S

Biotecnologia i biocombustibles

Biotecnología y biocombustibles.

Tipos Estado actual de la tecnología para producirlos. Perspectivas de futuro: el caso de la paja de arroz.

BIOMASA

RESTOS FÓSILES

BIOMASA

COMBUSTIBLES FÓSILES

BIOCOMBUSTIBLES

Largos periodos de tiempo

Tiempo más corto

DEFINICIÓN DE BIOMASA

Por biomasa entendemos el conjunto de materia orgánica renovable de origen vegetal, animal o procedente de la transformación natural o artificial de ésta.

La biomasa tiene en común que deriva directa o indirectamente del proceso de la fotosíntesis. Por este motivo, se la considera una fuente de energía renovable (Sol).

El concepto de biomasa energética incluye todos los materiales vegetales que no pueden utilizarse con fines alimentarios o industriales (ni combustibles fósiles ni alimentícios)

CLASIFICACIÓN DE LA BIOMASA

BIOMASA NATURAL: procedente de los ecosistemas silvestres.

Hay que vigilar el hecho de no explotar los recursos por encima de la tasa de renovación del ecosistema.

CLASIFICACIÓN DE LA BIOMASA

BIOMASA RESIDUAL: se puede extraer de los residuos agrarios y forestales, además de las actividades humanas (agroalimentarias y maderas)

CLASIFICACIÓN DE LA BIOMASA

CULTIVOS ENERGÉTICOS: cualquier cultivo agrario cuya finalidad sea proporcionar material para destinarlo a su aprovechamiento energético: Elevadas concentraciones de

carbohidratos Las oleaginosas Las esencias forestales Las amiláceas

BIOMASA

Elevadas concentraciones de carbohidratos:

BIOMASA

Cultivos oleaginosos:

Las esencias forestales

BIOMASA

BIOMASA

Las amiláceas:

¿Qué son los biocombustibles?

son los combustibles de origen biológico obtenidos de manera renovable a partir de restos orgánicos.

BIOCOMBUSTIBLES PRIMERA GENERACIÓN

MATERIAS PRIMAS DE USO ALIMENTARIO:

BIOETANOL

BIOCOMBUSTIBLES PRIMERA GENERACIÓN

MATERIAS PRIMAS DE USO ALIMENTARIO:

BIODIESEL

BIOCOMBUSTIBLES DE PRIMERA GENERACIÓN

TÉCNICAS:

FERMENTACIÓN

BIOETANOL

TRANSESTERIFICACIÓN

BIODIESEL

DIGESTIÓN

BIOGAS

VENTAJAS DE BIOCOMBUSTIBLES DE PRIMERA GENERACIÓN

Fácil procesamiento

BALANCE POSITIVO DE EMISIONES

BAJAS O NULAS EMISIONES DE GASES DE EFECTO

INVERNADERO

DESVENTAJA COMBUSTIBLES DE PRIMERA GENERACIÓN

BIOCOMBUSTIBLES DE SEGUNDA GENRACIÓN

MATERIAS PRIMAS DE USO NO ALIMENTARIO

VENTAJAS JATROPHA

NO

DESVENTAJAS JATROPHA

PULPA SIN VALOR

COMERCIAL TÓXICO

FRUTOS MADURANA LO LARGO DEL

AÑO

COSECHA A MANO

BIOCOMBUSTIBLES SEGUNDA GENERACIÓN

MATERIAS PRIMAS:

CAÑA

MAIZ TRIGO

HOJAS SECAS SERRÍN

BIOCOMBUSTIBLES SEGUNDA GENERACIÓN

TÉCNICAS:

BIOETANOL GAS SINTÉTICO

MÉTODO GASIFICACIÓN (FISCHER-TROPSCH)

SACARIFICACIÓNFERMENTACIÓN

VENTAJA COMBUSTIBLES SEGUNDA GENERACIÓN

No son comestibles

NO

DESVENTAJA COMBUSTIBLES SEGUNDA GENERACIÓN

Poca ganacia de emisiones de gases efecto invernadero comparado con los de primera

generación

BIOCOMBUSTIBLES DE TERCERA GENERACIÓN

EMPLEAN TECNOLOGÍA PARA MEJORAR LA CONVERSIÓN DE BIOMASA A BIOCOMBUSTIBLE

MAÍZ CON CELULASASÁBOLES BAJOS EN LIGNINA

BIOCOMBUSTIBLES TERCERA GENERACIÓN

MATERIAS PRIMAS:

RESIDUOS MADERA

SERRÍN PERFOLLA

MAÍZPASTO VARILLA (PANICUM VIRGATUM)

BIOCOMBUSTIBLES DE TERCERA GENERACIÓN

PROBLEMA CON LA CELULOSA: MOLÉCULAS RODEADAS Y

ENLAZADAS ENTRE SÍ CON POLÍMEROS DE HEMICELULOSA Y LIGNINA QUE LE DAN RIGIDEZ.

PARA LIBERAR LA GLUCOSA DE LA CELULOSA SE NECESITA ACORTAR Y ROMPER LAS CADENAS DE CELULOSA MEDIANTE PROCESOS QUÍMICO-INDUSTRIALES COMPLEJOS

BIOCOMBUSTIBLES DETERCERA GENERACIÓN

TÉCNICAS: MÉTODO DE DE-CONSTRUCCIÓN

CELULOSA

EXTRAER OXÍGENO MOLÉCULAS

MÁS PEQUEÑAS

BIOCOMBUSTIBLES

REFINARLOS

BIOCOMBUSTIBLES DE TERCERA GENERACIÓN

TEMPERATURAS ENTRE 300-600ºC:

BIOMASA

CALENTAR EN AMBIENTE SIN

OXÍGENO CARBÓN

GASESBAJO COSTO

MUY ÁCIDOINSOLUBLE EN HIDROCARBUROSMITAD DE LA ENERGÍA

BIO-CRUDO

BIOCOMBUSTIBLES DE TERCERA GENERACIÓN

TEMPERATURAS > 700 ºC: MÉTODO DE GASIFICACIÓN O DE FISCHER-TROPSCH

INYECTAR OXÍGENO

CALENTAR A MÁS DE 700ºC

REACTOR

BIOMASA

GAS

MONÓXIDO DE

CARBONO

MONÓXIDO DE

HIDRÓGENO

ALQUITRANES

ALQUITRANES

GASCOMPRIMIR A PRESIÓN

70 ATM.

COMBUSTIBLELÍQUIDO

CATALIZADORDESCENSO DE TEMPERATURAS

(CONDENSACIÓN)

VENTAJAS BIOCOMBUSTIBLE TERCERA GENERACIÓN

SECUESTRO CO2 BALANCE POSITIVO EMISIONES

DESVENTAJAS DE BIOCOMBUSTIBLES DE TERCERA GENERACIÓN

TIERRAS ESPECIALES PARA CULTIVO ENERGÉTICO

PROCESOS CAROS PARA ROMPER

CELULOSA

BIOCOMBUSTIBLES DE CUARTA GENERACIÓN

Se basan en la captación y almacenamiento de carbono (CAC) tanto a nivel de la materia prima como de la tecnología del proceso. Se llama bioenergía con almacenamiento de carbono.

FUENTE DE CARBONO O CO2

BACTERIAS GENÉTICAMENTE

MODIFICADAS

BIOCOMBUSTIBLES

DESVENTAJAS COMBUSTIBLES CUARTA GENERACIÓN

UNICAMENTE EN FASE TEÓRICA DEPENDE DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA DE LA

BACTERIA ARTIFICIAL POSEE LIMITACIONES TERMODINÁMICAS

IMPORTANTES

TÉCNICA DEPENDE DE LA BIOMASA

MATERIA SECA CALORvapor Energía eléctrica

MATERIA HÚMEDAMetanol, aceites, gases

Metano y gasalcoholhidrocarburo

biogas-

-

MATERIAS PRIMAS CON AZÚCAR

FERMENTACIÓN

DESTILACIÓN

PRODUCTOHIDRATADO

PRODUCTODESHIDRATADOGASOHOL

MATERIAS PRIMAS AMILÁCEAS

ALMIDÓN

MOLIDAS

TRATAMIENTO ENZIMAS

SOLUCIÓN AZUCARADA

FERMENTACIÓNBIOETANOL

BIOCOMBUSTIBLES

SÓLIDOSBIOGÁS

LÍQUIDOS

BIOCOMBUSTIBLES DEL PASADO

MÉTODOS PARA LA OBTENCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES

MECANICOS: ASTILLADO, TRITURACIÓN Y COMPACTACIÓN

TERMOQUÍMICOS: PIRÓLISIS, COMBUSTIÓN Y GASIFICACIÓN

BIOTECNOLÓGICOS: MICROBACTERIANOS O

ENZIMÁTICOS

MÉTODOS EXTRACTIVOS

TIPOS DE BIOCOMBUSTIBLES

BIOETANOL: Etanol generado a partir de la biomasa o de una fracción biodegradable de residuos.

BIODIÉSEL: éster metílico generado a partir de un aceite vegetal, algas o animal de calidad similar al gasóleo.

BIOGÁS: combustible gaseoso generado a partir de la biomasa de vegetales y/o a partir de la fracción biodegradable de los residuos.

TIPOS DE BIOCOMBUSTIBLES

BIOMETANOL: metanol generado a partir de la biomasa de vegetales.

BIODIMETILÉTER: dimetiléter generado a partir de la biomasa de vegetales.

BIOMTBE (METIL TER-BUTILÉTER): combustible generado a partir del biometanol.

BIOCARBURANTES SINTÉTICOS: hidrocarburos sintéticos o sus mezclas, generados a partir de la biomasa vegetal.

ACEITE VEGETAL PURO: obtenido a partir de plantas oleaginosas mediante presión, extracción u otros procedimientos comparables, crudo o refinado, pero sin modificación química.

BIOETANOL

BIOETANOL

FERMENTACIÓN

DESTILADO

POSEE AZÚCARES SIMPLES

PRODUCTOS RICOS EN SACAROSA: CAÑA, MELAZO Y SORGO

BIOETANOL

FERMENTACIÓN

BIOETANOL

DESTILADO

SACARIFICACIÓN

PRODUCTOS QUE POSEE ALMIDÓN: MAÍZ, TRIGO Y CEBADA

GLUCOSA O FRUCTOSA

VEGETAL + AGUA+ ENZIMA

BIOETANOL SEGUNDA GENERACIÓN

PRODUCTOS CELULOSA: MADERA Y RESIDUOS AGRÍCOLAS

ENZIMASLIGNINA CELULOSA

HIDRÓLISIS

FERMENTACIÓN

BIOETANOL

DESTILADO

CARBOHIDRATOS

¿Cuáles son los subproductos generados de la elaboración de etanol

y biodiésel?

En el caso del etanol producido a partir de granos, los subproductos son los llamados granos de destilería, que se destinan a la alimentación animal; además, las aguas de deshecho, que son ricas en nitrógeno, se las utiliza como fertilizante.

En el caso del etanol proveniente de caña de azúcar, los subproductos son el bagazo, que se utiliza como para la generación de electricidad y vapor, y la vinaza, que se usa como fertilizante en los campos agrícolas.

BIOETANOL

Desechos agrícolas, forestales, industriales

o municipales con MUCHA CELULOSA

Proceso de conversión en

azúcares fermentables

Proceso complejo y

costoso que no resulta rentable comercialmente

por ahora

BIOETANOL

Los alcoholes de origen orgánico están integrados por dos tipos fundamentales:

METANOL ETANOL: a partir de cultivos ricos en

celulosa, almidón o sacarosa. Comparte propiedades fisico-químicas

con la gasolina Mejora de la combustión y reducen las

emisiones a la atmósfera Es habitual que se mezcle con gasolina

VENTAJAS BIOETANOL

DISMINUYE LA DEPENDENCIA DEL

PETRÓLEO REDUCE GASES CON EFECTO INVERNADERO

REEMPLAZA LOS

ADITIVOS NOCIVOS

PARA HUMANOS

DESVENTAJAS BIOETANOL

MENOR PRECIO POR GALÓN PORQUE SE

CONSUME MÁS RÁPIDO

SE USA GAS NATURAL O CARBÓN PARA PRODUCIR VAPOR, ADEMÁS DE

FERTILIZANTES NITROGENADOS

BIODIESEL

EXTRACCIÓN QUÍMICA:

- Compresión- Extracción

- Pirólisis

TRANSESTERIFICACIÓNA PARTIR DE

MATERIA PRIMA OLEAGINOSA

SEPARAR Y PURIFICAR PRODUCTOS

ÉSTERES, CATALIZADOR, COMPUESTOS NO

REACCIONAN, METANOL, GLICERINA, JABÓN Y AGUA

BIODIESEL

ACEITE BRUTO (TORTA ALIMENTICIA)

GLICERINA

Jabones

Alimento

TRANSESTERIFICACIÓN

DESDE EL PUNTO DE VISTA QUÍMICO:

ACEITES VEGETALES SON TRIGLICERIDOS

3 CADENAS LARGAS + GLICEROL

TRANSESTERIFICACIÓN

1 Molécula de triglicérido + 3 moléculas de etanol o metanol =3 moléculas de monoésteres y 1 de

glicerol

Ésteres etílicos y metílicos Glicerol

Mezclados con diesel o como combustibles

puros

Se recupera como subproducto

SE SUSTITUYE EL ALCOHOL DEL

ACEITE (GLICEROL) POR OTRO MÁS

SIMPLE (METANOL O ETANOL)

BIODIESEL SEGUNDA GENERACIÓN: MÉTODO DE GASIFICACIÓN FISCHER-TOPSCH

MONÓXIDO DE CARBONO E HIDRÓGENOREACCIÓN A ALTAS

TEMPERATURAS CON OXÍGENO

GAS SINTÉTICO (SYNGAS)

GASIFICACIÓN

VENTAJAS DEL BIODIESEL

Ausencia de azufre

Mejor combustión (reduce el humo)Reduce emanaciones de CO y CO2

Los derrames son menos contaminantes y menos letales, se degradan más fácilmente

Emisiones mejores para trabajadores expuestos

VENTAJAS DEL BIODIESEL

Menos irritante para la pielComo lubricante del motor

Transporte y almacenamiento más seguro

Menos tóxico

Mejor aroma de combustion

DESVENTAJAS BIODIESEL

El biodiésel presenta problemas de fluidez y congelamiento a bajas temperaturas (<0°C), especialmente el que se produce de palma africana.

Los costos de la materia prima son elevados y guardan relación con el precio internacional del petróleo.

Por su alto poder solvente, se recomienda almacenar el biodiésel en tanques limpios; si esto no se hace, los motores podrían ser contaminados con impurezas provenientes de los tanques.

El contenido energético del biodiésel es algo menor que el del diésel (12% menor en peso u 8% en volumen), por lo que su consumo es ligeramente mayor.

El biodiésel de baja calidad (con un bajo número de cetano) puede incrementar las emisiones de NOx (óxidos de nitrógeno), pero si el número de cetano es mayor que 68, las emisiones de NOx serían iguales o menores que las provenientes del diésel fósil.

BIOGÁS

BIOGÁS

ENERGÍA ELÉCTRICA O MECÁNICA

Resuelve la demanda de luz

Reduce la deforestaciónReciclar los desechos de actividad agropecuaria

OBTENCIÓN DE BIOGÁS A PARTIR DE BACTERIAS

HOMOACETOGÉNICASHIDROLÍTICAS ACETOGÉNICAS METANOGÉNICAS

VENTAJAS BIOGÁS

Disminuye la tala de bosques

Diversidad de usos

Biofertilizante rico en N, P, K

Elimina los desechos orgánicos

BIOTECNOLOGIA Y BIOCOMBUSTIBLES

BIOTECNOLOGÍA: permite la obtención de

combustibles a partir de organismos o de sus

derivados, convierten al biocombustible en un

producto biotecnológico

Variedades resistentes a insectos y alta tolerancia a

herbicidas

Producción bioetanol a partir de desechos

agrícolas

Conversión de la pulpa de la remolacha azucarera

EJEMPLOS

UN 40% MÁS DE BIOETANOL

GMO

Los Actinomycetes de la Patagonia Argentina

Los Actinomycetes utilizan como materia prima para la síntesis de ácidos grasos distintos residuos orgánicos que se generan a partir

de actividades humanas.

ACTIVIDADES HUMANAS

RESIDUOS ORGÁNICOS

ÁCIDOS GRASOS

El Rhodococcus del MIT

Se dedica a digerir una gran cantidad de compuestos

tóxicos y azúcares pero, no conforme con eso, luego sintetiza los mentados

triglicéridos.Digieren

COMPUESTOS TÓXICOS Y AZÚCARES

SintetizaTRIGLICÉRIDOS

PAÍSES PRODUCTORES DE BIOCOMBUSTIBLES

PAISES PRODUCTORES DE BIOETANOL (2007)

1. BRASIL Y EEUU: 88,6%2. UE-27 Y CHINA: 8,1 %3. RESTO DEL MUNDO: 4,1%

Situación actual en Europa

Europa inicio la producción de biodiesel desde comienzos de la década de los 90.

Europa, Austria y Francia eran los más activos en esta década 1997-1999 un aumento del 93% de producción

biocombustibles debido a la exención de impuesto al consumo 1991- Francia: programa acelerar producción biodiesel

PRODUCCIÓN, EXPORTACIONES, CONSUMO Y VENTAS NACIONALES DE BIODIESEL EN

ESPAÑA (2005-2007)

El sector español está teniendo importantes dificultades para dar salida comercial a su potencial productivo, ante la irrupción de producto importado procedente de EEUU en 2007. Éste tiene un precio muy inferior al biodiésel español, puesto que goza de dos subvenciones, una en origen y otra en el mercado nacional, al estar exento del impuesto especial de hidrocarburos.

consumo

ventas

BRASIL

Para obtener bioetanol a partir de caña de azúcar denominado Proalcohol. Los principales objetivos de dicho programa

eran:

REDUCE DEPENDENCIA PETRÓLEODIVERSIFICA USO CAÑA AZÚCAR

MODERNIZAR DESTILERIAS FACILITAR COCHES ADAPTADOS

NUEVAS FÁBRICAS PARA ETANOL

BRASIL

El éxito del Programa Proalcohol, se debe a varios puntos:

Las diferencias de trato fiscal.Intervención estatal impulsa crecimiento

Costes moderados, debido al aumento de la productividad de la caña de azúcar

EEUU

La práctica totalidad de la materia prima empleada es maíz y, de forma residual, sorgo y trigo. A este respecto hay que destacar que, al igual que ocurre en Brasil, EEUU tiene capacidad de autoabastecimiento de grano para la industria del bioetanol.

EEUU

EEUU ha pasado a ser el mayor productor mundial de bioetanol, relegando a Brasil a la segunda posición, como consecuencia del importante incremento de producción registrado en 2006. El CRECIMIENTO ACELERADO HA ESTADO MOTIVADO POR:

a) El objetivo obligatorio planteado por el Gobierno estado unidense a través de la Energy Policy Act (2005) de poner en el mercado un volumen de 7.500 millones de galones de biocombustibles en 2012.

b) El subsidio federal que recibe este biocarburante

c) La ventaja competitiva que tiene EEUU en la producción de maíz

COMPARACIÓN

BRASIL

-Decenas de millones de hectáreas por cultivar-No se incrementa el precio de los cultivos- Se invierte en el procesamiento de bicombustibles

EEUU-No poseen tantas tierras para biocombustibles-Incremento del precio de los productos y necesidad del subsidio-Falta de infraestructura para apertura de nuevas fábricas destinadas al procesamiento de combustibles

UE

La debilidad estructural que representa la Unión Europea se debe a la existencia de una elevada dependencia externa en el suministro de productos energéticos y de sus consecuencias económicas: a) La producción interna de energía resulta

insuficiente para cubrir la creciente demanda. b) La UE no cuenta con opciones energéticas

internas que puedan cubrir satisfactoriamente el incremento de la demanda futura

c) Esta dependencia energética tiene un fuerte impacto económico

UE (2003)

El Parlamento Europeo y el Consejo aprobaron finalmente la Directiva 2003/30/CE, relativa al FOMENTO DEL USO DE BIOCARBURANTES Y OTROS COMBUSTIBLES RENOVABLES en el transporte, La citada propuesta vino acompañada de un conjunto de medidas, entre las que destacaban las siguientes:

aplicación de un nivel impositivo reducido a los biocarburantes, e incluso su exención.

subsidio de 45 euros por hectárea para cultivos bioenergéticos

abonar una ayuda nacional de un máximo del 50% de los costes a la implantación de cultivos energéticos permanentes.

aranceles a la importación

UE (2005-2006)

Ante el incumplimiento del mencionado objetivo indicativo del 2% para 2005, la Comisión Europea presentó en febrero de 2006 una Comunicación bajo el título Estrategia de la UE para los Biocarburantes, en la que establecía un enfoque estratégico sobre la implantación de éstos en la UE que giraba en torno a dos ejes:

1. Promover la mayor utilización de los biocombustibles tanto en la UE como en los países en desarrollo, garantizando que su producción sea positiva para el medio ambiente.

2. Mejorar su competitividad en términos de costes mediante la optimización de los cultivos especializados, la investigación en biocarburantes de segunda generación y una mayor implantación

UE (2007)

El Consejo Europeo acordó en 2007 que cada estado debería consumir el 10% de biocarburantes en el sector transporte en 2020. Para ello se consideraron las siguientes medidas:

Plan de acción consistente en establecer objetivos y medidas por tipos de fuentes renovables

Un informe sobre los progresos realizados especificando el funcionamiento de los sistemas de apoyo y otras medidas destinadas a fomentar las energías renovables.

Los biocombustibles deben haber sido producidos siguiendo criterios de sostenibilidad medioambiental para poder acogerse a incentivos fiscales, así como para ser incluidos en el cumplimiento de los objetivos nacionales.

EL CASO DEL ARROZ

PRODUCCIÓN ARROZ: 660 millones/año

20% total de calorías ingeridas en la malloría de países

30% en Asia 70% en Bangladesh y

Cambodia

CONSUMO DEL ARROZ

Consumo de arroz por capita:

Año 1960 – 50 KgAño 1978 – 57 KgAño 2008 – 65 Kg

PAJA DE ARROZ

Cultivo de arroz supone 800 millones de toneladas secas de paja arroz.

Usos paja arroz: Alimento Combustible de cocinas

domésticas en áreas rurales Aplicaciones industriales

(tratamiento químico/físico)

ESTRATEGIAS PROBLEMA PAJA ARROZ

QUEMA DE RASTROJOS INCORPORACIÓN DE LA PAJA AL

CAMPO DE CULTIVO APLICACIÓN A OBTENCIÓN DE

ENERGÍA COMO BIOETANOL

QUEMA DE RASTROJOS

Ventajas: Rápido Barata Práctico

Desventajas

QUEMA PAJA ARROZ: CONTAMINANTE Y TÓXICO

Publicado en LEVANTE-EMV 16-05-05 La quema de la paja del arroz es el principal factor de

contaminación ambiental de Sueca, puede resultar muy perjudicial para la salud humana (destacan la irritación de la piel y mucosas, penetración en los alveolos, aumento del metabolismo antioxidante y daño celular en el pulmón) e incluso incrementar el nivel de nitratos que penetran en el subsuelo y se incorporan en el agua subterránea.

ALTERNATIVAS A LA QUEMA DE LA PAJA DE

ARROZ Triturado de la paja e incorporación al suelo. Con esta técnica se

consigue dar un aporte de nutrientes mediante el retorno de los restos del cultivo, reduciendo así las necesidades de fertilización.

Producción de compost, mediante su mezcla con otros subproductos y tras ser sometida a diversos procesos de fermentación.

Fabricación de pasta de papel.

Construcción de paneles de construcción. Es conocido el proyecto Colusa, desarrollado para eliminar la paja del Valle Central de California, que proporciona una técnica patentada para transformar la paja de arroz en paneles de fibra vulcanizada para su empleo como material de construcción de bajo coste, utilizable en diversos contextos climáticos. La transformación se realiza a través de un proceso que no produce emisiones de CO2 ni ningún tipo de partícula sólida.

Producción de energía, bien mediante su quema directa o bien mediante la producción de biogás fruto de su fermentación anaerobia.

ALTERNATIVAS ACTUALES A LA QUEMA

El triturado de la paja y su posterior incorporación al suelo.

El empacado de la paja y su retirada de la parcela.

INCONVENIENTES PARA TRITURAR Y ELIMINAR PAJA DE LOS ARROZALES

El triturado supone un mayor consumo de gasóleo en la recogida.

La paja no tiene tiempo de descomponerse, entre los dos meses que existe desde su cosecha hasta que se inundan los campos. Teniendo problemas de olores.

Por último, en la mayoría de las parcelas el riego se realiza pasando directamente el agua de una parcela a otra, por lo que puede que el material picado sea arrastrado de unas parcelas a otras, llegando a taponar las boqueras y produciendo grandes acumulaciones en determinadas zonas.

VENTAJA DE LA QUEMA DE LA PAJA DE ARROZ

LOS AGRICULTORES DE SILLA EXIGEN QUEMAR LA PAJA DEL ARROZ PARA

ACABAR CON LA PELICULARIA Los labradores abonan el coste del helicóptero

y del producto que previene contra el hongo pero no lo mata 

"Ya no quemamos la paja del arroz y es lo único que destruye el hongo”.

Se propone una quema controlada, con paja seca para reducir las emisiones de gases.

INCORPORACIÓN DE LA PAJA AL CAMPO DE CULTIVO

En húmedo: con un ambiente de semi-humedad Putrefacción Mortalidad de la ictiofauna

En seco: antes de plantar de nuevo se necesita airear e incorporar la paja al campo Aumentar la cantidad de C, N y P en

el suelo, además se reduce la emisión de CH4

Transmisión de enfermedades Necesidad de más trabajo y

maquinaria

PAJA ARROZ: PUTREFACCIÓN Y MUERTE

COMUNIDAD VALENCIANA 19 abril 2010LA PAJA DEL ARROZ PUDRE EL AGUA DE LA ALBUFERA Y MATA MILES DE PECES En 2007, la Unión Europea vetó una medida que liberaba cada año toneladas de CO2 a la

atmósfera, la prohibición de quemar la paja del arroz. Había que retirar la paja sobrante tras la siega, pero esta medida no se ha aplicado. «Es muy complicado y muy costoso».

De momento sólo fanguean, es decir, remueven la paja con la tierra para, en cierto modo, eliminarla.

Flotando, miles de peces muertos, sobre todo carpas, avanzan arrastrados por la corriente hasta que una barca o unas cañas los detienen. Patos, aves y perros aparecen muertos como consecuencia de la contaminación del agua.

Ha sido la putrefacción de la paja del arroz, inundados los campos tras las intensas lluvias 15 días atrás, la causante de que las aguas se hayan corrompido. Además, la paja fermentada emana metano, un gas que acaba con el oxígeno necesario para la vida en el agua.

PARA LA OBTENCIÓN DE ENERGÍA: ETANOL LIGNOCELULÓSICO

Método SHF (“Separate hydrolysis and fermentation”):

Pretratamiento

Paja Arroz

Hidrólisis enzimátic

a

Fermentación (S.

Cerevisiae)

Bioetanol

Destilación y deshidratación

PARA LA OBTENCIÓN DE ENERGÍA: ETANOL LIGNOCELULÓSICO

Método SSF (“simultaneous saccharification and fermentation”)

Pretratamiento

Paja Arroz

Hidrólisis enzimátic

a

Fermentación (S.

Cerevisiae)

Bioetanol

Destilación y deshidratación

SSF:

VENTAJA: No hay inhibición por producto

DESVENTAJA: Conciliar las condiciones de hidrólisis y la

fermentación para que ambas sean óptimas

MEJORA DEL PRETRATAMIENTO

PROBLEMAS: Costoso (tiempo y dinero) Se necesita una neutralización para impedir que se

produzcan inhibidores de la fermentación de etanol MÉTODOS DE SOLUCIÓN:

AFEX (“ammonia fiver expansion”) + celulasa+SHF Amonio diluido y temperaturas moderadas Agua caliente a presión Tratamiento biológico (p.ej Hongos: Phanerochaete

chrysosporium)

Pretreatment

Simultaneous Saccharification and Fermentation (SSF)

Xilosefermentatio

n

Rice Straw

Lignineprocessin

g

Octane booster or boiler

fuel

Enzymatic

hydrolysis

Glucose fermentatio

nBioethano

l

AFEX + commercial cellulase + Saccharomyces cerevisae

- AFEX + commercial cellulases

- Diluted ammonia under moderate

temperature -Hot compressed water

treatment- Biological treatment

(i.e. Phaenerochaete Chrysosporium)

Enzimes from Trichoderma reesei, Aspergillus niger, Trametes hirsuta, Pichia

stipitis

AFEX + Microorganisms with cellulase activity + Saccharomyces cerevisae

Genetically modified Saccharomyces cerevisiae

with capacity for ferementing xylose

PROYECTOS IMECAL

PROYECTO PERSEO: residuos sólidos domésticos orgánicos -papel, vegetales, alimentos y madera- Problema: algunos desechos presentes pueden inhibir

la producción de biocombustibles. PROYECTO ATENEA: a partir de residuos cítricos de

la agricultura y de las pieles de naranja de la industria de los zumos. Problema: un componente como el limonello puede

inhibir la producción de biocombustibles.

PERSEO

ATENEA

PERSPECTIVAS

INGENIERIA GENÉTICA -AUMENTO DE ENZ.

CELULASAS- ELIMINAR ENZ.

LIGNINA- AUMENTO DE LA

BIOMASA ÚTIL- PRODUCIR

ALCOHOL/BUTANOL

BENEFICIOS BIOCOMBUSTIBLES

REDUCE EFECTO INVERNADERO

ALTERNATIVA COMBUSTIBLES FÓSILES E INDEPENDIENTE DE LAS FLUCTUACIONES DEL PRECIO PETRÓLEO

CULTIVOS AGRÍCOLAS COMO FUENTE DE ENERGÍA Y DE CULTIVOS

REGIONALES

PRODUCEN EMISIONES MENOS NOCIVAS

EN CONTRA…

Los biocombustibles consumen más energía (petróleo) de la que producen, debido a la síntesis de los fertilizantes y al uso de la maquinaria agrícola.

Uso de tierras que podrían ser para cultivo alimentício

Necesidad de ayudas sociales Increment en el uso de fertilizantes y plaguicidas

que aumentan la contaminación. Necesidad de más agua para los nuevos cultivos

EN CONTRA…

Reducirse la exportación de productos fuera del país A partir de productos celulósicos se necesita un gran

coste para el pretratamiento lignocelulósico Se están destruyendo selvas y bosques para el cultivo

de biocombustibles El balance de carbono que se gana con los

biocombustibles se pierde al destruir selvas y bosques Se reducen las emisiones de azufre pero aumentan

las de óxidos de nitrogeno derivados de cultivos donde se usan fertilizantes nitrogenados

Problema de que se siembren aquellas especies que sean productivas para medicamentos o con otras utilidades comerciales.

LOS BIOCOMBUSTIBLES PUEDEN SUPONER UN RIESGO ALIMENTARIO, en caso en que las tierras destinadas a la

siembra de cultivos alimenticios se utilizan para la producción de

biocombustibles, o si se reemplaza la finalidad original de esos cultivos y se

usan para la producción de biocombustibles.

El problema es que el precio de ciertos alimentos ha aumentado, como es el caso del maíz, debido a una mayor demanda para utilizarlo en la producción de etanol.

También han contribuido factores como las enfermedades vegetales, las condiciones del tiempo y las políticas gubernamentales

Al final el mercado continuará regulando los precios de los productos y, si se siembran cantidades de estos superiores a la demanda, sus precios disminuirán.

Por otra parte, se debe procurar que existan políticas adecuadas que permitan distribuir apropiadamente esos ingresos a lo largo de toda la cadena de producción

¿El incremento en la producción de biocombustibles aumentará los precios de

ciertos alimentos?

POR OTRA PARTE…

Tanto para la maquinaria agrícola como para la síntesis de los fertilizantes se usan biocombustibles

Se deben usar cultivos que necesiten menos fertiilizantes para reducir la emisión de gases de efecto invernadero (caña de azúcar mejor que el maíz)

Deberían usarse restos agrícolas y no destruir selvas ni bosques

No deben usarse fertilizantes nitrogenados que contribuyan a producir emisiones de nitrógeno

Uso de la tecnología para que los alimentos auto-produzcan las enzimas necesarias (celulasas y hemicelulasas) para facilitar la degradación de la celulosa.

¿Cuán cierto es que los niveles de contaminación ambiental disminuirían con el

uso de biocombustibles?

Los vehículos que funcionan con biodiésel reducen las emisiones de bióxido de carbono hasta en un 78% y disminuyen los hidrocarburos cancerígenos hasta en un 75%.

El sector del transporte da cuenta aproximadamente del 20% de las emisiones de gases de efecto invernadero que causan el calentamiento global.

¿Es posible producir biodiésel en las fincas y usarlo en la maquinaria agrícola?

se requiere es algún tipo de aceite que se pueda convertir a biodiésel, para lo cual existen tecnologías muy simples.

los recursos económicos y energéticos permanecen en la misma zona de producción.

¿Cómo beneficiarán los biocombustibles la agricultura familiar de pequeños agricultores y mejorarán la

inclusión social de los sectores ruralesmenos favorecidos?

son más aptos para la agricultura familiar, ya que existen algunos cultivos, como la higuerilla y la Jatropha curcas, que se adaptan a condiciones menos exigentes y que no requieren una gran cantidad de agua ni muchos cuidados agronómicos, por lo que se pueden cultivar con inversiones mucho menores.