El documento describe varios cultivos prometedores para la producción de biocombustibles como alternativas al maíz y otros cultivos alimenticios. Estos incluyen el pasto varilla (Panicum virgatum), el miscanthus y el switchgrass. Estos cultivos son perennes, requieren pocos insumos, y pueden crecer en tierras marginales. El documento también discute los beneficios ambientales y de rendimiento energético de estos cultivos en comparación con el maíz para la producción de etanol.

1. http://www.wip.es/eco/
http://www.wip.es/
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. 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

3. 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

4. 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

5. 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

6. 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

7. 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.

8. 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
C/Cronos Parcela M4-8
Pol. Ind. La Encomienda
47195 Arroyo de la Encomienda
Valladolid - España
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