribazones de algas y plantas marinas. Normativas y ejemplos de gestión. ¿Por qué se recogen los arribazones? ¿Cuándo y cómo recoger los arribazones? Qué usos pueden tener los arribazones. Cómo destinar los arribazones para usos de fabricación de materiales. Revalorización de los Residuos Marinos Guía de buenas prácticas para la gestión, recogida y tratamiento de los arribazones de algas LIFE11 ENV/E/000600 ¿Por qué esta guía? Importancia de los arribazones de algas y plantas marinas. Normativas y ejemplos de gestión. ¿Por qué seTécnicos recogen los arribazones? Servicios Ciudadanos ¿Cuándomunicipales y cómo recoger los arribazones? municipales Qué usos pueden tener los arribazones. Cómo destinar los arribazones para usos de fabricación de materiales. Revalorización de los Residuos Marinos Guía de buenas prácticas para la gestión, recogida y tratamiento de los arribazones de algas LIFE11 ENV/E/000600 ¿Por qué esta guía? ¿Cuándo? Importancia de los arribazones de algas y plantas marinas. RECOGIDA: Junio-Septiembre Protecciónyde la Playade gestión. EVITARLA el resto del año Normativas ejemplos ¿Por qué se recogen los arribazones? ¿Cuándo y cómo recoger los arribazones? Qué usos pueden tener los arribazones. ¿Cómo? Cómo destinar los arribazones para usos de fabricación de materiales. RECOMENDACIONES Protección de la Playa Revalorización de los Residuos Marinos REVALORIZACIÓN Medio Natural Vertederos Zonas verdes Estabilización de dunas Reforestación Usos Tradicionales Embalaje Fuentes de energía Compostaje Ganadería LIFE11 ENV/E/000600 Nuevos Usos Materia Prima Instalaciones hípicas Manufactura Industria farmacéutica Usos industriales Revalorización de los Residuos Marinos REVALORIZACIÓN Nuevos Usos LIFE11 ENV/E/000600 Manufactura Usos industriales Revalorización de los Residuos Marinos 2 PROCESO DE FABRICACIÓN DE LOS COMPUESTOS 2.1 Limpieza, Secado y Triturado 2.2 Desarrollo de No Tejidos TECNOLOGÍA WET LAID 2.3 Desarrollo de Biocomposites TERMOCOMPRESIÓN LIFE11 ENV/E/000600 2.1 Limpieza, secado y triturado G1 G2 G3 La hoja de Posidonia se ha triturado en tres tamaños diferentes con el objetivo de estudiar con qué tamaño se procesa mejor con la tecnología wet-laid. Finalmente se seleccionó el G2. LIFE11 ENV/E/000600 2.2 Desarrollo de No Tejidos La tecnología Wet-Laid se basa en un proceso de obtención de no tejidos similar al de obtención del papel, en el cual las fibras textiles son suspendidas en un medio acuoso junto con fibras ligantes, y después son depositadas en una cinta transportadora que conduce la lámina a la estación de consolidado de la tela no tejida. El agua utilizada en el proceso se recircula en el sistema y puede ser usada otra vez. TECNOLOGÍA WET LAID Dispersión de la Fibra Formación del Velo Consolidación del Velo LIFE11 ENV/E/000600 2.2 Desarrollo de No Tejidos Dispersión de la Fibra La fibra procede de las hojas, ya que las bolas de rizoma se descartaron debido a que el proceso de lavado, secado y triturado es mucho más caro utilizando este material Tanque de Alimentación En primer lugar se lleva a cabo la apertura y dispersión de las fibras. Una vez limpias y trituradas se mezclan en baño acuoso con Lyocell y PLA, que pasa al tanque de alimentación 2.2 Desarrollo de No Tejidos Formación del Velo Del tanque de alimentación, pasa las fibras y el agua a la cinta del wet laid (cinta transportadora azul). Esta cinta actúa como “colador” de modo que las fibra se depositan sobre ella formando el velo de no tejido, y el agua vuelve al tanque de alimentación, para poder utilizarla otra vez para el desarrollo de más velos de no tejido 2.2 Desarrollo de No Tejidos Consolidación del Velo y calandrado El velo se somete a un proceso de calandrado en donde dos cilindros metálicos aplican presión y calor. Las uniones entre las fibras del no tejido son realizadas por la acción del calor a través de la fusión de las propias fibras termoplásticas (PLA) presentes en la mezcla. 2.2 Desarrollo de No Tejidos La tecnología wet-laid permite la utilización de fibras de diferente naturaleza. FIBRAS NATURALES LIFE11 ENV/E/000600 RESIDUO TEXTIL FIBRAS TÉCNICAS ALGAS, CÁSCARA DE ARROZ 2.3 Desarrollo de Biocomposites El proceso de termocompresión permite consolidar un apilamiento de velos obtenidos mediante “wet-laid” hasta la formación de paneles de material compuesto, de elevada rigidez y excelentes propiedades de aislamiento acústico. TERMOCOMPRESIÓN Presión Temperatura LIFE11 ENV/E/000600 2.3 Desarrollo de Biocomposites LIFE11 ENV/E/000600 2.3 Desarrollo de Biocomposites ANÁLISIS DE PROPIEDADES ACÚSTICAS UNE-EN ISO 10534-2:2002 Determinación del coeficiente de absorción acústica y de la impedancia acústica en tubos de impedancia Este método de ensayo permite obtener el coeficiente de absorción acústica en incidencia normal de absorbentes acústicos mediante un tubo de impedancias a altas y bajas frecuencias. Tubo de Impedancia (Tubo de Kindt) LIFE11 ENV/E/000600 Bajas Frecuencias 50 Hz a 1,6 kHz Altas Frecuencias 500 Hz s 6,4 kHz 2.3 Desarrollo de Biocomposites ANÁLISIS DE PROPIEDADES ACÚSTICAS: BIOCOMPOSITES NO TEJIDO REFERENCIA PROT. 2 (300 g/m2) PROT. 11 (100 g/m2) Material BIOCOMPOSTE Composició n % (p/p) Residuo Posidonia G2 80 Lyocell 10 PLA 10 Residuo Posidonia G2 80 Lyocell 10 PLA 10 Espesor Nº de Capas 5 mm 7 5 mm 15 BIOCOMPOSITE PROT. 1 BIOCOMPOSITE PROT. 11 2.3 Desarrollo de Biocomposites ANÁLISIS DE PROPIEDADES ACÚSTICAS: NO TEJIDO LIFE11 ENV/E/000600 2.3 Desarrollo de Biocomposites ANÁLISIS DE PROPIEDADES ACÚSTICAS: BIOCOMPOSITES BIOCOMPOSITE PROT. 2 BIOCOMPOSITE PROT. 11 LIFE11 ENV/E/000600 2.3 Desarrollo de Biocomposites ANÁLISIS DE PROPIEDADES TÉRMICAS: NO TEJIDO REFERENCIA PROT. 1 – AR LIFE11 ENV/E/000600 Material Composición % (p/p) Residuo Posidonia G2 70 ARAMIDA 1 20 PLA 10 2.3 Desarrollo de Biocomposites ANÁLISIS DE PROPIEDADES TÉRMICAS: NO TEJIDO ANÁLISIS DE PROPIEDADES RESISTENCIA AL FUEGO UNE-EN ISO 4589-2:2002 Determinación del comportamiento al fuego mediante el índice de oxígeno. Este ensayo determina cuan inflamable es un material, mediante la medición de la concentración mínima de oxigeno que permite la combustión de acuerdo a la norma ISO 4589-2: 1999 y sus especificaciones. Los resultados se definen como los valores del índice de oxígeno (LOI) LOI > 21% Buen comportamiento al fuego LIFE11 ENV/E/000600 REFERENCIA LOI PROT.1-AR 26,4 % 2.3 Desarrollo de Biocomposites ANÁLISIS DE PROPIEDADES MECÁNICAS: BIOCOMPOSITES Mats LIFE11 ENV/E/000600 Composition Prot 1-B3 (300 g/m2) Posidonia G2 = 70%Wt; Lyocell= 20%Wt; PLA = 10%Wt; Prot 2-B3 (300 g/m2) Posidonia G2 = 80%Wt; Lyocell = 10%Wt; PLA = 10%Wt; Prot 4-B3 (300 g/m2) Posidonia G2 = 70%Wt; Lyocell = 20%Wt; PP = 10%Wt; Prot 5-B3 (300 g/m2) Posidonia G2 = 80%Wt; Lyocell = 10%Wt; PP = 10%Wt; - Comparación: (4) –(10) / (5) - (11) Prot 7-B3 (100 g/m2) Posidonia G2 = 70%Wt; Lyocell = 20%Wt; PLA = 10%Wt; Las pruebas se han realizado según el standard ISO 29073-3 Prot 8-B3 (100 g/m2) Posidonia G2 = 80%Wt; Lyocell = 10%Wt; PLA = 10%Wt; Prot 10-B3 (100 g/m2) Posidonia G2 = 70%Wt; Lyocell = 20%Wt; PP = 10%Wt; Prot 11-B3 (100 g/m2) Posidonia G2 = 80%Wt; Lyocell = 10%Wt; PP = 10%Wt; - Comparación: (1) –(2) – (7) – (8) PLA - Comparación: (4) –(5) – (10) – (11) PP -Comparación: (1)–(4) – (7) – (10) 70% Posidonia G2 - Comparación: (2) –(5) – (8) – (11) 80% Posidonia G2 - Comparación: (1) –(7) / (2) - (8) 2.3 Desarrollo de Biocomposites ANÁLISIS DE PROPIEDADES MECÁNICAS: BIOCOMPOSITES LIFE11 ENV/E/000600 Material Stress (MPa) Young Modulus (MPa) Posidonia G2 = 70%Wt; Lyocell= 20%Wt; PLA = 10%Wt; 300 g/m2 Prot. 1 - B3 1,22 0,06 99,98 7,63 Posidonia G2 = 80%Wt; Lyocell = 10%Wt; PLA = 10%Wt; 300 g/m2 Prot. 2 - B3 1,64 0,11 121,90 12,39 Posidonia G2 = 70%Wt; Lyocell = 20%Wt; PLA = 10%Wt; 100 g/m2 Prot. 7 - B3 6,60 1,07 417,50 72,69 Posidonia = 80%Wt; Lyocell = 10%Wt; PLA = 10%Wt; 100 g/m2 Prot. 8 - B3 0,92 0,03 66,88 7,87 Posidonia G2 = 80%Wt; Lyocell = 10%Wt; PP = 10%Wt; 300 g/m2 Prot. 4 - B3 0,96 0,05 80,29 5,66 Posidonia G2 = 80%Wt; Lyocell = 10%Wt; PP = 10%Wt; 300 g/m2 Prot. 5 - B3 0,62 0,05 47,94 7,63 Posidonia G2 = 70%Wt; Lyocell = 20%Wt; PP = 10%Wt; 100 g/m2 Prot. 10 - B3 5,24 0,19 Posidonia G2 = 80%Wt; Lyocell = 10%Wt; PP = 10%Wt; 100 g/m2 Prot. 11 – B3 0,82 0,06 329,37 29,41 50,76 6,96 Conclusión Los arribazones de Posidonia oceanica cumplen con funciones medioambientales imporantes para las playas. Las actividades socioeconómicas ejercen presiones para su retirada que obligan a buscar soluciones que compatibilicen el desarrollo económico con el medio ambiente. La retirada a vertedero de los arribazones tiene un importante coste económico para los ayuntamientos. La tecnología wet laid permite obtener no tejidos técnicos aplicables como material de refuerzo en la fabricación de biocomposites mediante técnicas de termocompresión. Los no tejidos y composites formados por residuos naturales pueden ser aplicados con éxito como sistemas de aislamiento acústico. LIFE11 ENV/E/000600 LIFE11 ENV/E/000600 Gracias por su atención