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UN “PASEO” POR LOS NUEVOS CULTIVOS DEDICADOS A LA OBTENCIÓN DE

BIOCARBURANTES.

1.-Prólogo.-

Es un grave error dedicar a la producción de biocombustibles

cultivos tradicionales, destinados a la alimentación, que necesitan

tierras fértiles y suficiente agua. El origen de los

biocombustibles, en el cual participamos, fue el aprovechamiento

de tierras abandonadas por la PAC. No respetar ese principio puede

eliminar las ventajas de la idea.

2.- Nuevos cultivos aptos para la producción de biocombustibles.-

Existen toda una serie de cultivos, resistentes, poco exigentes, aptos para

tierras abandonadas y de los cuales se pueden obtener biocombustibles.

Según estudios muy recientes, podrían llegar a cubrir una gran parte del consumo actual de combustibles líquidos. (Cultivando tierras disponibles podríamos cubrir cerca del 50% del consumo actual de combustibles líquidos http://bit.ly/f0K8P2 )

2.1.- PANICUS VIRGATUM.-

Comúnmente conocido como pasto varilla, es una especie perenne de estación cálida. Pasto nativo de Norteamérica, donde se halla naturalmente

desde latitud 55°N en Canadá bajando hacia EE. UU. y México. Es una de

las especies dominantes de la región central de pradera de altos pastos

de Norteamérica, y se la puede encontrar en praderas remanentes, en

pastizales nativos, y también naturalizada a lo largo de los costados de

rutas. Se la usa primariamente en conservación de suelo,

producción forrajera, cobertura de parques, como planta ornamental, y más

recientemente como cultivo de biomasa para producir calor, etanol, fibra,

electricidad.

Es una gramínea perenne, de profundas raíces, rizomatosas que comienza a

crecer a fines de primavera. Alcanza 2,7 m de altura. Sus hojas tienen 30-

90 cm de longitud, con una prominente lígula. Esta especie usa una fijación

del carbono, procedente del CO2 atmosférico, tipoC4 (Similar al maíz o la

caña de azúcar) poseyendo una ventaja en condiciones de sequía y de alta

temperatura. Sus flores se ubican en grandes panículas (Racimos de

racimos), frecuentemente de 60 cm de largo, y producen buenos

rendimientos de semillas. La semilla tiene 3-6 mm de largo y 1,5 mm de

ancho, y se desarrollan en espiguillas de una sola flor. Ambas glumas o

vainas se presentan bien desarrolladas. Al madurar, las semillas adquieren a

veces un tinte rosado o purpúreo, y pasan a marrón dorado cuando el follaje

entra al otoño.

Es una especie tanto perenne y auto fecundada, que le permite al granjero

no plantarla ni resembrarla después de su cosecha anual. Una vez

establecida, su stand puede sobrevivir diez años o más. A diferencia

del maíz, este pasto puede crecer en tierras marginales, requiriendo

relativamente modestos niveles de fertilizantes. Globalmente, es

considerado un eficiente cultivo de pocos cuidados para producir bioenergía

en tierras abandonadas.

Es una planta versátil y adaptable. Puede crecer y multiplicarse en variadas

condiciones climatológicas, con diferentes duraciones de las estaciones y

diferentes tipos de suelo y condiciones de las tierras.

Será siempre aconsejable plantar la variedad más adaptada a las praderas

existentes.

2.2.- El MISCANTUS.-

El Miscanthus giganteus, una planta poco conocida en Francia, se utiliza cada vez más en Europa en los cultivos dedicados a la producción de biocarburantes. Se trata de una planta muy productiva, con alto contenido en lignocelulosa y que requiere pocos insumos. El éxito de este tipo de cultivo en Francia está supeditado a la puesta a punto de sistemas de cultivo que garanticen los mejores balances energéticos con la menor repercusión medioambiental posible. Varios equipos del INRA y de la Universidad de Lille se han asociado para aunar la adaptación de las técnicas de cultivo con la mejora genética de la planta. Es una gramínea vivaz procedente de Asia que presenta dos ventajas

particularmente interesantes para la producción de biocarburantes: produce mucha biomasa y requiere pocos insumos. La excepcional productividad del miscanthus se explica por su metabolismo fotosintético C4, idéntico al de plantas tropicales como el maíz, la caña de azúcar o el sorgo. Gracias a este metabolismo, la planta optimiza la captación del gas carbónico y su posterior transformación en materia orgánica.

Es una planta perenne que vuelve a brotar cada año gracias a los rizomas que desarrolla en el suelo, y una sola fase de implantación puede asegurar más de quince años de cultivo. El primer año es crítico pues en este periodo la planta desarrolla sus raíces. Durante esta fase el crecimiento vegetativo es escaso y la aparición de malas hierbas es muy rápida, por lo que es conveniente emplear herbicidas para asegurar el correcto enraizamiento de las plantas. Al finalizar el primer año, el triturado e incorporación de los restos al suelo crea una capa superficial que limita, por sí mismo, el desarrollo de las malas hierbas. En los años posteriores el crecimiento del cultivo es rápido y permite evitar el uso de herbicidas. El cultivo del miscanthus no requiere tampoco el empleo de fungicidas ni de insecticidas. Para que la planta pueda desarrollarse plenamente, las condiciones de cultivo deben ser óptimas. En 2006, investigadores del INRA crearon plantaciones experimentales de miscanthus en el marco del proyecto REGIX (1). El Instituto lleva a cabo ensayos paralelos sobre siete especies potencialmente interesantes para la producción de energía: tres especies

C4: miscanthus, switchgrass (gramínea originaria de Estados Unidos) y sorgo, de las cuales las dos primeras son perennes; tres especies anuales C3: triticale, alfalfa y festuca; así como plantaciones de chopos cultivadas en tallares de rotación muy corta (TTCR) Los investigadores del INRA(2) medirán, para cada especie y para diferentes condiciones de cultivo, la cantidad y la calidad de la biomasa así como los mecanismos de transformación de ésta en combustible. Las exigencias dependen de si la lignocelulosa se transforma en etanol o en gasolina mediante conversión biológica o termoquímica. Los parámetros clave son: (1º) el contenido en elementos minerales tales como el silicio o el cloro, perjudiciales para la vía termoquímica; (2º) el contenido en agua y la proporción de lignina y celulosa, que condicionan el poder de fermentación de los microorganismos en la vía biológica. El período ideal para la cosecha del miscanthus es entre febrero y marzo, cuando las hojas se han caído y restituyen el nitrógeno al suelo. No obstante, también se puede anticipar la cosecha para utilizar la biomasa de las hojas, pero en este caso debe practicarse una fertilización nitrogenada para garantizar las necesidades del año siguiente. También hay que tomar en consideración los riesgos de compactación del suelo provocados por una cosecha invernal en suelo húmedo. Los investigadores analizarán todas estas modalidades de cultivo, así como sus consecuencias en la evolución del suelo a largo plazo, asi como su estado físico y orgánico. Además de los estudios mencionados, el INRA inició en 2007 un proyecto(3) cuyo objetivo es estudiar la variabilidad genética del miscanthus para caracteres agronómicos importantes tales como la producción de biomasa aérea, los caracteres asociados a la biología floral y la fisiología del metabolismo nitrogenado. Este trabajo constituye la primera etapa necesaria para estudiar el determinismo genético de la producción de biomasa del miscanthus bajo estrés abiótico (disponibilidad de nitrógeno, temperatura del aire y del suelo, disponibilidad de agua, entre otros) a fin de crear nuevas variedades adaptadas a Europa del Norte y al uso de la bioenergía.

En este programa interdisciplinario, que se desarrolla en el marco del polo de competitividad con vocación mundial «Industrias y Agrorrecursos» de las regiones Picardía y Champaña-Ardenas, participan a nivel local, los agrónomos y genetistas del INRA de Lille y la plataforma agrimedioambiental de Estrées-Mons; y, a nivel regional, los biólogos de la Universidad de Lille y los fisiólogos que estudian el metabolismo nitrogenado en la Universidad de Amiens. De manera más general, el conjunto de los trabajos agronómicos y genéticos

se inscribe en la temática del «Carbono renovable», que el INRA desea intensificar mediante la contratación de nuevos investigadores. Dichos estudios se realizan en colaboración con otros equipos del INRA, así como con los principales agrónomos y genetistas especializados en el miscanthus de Europa (como el BBSRC o la Universidad de Wageningen). …………… (1) REGIX (referencial unificado, métodos y experimentos para mejorar la evaluación del potencial de fuentes de materias primas lignocelulósicas y residuos forestales para la bioenergía en Francia) financiado en el marco del Programa Nacional de Investigación Bioenergética de la Agencia Nacional de Investigación (2005-2008). En colaboración con el GIE ARVALIS/ONIDOL (coordinador del proyecto), la Asociación Forestal de Celulosa (AFOCEL), la Oficina Nacional Forestal (ONF), la Unión de la Cooperación Forestal Francesa (UCFF), EDF Investigación y Desarrollo, la Cámara Regional de Agricultura de la región Centro y la Federación Regional de las Cooperativas Agrícolas (FRCA) de Picardía. (2) Unidad Mixta de Investigación Fraccionamiento de los agrorrecursos y embalaje INRA - Universidad de Reims. (3) Proyecto PEL «Picardía Especies Lignocelulósicas», que implica a la Unidad Mixta de Investigación INRA - Universidad de Lille I «Estrés abiótico y diferenciación entre vegetales cultivados», a la Universidad de Amiens y a UNISIGMA.

2.3.-EL SWITCHGRASS.-

El ‘switch grass’, es un tipo de pasto que habitualmente está destinado a la alimentación del ganado y que hoy es considerado de menor impacto ambiental que la producción de maíz.Es una planta nativa de América. Crece rápidamente y de forma muy fácil en las planicies. Es una especie muy fuerte y resistente, y en algunos casos se considera muy invasiva (como una

mala hierba). En unos estudios realizados hace algunos años en Estados Unidos, se descubrió que algunas especies de plantas dejadas por si solas, podían producir gran cantidad de biomasa – el material de la planta cosechada – dependiendo del terreno y el clima. Estas “malas hierbas” son también resistentes a la sequía y no requieren demasiado fertilizante, y en algunos casos ninguno. Esto significa que se requiere menos combustible convencional para la producción de este material. Los tractores usados para extender el fertilizante necesitan gasolina o gasóleo, por lo que ya estamos gastando un tipo de energía para crear otro. Menos fertilizante y menos riego significan reducir la energía usada, y también nos lleva a un menor coste y menos emisiones de gases contaminantes. El material básico para producir el combustible destilado es etanol de celulosa. Este combustible que es básicamente alcohol, es creado por un proceso químico al separar la celulosa – la estructura que construye las

paredes de la planta. Una vez que se separa la celulosa en sus componentes más básicos, se le añade levadura y se fermenta en alcohol. Después de ser refinada, el etanol producido puede ser usado como combustible. Cuanta más celulosa disponible se pueda extraer de una planta, más valor tendrá como fuente de obtención de etanol. Switchgrass tiene mucha celulosa. Casi un 70 por ciento de la planta está compuesto de carbohidratos complejos.

Se han hecho varios estudios e investigaciones con el switchgrass, desde su producción hasta su transporte para distribuir el etanol. Se descubrió que cada unidad de energía aportada al etanol celulósico producido desde el switchgrass, se creaban diez veces más de energía a la salida. En contraste, la gasolina requiere más energía para ser producida que lo que tiene.

También se vio que el etanol sacado del switchgrass, requiere un 70 por ciento menos de petróleo que lo que requiere producir gasolina.Con todo esto, parece que la planta switchgrass es una buena alternativa para la producción de biocombustibles. Otras consideraciones: Ya sabemos que los residuos agrícolas, forestales y agroindustriales tienen potencial energético. No es del maíz, del azúcar ni de la remolacha de donde se debe obtener el etanol. Los investigadores dirigidos por el científico Jay J. Cheng, lo extraen de varias fuentes que, ni están destinadas a la alimentación (los pastos) ni requieren tierras fértiles para su cultivo. Cheng es profesor de la Universidad NC State, en Carolina del Norte, EE.UU. y entre sus trabajos está contemplado el estudio energético de nuevas materias primas: “la celulosa presente en las membranas de sus células se convierte con facilidad en azúcar que fermenta después en etanol”. Otra de las ventajas de este pasto es que absorbe dióxido de carbono de la atmósfera durante su crecimiento. También señala que el rendimiento energético de la producción de etanol a partir de maíz, en EE.UU. es, en el mejor de los casos, del 25%. Lo que confirma que se obtiene menos energía de la invertida. Por otra parte, el etanol de maíz contabiliza pequeñas emisiones de gases efecto invernadero, lo que no ocurre con el obtenido a partir del etanol de la celulosa y lo más grave es que eleva innecesariamente el precio del maíz destinado a la alimentación. Finalmente, el científico Cheng señala que el Congreso estadounidense aprobó una ley para que la producción de etanol lignocelulósico se aproxime lo más posible a los 3.800 millones de litros hasta el año 2020. FUENTES: wikipedia, enarzine, biodiesel spain, marca de coche.

Valladolid, Febrero 2011

WIP

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