Influencia de las prácticas agrícolas en la eficiencia energética de la producción de alimentos y biocombustibles.

Aunque en los últimos años la obtención de bioetanol a partir de cereales ha dejado de considerarse una opción sostenible debido a la competencia con su uso alimentario, un estudio reciente de la Universidad Estatal de Michigan[1] demuestra además que es más rentable energéticamente dedicar estas cosechas al consumo humano, mientras que otros cultivos herbáceos como la alfalfa podrían ser más eficientes para obtener bioenergía.

Autor: [Juan M. Coronado-IMDEA Energía]

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Dicho estudio compara diferentes modos de cultivar maíz, soja y trigo en rotación (convencional, sin labrado de la tierra, con uso reducido de fertilizantes y cultivos ecológicos), y la producción en continuo de una planta forrajera, la alfalfa, en un terreno situado al norte de la zona del Medio Oeste norteamericano. Los datos del rendimiento por hectárea de las cosechas en parcelas sometidas a los tratamientos agrícolas seleccionados durante el periodo 1989-2007 han sido empleados para obtener el balance energético, una vez descontados los consumos debidos a las labores agrícolas y al uso de fertilizantes. Los cálculos resultantes indican que el método menos eficiente para el cultivo de cereales es el sistema actual de agricultura industrial, que implica un laboreo intenso con maquinaria pesada. En contraste, los campos no arados pero fertilizados con abonos sintéticos permiten obtener un 40% más de bioenergía. Sin embargo, globalmente el cultivo de alfalfa para la producción de bioetanol (asumiendo un factor de conversión de 0.36 L etanol Kg-1 de celulosa) es el que presenta un mejor balance energético. Estos resultados se traducen en que la energía que puede adquirir una persona al consumir maíz como alimento (15 MJ/Kg) es notablemente superior a la energía contenida en el alcohol producido a partir de esa misma cantidad de cereal (8MJ/Kg). Más sorprende todavía es la comparación entre la energía resultante de transformar la alfalfa en biocombustibles a partir de la fermentación de la celulosa (72 MJ/Kg) con la que se obtendría si consumiéramos la carne obtenida a partir del ganado alimentado con la misma alfalfa (21 MJ/Kg), ya que este último caso es un 60 % inferior. Este estudio muestra también que la eficiencia energética se puede maximizar diversificando los usos de la biomasa producida. De esta manera, en el caso de la agricultura biológica un sistema híbrido de producción que aprovechara el 100% del grano de cereal para el consumo humano  y el 50% de los residuos agrícolas para producir biocombustibles, incrementaría el rendimiento energético hasta en un 48% con respecto a un uso exclusivamente alimentario de la cosecha.

Estas investigaciones aportan una nueva perspectiva al debate sobre la competencia que la generación de combustibles renovables puede ejercer en la producción de alimentos. En este sentido, la utilización de cultivos herbáceos, y unas prácticas agrícolas menos agresivas podrían favorecer un uso más eficiente de la biomasa, y limitar el impacto que la generación de bioenergía pudiera tener en las ya dramáticas carencias nutricionales de una gran parte de la humanidad. No obstante, estas deseables trasformaciones en el esquema de producción del bioetanol no serán posibles sin incentivos económicos y mejoras técnicas que faciliten la conversión eficiente de biomasa celulósica en combustibles.


[1] Ilya Gelfand,Sieglinde S. Snapp,G . Philip Robertson, Environ. Sci. Technol. 2010, 44, 4006–4011. DOI 10.1021/es903385g

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Comentarios

Hola David y Javier,

Me generan un cierto recelo las conclusaiones extraidas de este tipo de estudio, sin bien la agricultura industrial ha demostrado ser despilfarradora y de menor rendimiento del que se la suponía. Las dos cuestiones que me preocupan son:

11. Los resultados de los estudios son geográficamente ddependientes, en función del clima y el tipo de suelo.

2. Debe para cada caso calcularse la biomasa

Perdón se me ha cortado…….

2. Debe para cada caso calcularse la biomasa que hay que dejar en el campo con vistas a que el suelo mantenga su contenido en materia orgánica, ya que disminuir lo hacen tambien su fertilidad física, química y biológica. Y a veces estos superan en 40 o 50%. Cuando esto curre, las producciones caen en picado y se debe recurrir a añadir enmiendas orgánicas y minerales para mantenerlas (gasto de energía, contaminación, etc.). Y de nuevo todo esto depende del clima, tipo de suelo, etc. Seguimos también con las subvenciones que…….

Un cordial saludo.

Juanjo Ibáñez

Perdón por los gazapos ortográficos debidos a que por error edité sin querer el primer comentario.

Hola Juan José
Intento contestarte a las cuestiones que planteas
1. Como bien dices los resultados que se comentan se refieren a una zona geográfica concreta: el sur del estado de Michigan (EE.UU.), con una temperatura mediad de 9.7ºC , una precipitación de 920 mm bien distribuida a lo largo del año, y con un suelo fértil de origen glaciar. Las principales virtudes de este estudio es que ha sido realizado durante un plazo razonablemente largo (con lo valores medios de rendimiento de biomasa obtenidos entre 1989 y 2007) y de una manera muy sistemática. Obviamente las conclusiones no son necesariamente extrapolables a todas las zonas agrícolas mundiales, pero puesto que estos estudios, por su complejidad y coste no abundan, son la mejor aproximación que tenemos, y es razonable pensar que en sus aspectos más generales pueden servir de referencia para establecer recomendaciones genéricas sobre prácticas agrícolas, al menos en zona templadas.
2. Aunque no se ha comentado, los cultivos estudiados, excepto en el caso de la agricultura extensiva, se alterna en invierno con un cultivo de de trébol para incrementar la fertilidad del terreno. Sin embargo es importante destacar que aunque los mayores rendimientos de biomasa se obtuvieron con el uso de fertilizantes sintéticos, especialmente en campos sin labor, la fuerte penalización energética del uso de fertilizantes y de maquinaria pesada, convierten a la agricultura industrializada en la opción menos eficiente energéticamente. Por otra parte al considerar un uso diversificado de los productos agrícolas, no se considera únicamente su transformación en biocombustibles, ya que el 50% de los residuos podrían reutilizarse para fertilizar el suelo.
Espero que esto responda a tu preguntas. Un saludo

Hola Juan José
Intento contestarte a las cuestiones que planteas
1. Como bien dices los resultados se refieren a una zona geográfica concreta: sur del estado de Michigan (EE:UU.) con una temperatura mediad de 9.7ºC , una precipitación de 920 mm bien distribuida a lo largo del año, y con un suelo fértil de origen glaciar. Las principales virtudes de este estudio es que ha sido realizado durante un plazo razonablemente largo (con lo valores medios de rendimiento de biomasa obtenidos entre 1989 y 2007) y de una manera muy sistemática. Obviamente las conclusiones no son necesariamente extrapolables a todas las zonas agrícolas mundiales, pero puesto que estos estudios, por su complejidad y coste no abundan, son la mejor aproximación que tenemos, y es razonable pensar que en sus aspectos más generales pueden servir de referencia para establecer recomendaciones genéricas sobre prácticas agrícolas, al menos en zona templadas.
2. Aunque no se ha comentado, los cultivos analizados, excepto en el caso de la agricultura extensiva, se alterna en invierno con un cultivo de de trébol para incrementar la fertilidad. Sin embargo es importante destacar que aunque los mayores rendimientos de biomasa se obtuvieron con el uso de fertilizantes sintéticos, especialmente en campos sin labor, la fuerte penalización energética del uso de fertilizantes y de maquinaria pesada, convierten a la agricultura industrializada en la opción menos eficiente energéticamente. Por otra parte al considerar un uso diversificado de los productos agrícolas, no se considera únicamente su transformación en biocombustibles, ya que el 50% de los residuos podrían reutilizarse para fertilizar el suelo.
Espero que esto responda a tus preguntas. Un saludo

Solo un saludo. Sorprendido gratamente por los contenidos, actualidad y calidad de los artículos.
Con tu permiso, te enlazo en mi web http://www.canaldeciencias.tk en la sección de “enlaces”.
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