El corcho como sustrato de cubiertas verdes. Proyecto GO SUBER

El proyecto GoSuber (http://gosuber.es) forma parte de los proyectos de innovación de interés general por grupos operativos financiados por la Asociación Europea para la innovación en materia de productividad y sostenibilidad agrícolas (AEI-Agri). El objetivo fundamental del proyecto es modernizar las técnicas de extracción y comercialización del corcho, así como la valorización de los productos derivados de este material.

La aplicación de subproductos de corcho en mezclas con sustratos orgánicos convencionales como medio de crecimiento en cubiertas verdes resulta una apuesta novedosa. Varios trabajos publicados en la década de los noventa apuntan a que los residuos de corcho pueden ser usados como sustrato para el cultivo de plantas. El corcho posee unas propiedades físicas y químicas extraordinarias, lo que unido a un correcto manejo lo convierten en un recurso muy interesante.

El proyecto Go SUBER desarrolla una línea de investigación que pretende aportar conocimiento sobre las ventajas de usar en cubiertas verdes un subproducto que en la actualidad es desechado como residuo por gran parte de las industrias del corcho. En este sentido se abordan tanto la aplicación de este material como sustrato para el cultivo de las plantas de cubiertas verdes como su contribución a la descontaminación de aguas residuales que podrían ser usadas para el riego de las mismas.

Las cubiertas verdes

Hoy en día, se está produciendo una importante aproximación entre la arquitectura y el medio ambiente debido a motivos relacionados con la sostenibilidad, los elementos inclusivos, las ciudades verdes, la bioeconomía y la economía circular. Una cubierta verde es una estructura vegetada con diferentes tipologías de vegetación. Pueden ser horizontales (techos verdes) o verticales (fachadas verdes). El funcionamiento de las cubiertas verdes es mayoritariamente un sistema pasivo de ahorro energético, gracias al aislamiento térmico que proporcionan el sustrato y las plantas, la sombra que producen y el enfriamiento evaporativo que tiene lugar a consecuencia de la evapotranspiración de las plantas y el sustrato.

Si bien tradicionalmente se ha empleado la vegetación en arquitectura por motivos básicamente estéticos, actualmente se está justificando también su utilización por otros motivos de tipo funcional, económico y ecológico entre otros. Un claro ejemplo sería su uso para potenciar el ahorro energético, la durabilidad de los materiales de superficies, la mejora del clima urbano o bien el soporte de biodiversidad.

El ahorro y la eficiencia energética son dos de las medidas que pueden adoptar las empresas para mejorar su competitividad. Una de las ventajas que aporta una cubierta verde es que supone un excelente aislante durante el invierno y el verano: un techo plano sin vegetación, puede llegar a alcanzar hasta 21°C más de temperatura que una cubierta verde. En términos de aislamiento térmico puede llegar a reducir hasta un 23% el consumo de energía para calefacción y un 75% en el caso de los aires acondicionados. Otras ventajas que aportan las cubiertas verdes, según Pérez, G. (2010), pueden resumirse en: proporcionar protección frente a las inclemencias climáticas alargando la vida útil de las superficies construidas, servir de aislante acústico en el interior de los edificios, fijar CO2 atmosférico, contribuyendo a reducir la huella de carbono o estimular la biodiversidad urbana, especialmente de aves e insectos.

Elemento o soporte de una cubierta verde

En el presente estudio se propone usar el subproducto de corcho como elemento o soporte de una cubierta verde. Como objetivo complementario, y dadas las características físico-químicas del corcho, se plantea además utilizar estas instalaciones para estudiar la capacidad del corcho no sólo para el sustento vegetal sino también para la descontaminación de aguas grises que podrían utilizarse para el riego, aumentando así el valor ambiental de estas instalaciones.

La utilización de subproducto de corcho para el tratamiento de contaminantes permitiría solucionar dos problemáticas: la gestión de la biomasa de corcho que no tiene uso concreto y el deterioro de la calidad del agua. Las cubiertas verdes ofrecen diversos beneficios en el ambiente urbano, pero necesitan un aporte de agua diario (0.5-20 l/m3 y esto hace que no sea una solución del todo óptima en climas secos. No obstante, el riego de cubiertas verdes con aguas grises o contaminadas ya se ha estudiado. De este modo las cubiertas verdes se pueden convertir en una solución ambientalmente sostenible, barata y de tratamiento de aguas. Los estudios de otros sistemas de filtración con vegetación, como los biofiltros, han demostrado que los medios desempeñan un papel fundamental, ya que proporcionan el apoyo físico para las plantas y facilitan los procesos primarios de eliminación de contaminantes como sedimentos, fósforo y metales pesados. A diferencia de los biofiltros y humedales construidos, las cubiertas verdes necesitan una estructura de soporte más ligera que la comúnmente usada en los biofiltros como la grava o la arena. Los biofiltros generalmente se construyen con una zona saturada en la parte inferior del filtro, lo que aumenta el tiempo de retención de agua, permitiendo a las plantas más tiempo de contacto con el agua y el contaminante. Esta característica de diseño es difícil de implementar en estructuras verticales como las paredes verdes, debido al aumento de peso causado por el agua almacenada en la zona saturada. El material de soporte, su capacidad de drenaje y porosidad son muy importantes para garantizar la viabilidad de la cubierta o pared verde. En el presente proyecto el prototipo que se plantea se centra en los sistemas de vegetación vertical de edificios, ya que la verticalidad del sistema permitirá un riego y una recogida de aguas por capilaridad y facilitará la gestión de la instalación, así como el estudio de la capacidad de bio-adsorción del sistema.

El prototipo se plantea como un estudio comparativo entre un sistema de gaviones con sustrato o medio filtrante comercial y un sistema de gaviones con sustrato con granulado de corcho. El sistema modular comercial que se utiliza como referencia es un sistema de gaviones bien caracterizado llamado Babylon®. Dicho sistema consta de módulos que con un mantenimiento mínimo asegura una larga vida a la pared vegetal. Los paneles de 50x100x10 cm están formados por gaviones de malla metálica y una bolsa interior de polipropileno que contiene el sustrato. Para poder realizar dicho prototipo se deben tener en cuenta un conjunto de factores: sustrato de corcho (porcentaje y características del granulado), tipología de plantas (autóctonas y perennes) y riego de las plantas. Se han instalado hasta la fecha dos prototipos de gaviones modulares uno en el ICSURO (Palafrugell, Girona) (FOTO 1) y otro en las instalaciones de JOGOSA (Badajoz) (FOTO 2) donde se ensayan las mismas especies vegetales y combinaciones de sustratos en los que se emplean distintas proporciones de granulado de corcho en mezcla con sustratos orgánicos convencionales. La instalación del ICSURO se estableció en julio de 2019 con especies de los géneros Salvia y Lavandula, y desde marzo de 2020 tanto ésta como la de Badajoz están funcionando con las especies que se acordó ensayar en el proyecto, ambas con muy buen pronóstico.

Cubierta verde vertical del ICSURO en Palafrugell (Girona).
Cubierta verde vertical de JOGOSA en Badajoz. Arriba los tratamientos ensayados.

Para analizar con más detalle los factores implicados, el equipo del Departamento de Ingeniería Forestal de la Universidad de Córdoba ha llevado a cabo un ensayo con las mismas especies y mezclas de sustrato en condiciones de vivero, utilizando en esta ocasión contenedores horizontales que facilitaran su manipulación y obtención de resultados. En este caso se trata de un experimento a término del que se han obtenido interesantes resultados cuantitativos respecto a como afecta la presencia del corcho en el sustrato y cual es el comportamiento de las especies ensayadas en términos de crecimiento y conformación de las plantas, que se presentan en el siguiente apartado.

Por otro lado, en la pared vertical de Palafrugell (ICSURO) se han instalado 3 sensores para analizar el efecto de la pared vertical sobre las condiciones ambientales de la superficie construida. Dichos sensores, de la marca Smart Citizen, miden in situ las variables en tiempo real y trabajan enviando los datos a una plataforma virtual en red. Los sensores han sido desarrollados por FabLab BCN. Hay un sensor situado en la parte delantera y dos sensores en la parte posterior (uno detrás de la columna de gaviones estándar y el otro de los gaviones con corcho). Cada uno de los sensores mide: temperatura del aire, humedad relativa, ruido ambiental, luz ambiental, presión atmosférica, equivalente de CO2, componentes orgánicos volátiles y partículas en suspensión. Además, se están realizando mediciones de temperatura de superficie en distintos puntos de la fachada. Los resultados preliminares son alentadores, habiéndose obtenido valores medios de temperatura tras los gaviones con corcho hasta 2 ºC por debajo de la obtenida tras los gaviones convencionales.

Respecto a los ensayos de descontaminación se están llevando a cabo ensayos de bioadsorción de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) en gaviones más pequeños en el laboratorio del ICSURO. Los HAP son una familia de distintos compuestos que se pueden encontrar fácilmente en aguas de escorrentía y sus concentraciones máximas en aguas de riego y bebida están legisladas (norma EN ISO 17993). En la Tesis Doctoral de la Responsable de I+D+I del ICSURO, Patricia Jové (2015), se concluye que las muestras de corcho estudiadas tenían un proceso de adsorción muy rápido: con más del 80% de adsorción tras dos minutos de contacto y superando valores del 96% pasados 20 minutos, por lo que se esperan también resultados relevantes en este aspecto.

Resultados del ensayo en vivero

Como se señaló al principio, varios trabajos previos han puesto de manifiesto la viabilidad del corcho como sustrato para el cultivo de plantas, especialmente en especies hortícolas. Si embargo, estos mismos trabajos destacan que el corcho posee un alto contenido en manganeso y potasio, y que añadido al sustrato podrían ser responsables de desequilibrios nutritivos de las plantas, lo que afectaría a su normal crecimiento. Además, el corcho alberga compuestos fenólicos, unas sustancias que de forma natural tienen un efecto tóxico sobre la planta y provocan un menor crecimiento de la misma. Estas circunstancias limitan el uso de estos subproductos de corcho a aquellas especies capaces de tolerar el efecto de estas sustancias. Por otro lado, la higroscopicidad que caracteriza al corcho es responsable de que como material de cultivo éste posea una baja capacidad de suministro de agua, aunque al igual que con los sustratos normales esta limitación suele estar relacionada con el tamaño de las partículas, a menor tamaño de estas se logra mayor capacidad de intercambiar agua.

Para ello se han ensayado 4 tipos de sustrato, uno que sólo contiene sustrato orgánico sin mezclar con corcho y otros tres que contienen un 15%, 30% y 60% de corcho en la mezcla. Las especies empleadas en el ensayo han sido Cineraria maritima, Rosmarinus officinalis, Lipia nodiflora y Sedum espureum, todas ellas consideradas aptas para cubiertas verdes. Son plantas resistentes y de carácter tapizante, que no necesitan cuidados frecuentes, se adaptan bien a condiciones de alta exposición solar y a la escasez de agua. Para probar los efectos del corcho en el crecimiento de las plantas, éstas se cultivaron en contenedores con los distintos tipos de sustrato durante aproximadamente tres meses, habiendo sido regadas de forma óptima. (FOTOS 3 y 4) Después se obtuvieron medidas de peso de la parte aérea y de la parte radicular de cada planta. En la Figura 1 se muestran los resultados obtenidos (pesos secos medios por planta: totales y de las partes aérea y radical por separado).

FOTO 3: Ensayo de sustratos y crecimiento en vivero en la Universidad de Córdoba. Estado inicial.
FOTO 4: Ensayo de sustratos y crecimiento en vivero en la Universidad de Córdoba: Estado final. a) Especies con disminución del crecimiento por efecto del corcho. Arriba: Cineraria marítima; abajo: Lipia nodiflora. b) Especies sin efecto aparente del corcho en el crecimiento. Arriba: Rosmarinus officinalis, abajo: Sedum espureum

Los primeros resultados obtenidos por el equipo de la Universidad de Córdoba apuntan a que los subproductos del corcho son un buen material como sustrato en cubiertas verdes, aunque el porcentaje de corcho a añadir a las mezclas que permita obtener un desarrollo óptimo de las plantas depende de la especie cultivada. En este sentido, el crecimiento de las especies Cineraria maritima y Lipia nodiflora se vio claramente afectado por la adición de corcho en el sustrato.

En el caso de la primera especie se observó que las plantas que crecen en sustratos con el 15% de subproductos del corcho tienen un desarrollo similar a las plantas que crecen en el sustrato sin corcho. Sin embargo, cuando el porcentaje de corcho fue igual o superior al 30% la planta presentó un crecimiento mucho menor.

En el caso de Lipia nodiflora los efectos negativos sobre el crecimiento de las plantas ya son notables en la primera mezcla del 15% de corcho y a medida que el porcentaje es mayor se obtuvieron plantas más pequeñas, con menor peso tanto en la parte aérea como en las raíces. Para ambas especies la humedad del sustrato fue similar para todas las mezclas, sin embargo, la baja capacidad de suministro de agua del corcho podría ser responsable de este comportamiento, pudiendo ser las diferencias en el crecimiento atribuidas a una menor disponibilidad real del agua en aquellas con mayor porcentaje de corcho.

Paralelamente, en estas dos especies se ha encontrado también un cambio de las proporciones entre la parte aérea y la parte radicular de las plantas con el aumento de la proporción de corcho, aumentando la proporción de raíces respecto a la parte aérea con la proporción de corcho. Si se confirma esta tendencia, esto podría suponer una mejora de la morfología de las plantas inducida por la presencia de corcho que podría traducirse en un aumento de su resistencia a la sequía, al aumentar la parte suministradora de agua (raíces) respecto a la parte consumidora (parte aérea).

Rosmarinus officinalis mostró la tendencia opuesta a las dos especies anteriores, siendo los crecimientos mayores a medida que aumentó la proporción de corcho en el sustrato. Los crecimientos fueron fundamentalmente de la parte aérea, ya que las raíces mantuvieron un desarrollo similar. La humedad se mantuvo parecida entre los distintos sustratos, por lo que puede que esta especie sea más tolerante a la presencia de compuestos fenólicos, ya que ella misma los produce en grandes cantidades.  

Por último, en el caso de la especie Sedum espureum las diferencias en el crecimiento entre las distintas mezclas no fueron apreciables, aunque se observaron diferencias en la humedad del sustrato, siendo menor a medida que aumentaba la proporción en corcho. La capacidad de almacenamiento de agua de especies crasas, como en el caso de Sedum, pueden estar permitiendo una fuerte adaptabilidad a medios donde el agua está menos disponible.

Texto: A.M.García Moreno1, R. Sánchez Cuesta1, C.Prades López1, M.Verdum Virgos2, P. Jové2,M.Bejarano Medina3, B.Abellanas Oar1, 1 Dpto. IngenieríaForestal. Universidad de Córdob, 2 Institut Català del Suro (ICSURO. 3 TREVINCA Inversiones Medioambientales. Correspondencia: ir1aboab@uco.es

Las ventajas del corcho como sustrato para cubiertas verdes

Aun cuando se ha constatado la existencia de una cierta fitotoxicidad del corcho utilizado como sustrato para el cultivo de plantas, también se ha observado que la tolerancia de las plantas puede ser amplia, dependiendo tanto de las especies vegetales como de la formulación del sustrato en que interviene el corcho, así como de la granulometría empleada. Por tanto, aunque desde el punto de vista del crecimiento vegetal puede no ser la mejor opción, la utilización de subproductos de corcho como componente de sustratos vegetales puede tener algunas ventajas de gran interés, especialmente en ámbitos mediterráneos y en su utilización para cubiertas verdes, ya sean horizontales o verticales. Entre dichas ventajas cabe destacar las siguientes:

  • Se trata de un producto renovable, por lo que puede contribuir al desarrollo de la bioeconomía y apoyar la consecución de los ODS de Naciones Unidas. Especialmente teniendo en cuenta que se utilizan residuos de la industria corchera, reduciendo así su eliminación por vías contaminantes y recuperando su valor como producto.
  • Su alta durabilidad, derivada de su lenta descomposición microbiana gracias a su alto contenido en taninos, ceras y suberina, hace que su vida útil pueda superar ampliamente la de otros sustratos orgánicos.
  • Una cierta “inercia hidráulica” del producto corcho, con menor proporción de agua fácilmente disponible para las plantas que otros sustratos orgánicos como la turba, puede suponer un inconveniente para el rápido desarrollo de las plantas, pero una ventaja frente a posibles altas fluctuaciones de la humedad ambiental ligadas, por ejemplo, a variaciones térmicas bruscas, tan habituales en el ámbito mediterráneo. Las pérdidas por transpiración y la rápida desecación del sustrato ligados a estos fenómenos podrían ser menores en sustratos con corcho, con la consiguiente mejora en la supervivencia de las plantas frente a golpes de calor u otras circunstancias no previsibles.
  • La menor densidad del corcho frente a otros sustratos orgánicos podría aportar ventajas estructurales a las cubiertas verdes y los jardines verticales, al reducir el peso de estos (la densidad del sustrato corcho empleado en nuestro ensayo fue de 250 g/L, frente a la mezcla de sustrato comercial+fibra de coco con la que se mezcló, que arrojó una densidad de más de 390 g/L).
  • En nuestro estudio hemos observado, para algunas especies, un aumento de la proporción de raíces respecto a la parte aérea de las plantas ligado a la proporción de corcho empleada. Esto puede suponer una interesante adaptación inducida de las plantas debida a la presencia de corcho que les permitiría mejorar su comportamiento y supervivencia frente a episodios de sequía, al mejorar su balance hídrico.
  • El sustrato corcho presenta una alta capacidad de aireación lo que, junto con su elevada elasticidad, puede suponer una ventaja frente a posibles problemas de compactación de los sustratos con el paso del tiempo y la consiguiente pérdida de oxigenación del medio.
  • Los resultados preliminares observados en la regulación de la temperatura que ejercen las paredes verdes sobre los edificios en que se instalan parecen apuntar a una mejora en la regulación térmica de los sustratos con presencia de corcho.
  • Se esperan también resultados altamente esperanzadores en la capacidad de descontaminación de estos sustratos lo que permitiría, simultáneamente, reducir el gasto en agua requerido para su mantenimiento a la vez que contribuir a la descontaminación de aguas residuales de forma limpia.

En definitiva, el corcho no parece el mejor medio para producir altas tasas de crecimiento en plantas, pero puede mejorar otros aspectos muy relevantes, tanto en relación con la supervivencia o la durabilidad de las instalaciones vegetales a largo plazo como en los aspectos de sostenibilidad y valorización de productos renovables.

Además, como han demostrado algunos estudios previos y que animan a trabajar en esta línea, gran parte del comportamiento del corcho como sustrato puede modularse en el sentido deseado mediante la optimización de las formulaciones en las que intervenga, no sólo en cuanto a las posibles combinaciones del corcho con otros componentes, sino también en cuanto a las granulometrías empleadas, donde podrían conseguirse avances importantes.

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