BIOENERGIA y ECOMATERIALESEl aporte del sorgo en la sustentabilidad de los sistemas agrícolas

TODOSORGO 2012Ing. Agr. MSc. Diego M Maranesi

►PROBLEMATICA AMBIENTAL Atmosfera (emisión gases) Suelo (deterioro físico, químico y biológico)Agua (escasez)►PROBLEMATICA ALIMENTICIA Incremento demográfico Cambio hábitos alimenticiosFrontera agrícola limitada►PROBLEMATICA ENERGETICADemanda crecienteRecursos limitados no renovables►PROBLEMATICA ECONOMICACrisis GlobalReconversión de los términos de intercambio (Comoditización)►PROBLEMATICA SOCIAL

DESAFIOS DEL MUNDO ACTUAL

Propuestas desde la agriculturaAGRICULTURA MODERNA y SUSTENTABLESISTEMAS PRODUCTIVOS EN SIEMBRA DIRECTAINTENSIFICACION DE LA ROTACION DE CULTIVOSFERTILIZACION Y PRACTICAS DE MANEJO AGRONOMICOMEJORAMIENTO GENETICO Y BIOTECNOLOGIA EFECTOSMejora ambiente edáfico (erosión, MO, actividad biológica)Reduce las emisiones y captura carbono atmosféricoAumenta la capacidad de retención hídricaIncremento de productividad Eficiencia en la utilización de recursos

Como definimos agricultura sustentable?“La agricultura sustentable se basa en sistemas de producción cuya principal característica es su aptitud de mantener su productividad y ser útiles a la sociedad indefinidamente.”Por lo tanto los sistemas de producción sustentables deben reunir los siguientes requisitos:Conservar los recursos productivos.Preservar el medioambiente.Responder a los requerimientos sociales.Ser económicamente competitivos y rentables. Fuente Ferrari 2010

EJES DE LA SUSTENTABILIDAD

Viabilidad Económica

Viabilidad Ecológica

Viabilidad Social

PILARES DE LA SUSTENTABILIDAD

Siembra Directa

Nutrición y Fertilización

Rotación de Cultivos

.

MAXIMA EFICIENCIA EN EL USO DEL AGUA.Capacidad exploratoria radicularTolerancia a stress hídrico y térmicoMAXIMA EFICIENCIA FOTOSINTETICA (C4)MENOR INDICE DE COSECHA DE NUTRIENTESMayor aporte del rastrojo (relación C/N, cobertura y MO)MEJOR CULTIVO ANTECESORSEGURIDAD DE COSECHA CAPTURA DE CARBONO MENOR COSTO AMPLITUD DE USOS (ALIMENTOS Y ENERGIA)

PORQUE SORGO EN NUESTROS SISTEMAS?

Por qué biocombustibles ?Por qué sorgo para biocombustible ?Por qué Argentina en bioenergía ?

BIOENERGIA

POR QUE BIOCOMBUSTIBLES?

CRISIS GLOBAL ( Energía, alimentos, agua )

► RECURSOS ENERGETICOS FOSILES ( Implicancias ambientales, políticas…finitud… )

► RECURSOS ENERGETICOS RENOVABLESOrgánicos (biomasa)GeotermiaEnergía eólicaEnergía solar (térmica-fotovoltaica)Energía del aguaEnergía nuclear

BIOENERGIA

BIOMASA Biocombustibles LíquidosBiocombustibles SólidosBiogasBIOCOMBUSTIBLES LIQUIDOS-TRANSPORTE

► Biodiesel (Grasas y Aceites) ► Bioetanol (Hidratos de Carbono)

BIOENERGIA

BIOETANOL

Materia prima ► Azucares

fermentecibles ► Almidón ► Lignocelulósicas (2da

generación)

BIOENERGIA

POR QUE SORGO PARA BIOCOMBUSTIBLES?

- Alto potencial de producción de Biomasa (C4) (Efic. Energética)- Mayor eficiencia en el uso del agua - Tolerante a stress (Altas temp., sequía, salinidad, …) (adaptación fenológica y fenotípica) (fronteras de producción)- Cultivo multifuncional de valor universal.- Ciclo corto de producción - Ideal para esquemas de rotación (rastrojo, raíces, rebrote)- Variabilidad genética inexplorada

BIOENERGIA

Sorgo Azucarado- Produce jugo rico en azúcares, destilables a etanol.- Producción de almidón comparable al maíz- Subproductos lignocelulósicos (bioenergía, papel)

BIOENERGIA

La producción de bioetanol se realiza comercialmente empleando dos tipos de materia prima: las azucaradas - directamente fermentecibles y las amiláceas, en las que el almidón debe ser sacarificado antes de su fermentación. Una tercera vía (bioetanol de 2da generación) se basa en la utilización de materiales celulósicos que deben ser hidrolizados para generar una solución de azúcares fermentecibles.

Tabla: Productividad promedio de bioetanol por tonelada y por área, balance energético y emisiones GEI evitadas para diferentes cultivos.

(BNDS.2008; datos propios).

Cultivos Biomasa (t/ha)

Etanol (l/t)

Etanol (l/ha)

BalanceEnergétic

o

Emisiones GEI

EvitadasCaña de Azúcar 60-90 75 5800 9 - 12 85 - 90

%Sorgo Azucarado

50-80 40 2500 5 – 8 60 - 70 %

Remolacha Azucarera

35-60 110 6000 1,2 – 2,1 35 – 55 %

Maíz (granos) 7-12 360 4000 0,6 – 2 -30 a - 40Trigo (granos) 5-7 340 1800 1 – 1,1 19 – 45%Residuos lignocelulósicos variable 400 variable 8 - 9 65 – 75%

El sorgo azucarado o sacarífero es un cultivo muy adecuado para la producción de biocombustibles, destacándose las siguientes características:

•Como especie C4, es un eficiente convertidor de la energía solar en biomasa, ya que con un bajo requerimiento de insumos produce

una elevada cantidad de carbohidratos. •Es uno de los cultivos de mayor eficiencia de uso de la radiación

solar (1,4 - 2,8 g biomasa /MJ).•Presenta un bajo costo de energía metabólica para la

construcción de biomasa (carbohidratos).•Tiene un elevado potencial para reducir las emisiones de gases

efecto invernadero (GEI).

•Tiene una elevada capacidad de producción de biomasa en un ciclo corto (3-4 meses), es un cultivo muy eficiente en el uso del

agua, tolerante a la sequía y con cierta tolerancia a salinidad.

•Tiene un elevado potencial para la producción de bioetanol y biocombustibles sólidos, por el contenido de azúcares

fermentecibles (AFT 12 - 20%) del jugo de sus tallos y su tenor de fibra (12 % - 18%).

•Su bagazo y los residuos de cosecha tienen un valor bioenergético, similar al de la caña de azúcar.

•Es ideal para implementar un sistema de rotación, como en el caso de la soja, por la cantidad de rastrojo residual y por su

extendido sistema radicular.

INTEGRACIÓN DEL SORGO AZUCARADO CON LA AGROINDUSTRIA DE LA CAÑA DE AZÚCAR

• INTEGRACION A LA MISMA CADENA PRODUCTIVA

• INTEGRACION TEMPORAL

• INTEGRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA DISPONIBLE

• REDUCCIÓN DE COSTOS FIJOS AGROINDUSTRIALES

• INTEGRACION ESPACIAL

• APORTES A LA SUSTENTABILIDAD23

Granos

Tallos# Jugo Azucarado

# Fibra

INTEGRACION A LA MISMA CADENA PRODUCTIVApor la similitud de sus productos bioenergéticos, de los procesos de

producción, sus elevadas eficiencias energéticas y su bajo impacto ambiental

OTRAS

ALCOHOL Y ENERGIA

AZUCAR, ALCOHOL Y ENERGIA

CALENDARIO BIOENERGETICO Ener

oFebr. Marz

oAbril Mayo Junio Julio Agost

oSetiem

Oct. Nov. Diciem.

COSECHA CAÑA DE AZÚCARCOSECHA SORGO

AZUCARADO SiembraS. Az

• INTEGRACION TEMPORAL: Ampliación del período de producción

bioenergética.

INTEGRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA DISPONIBLE Y REDUCCIÓN DE COSTOS AGROINDUSTRIALES

Aprovechamiento común de equipamiento agroindustrial ya disponible (cultivo, cosecha, transporte, molienda, fermentación,

destilación, etc.).

INTEGRACION ESPACIAL: Utilización de áreas de producción agrícolas no competitivas y cercanas a

los ingenios - destilerías.

APORTES A LA SUSTENTABILIDAD (conservación y mejora de los suelos, rotación de cultivos,

aprovechamiento recursos, biodiversidad, sanidad, rentabilidad, etc.)

Ideotipo de un híbrido de sorgo para la producción de bioetanol• Sorgo de tallo jugoso azucarado.• Altos valores de Brix (Mayores de 15-16º Brix) y de ART (> 9-10)• Buen volumen de jugo y alta extracción fabril (> 55 - 60%).• Mantenimiento de altos niveles de ART• Incidencia mínima en la partición total de asimilados • Niveles de fibra de intermedios a altos (12-16%). • Características agronómicas : tallos de altura total no mayor a los 3 metros y con buen diámetro (> a 2 -2,5 cm), resistencia al vuelco, sanidad, stay green.• Producción de tallos superior a 50 Tn/ha

BIOENERGIA

POR QUE ARGENTINA EN BIOENERGIA?

Actualmente, la agroindustria de la Caña de Azúcar, por medio del bioetanol y de la bioelectricidad, representa la fuente primaria de energía renovable con mayor

potencial de aporte a la matriz energética nacional.

ESTRUCTURA OFERTA INTERNA DE ENERGIA PRIMARIA 2007(81.302 kTEP)

Gas Natural52,01%

Leña1,42%Bagazo1,25%Otros Primarios

0,74%

Petroleo37,13% Carbón Mineral

0,47%

Nuclear2,67%

Renovables7,72%

Energía Hidráulica4,30%

Producción de bioetanol en Argentina (2009-2010) y la predicción del 2011 (EEAOC, CAA and SENA).

El principal objetivo es producir fibra para ser usada directamente en procesos industriales.Independientemente de la calidad de la fibra para usos técnicos específicos, la fibra de sorgo presenta las siguientes ventajas sobre otros recursos de residuos (madera, piedra, concreto, arena, plasticos etc,):Producción local ( evita transporte por largas distancias)Producción de bajo impacto ambiental (bajo consumo energético para la producción de fibra y reducción de GEI)Las cualidades agronómicas de la planta de sorgo son únicas.

ECOMATERIALESUSOS DE LA FIBRA DE SORGO

Los usos de la fibra de sorgo para eco-materiales son numerosos:

CONCRETO DE FIBRA DE SORGO Y LIMO: para cubiertas de paredes interiores o exteriores, o para rellenos de espacios de aislación entre paredes.Estos bloques de concreto estan compuestos por 60% de fibra.PANELES DE AISLAMIENTO: estan compuestos por 80% de fibra y alcanzan caracteristicas de aislacion cercanas a la fibra de vidrio.PANELES DE FIBRA ORIENTADA (OSB). Para paneles resistentes usados en la construcción de casas.COMPUESTOS DE PLASTICO: en los que el 80% del plástico es reemplazado por fibra de sorgo. Es un material biodegradable ideal para ambientes agresivos para su utilización en una amplia gama de superficies expuestas.

FIBRA DE SORGO

BLOQUES DE CONCRETO DE SORGO

PANELES DE AISLACION

COMPUESTO DE PLASTICO Y FIBRA DE SORGO

OBJETOS DE PLASTICOS CON FIBRA DE SORGO

SORGUIZACION

Marco conceptual estratégico que incluye al cultivo de sorgo como un elemento clave en el eje de evolución de una agricultura moderna y sustentable, basada en sistemas de producción en Siembra Directa, con intensificación de la rotación de cultivos, fertilización y manejo, maximizando la eficiencia en la utilización de recursos (agua y nutrientes), con captura de carbono, en un contexto de incremento de la demanda mundial de alimentos y energía no fósil, producidos con calidad y respeto por el medioambiente.

MUCHAS GRACIAS!!!!!