Un espacio importante del debate público sobre el etanol se centra en las discusiones en torno a “comida versus combustible” y la disrupción del hábitat como consecuencia de la conversión de las tierras agrícolas -de pastura perenne o sin uso reciente- a tierras cultivadas de materias primas fuentes de etanol, principalmente el maíz. Además de estos temas importantes, en los que se cuestionan la ventaja de los biocombustibles, el uso de los cultivos de grano y de azúcar para cubrir las demandas de etanol podría tener impactos negativos sustanciales en la calidad del agua y en el ambiente.

Existe una seria preocupación acerca de los grandes aumentos en las aguas superficiales y subterráneas debido a la producción primaria de los ríos, lagos, estuarios y las aguas costeras, la cual se sabe que es estimulada por la adición de nutrientes, como nitrógeno (N) y fósforo (P) provenientes de las escorrentías de cultivos, es decir, del agua de lluvia que fluye por la superficie del terreno. En el agua, la producción primaria estimulada por nutrientes, o eutrofización, es la causa clave del florecimiento de algas nocivas en costas y estuarios, las depleciones de oxígeno (hipoxia, por ejemplo) y declinación de los hábitats de peces en general. La eutrofización afecta predominantemente al mundo desarrollado, ocurriendo más comúnmente en las cuencas de zonas de agricultura intensa, así como de áreas intensamente urbanizadas. Las economías que se están desarrollando rápidamente (China e India, por ejemplo) también muestran signos severos de degradación. La expansión de los biocombustibles asociada a la expansión e intensificación de las tierras de cultivo podrían entonces exacerbar el sobre enriquecimiento en aguas que ya se encuentran degradadas, y acelerar la difusión de la producción primaria estimulada por nutrientes en países en desarrollo.

Planta de etanol en Dakota, Estados Unidos.

La razón de esto es que los cultivos en hilera, como el maíz y la soja, son inherentemente nitrógeno-ineficientes, y las descargas de nitrógeno y fósforo hacia los ecosistemas acuáticos relacionados con los territorios dominados por estos cultivos anuales son generalmente mayor que la de los cultivos perennes y de praderas. Esto se debe al aumento de los volúmenes de escorrentía, de la pérdida de suelo y de los requerimientos de fósforo por parte de los mismos cultivos. Otro factor importante para el aumento de nutrientes en aguas es el uso sin control de fertilizantes basados en N, cuyas cantidades tienden a aumentar en todos los terrenos destinados a maíz para alcanzar los niveles óptimos de su producción. A pesar de estos inconvenientes, es por sus beneficios económicos que las superficies destinadas a la producción de cultivos en hilera van a mantenerse altas en Estados Unidos para soportar el aumento de demanda de maíz para etanol y el aumento de demanda de forrajes para la alimentación animal. Se estima también para los próximos años una alta conversión de tierras agrícolas hacia estos cultivos a partir de terrenos destinados a otras plantaciones, terrenos en desuso y tierras destinadas a conservación que se liberarían para su uso agrícola. Esto es debido, en la mayor parte, a los altos niveles de producción de etanol necesarios para cubrir las demandas y las expectativas económicas que recaen sobre el mismo.

Ahora bien, dadas las altas pérdidas de nitrógeno y fósforo típicamente asociadas con la rotación de soja y la expansión de cultivos en hilera hacia tierras que son probablemente menos productivas y más propensas a pérdidas, es esencial acelerar la implementación de medidas de conservación para reducir las pérdidas de nutrientes mencionadas. Lamentablemente, en Estados Unidos las políticas actuales promueven solamente participación voluntaria en los programas de conservación. Debido a esto y a la limitación de fondos disponibles, dada la crisis fiscal de 2008, no se esperan más incentivos para la implementación de medidas de conservación en el mediano plazo. En los últimos dos años fueron observados importantes aumentos en las pérdidas de N y P, sobre todo hacia el Golfo de México, donde el vertido de nutrientes es importante por la presencia del delta del río Misisipi que recibe los escurrimientos de las zonas agrícolas más importantes de Norteamérica. Además se estima que estas tendencias continuarían en alza bajo las condiciones políticas y fiscales actuales. Incluso si la implementación de medidas conservacionistas, como limitaciones en los usos de fertilizantes, se acelerase, es muy poco probable que las rotaciones maíz-soja, actualmente en extensión, pudiesen ser desarrollada en tierras previamente destinadas a cultivos perennes sin un incremento sustancial en las pérdidas de N y P, y es en este punto donde debe focalizarse la búsqueda de alternativas sustentables para la producción de biocombustibles.

Otra realidad es la de Brasil, donde varios estudios acerca de la eficiencia de fertilizantes de N en caña de azúcar concluyen que la mayoría de las pérdidas de N ocurren a la atmósfera. La caña de azúcar en Brasil es la materia prima más importante para la producción de etanol. Aproximadamente el 40% de la urea que le es aplicada como fertilizante se volatiliza tanto desde el suelo como desde las hojas durante la maduración y durante las quemas de caña de azúcar. Por diferencia se estima que otro 20% se pierde vía denitrificación, que es la pérdida directa de N tanto en la forma de N2O como N2. Las pérdidas de N en los campos de caña de azúcar no son tan altas como para el maíz, pero son más altas que las de pasturas perennes o praderas. Además, presentan otra fuente importante de impacto potencial en el sistema acuático, que es la producción de efluentes líquidos durante el proceso de producción del etanol. El más importante es la vinaza, un residuo rico en materia orgánica con altas concentraciones de nitrógeno y potasio. Este efluente altamente lábil conduce a hipoxia, causando matanza de peces en muchas ocasiones. Adicionalmente, el uso continuo de vinaza como fertilizante genera el peligro potencial de que áreas sobre fertilizadas con vinaza pudiesen tener problemas de salinización del suelo y contaminación de napas.

Si bien, tanto en Estados Unidos como en Brasil, la mayor atención es puesta en los impactos sobre la calidad del agua de la producción de cultivos intensivos y en expansión, existe también un subproducto del etanol basado en granos secos de destilería con solubles (DDGS, por sus siglas en inglés Dried Distillers Grains and Solubles) que podría tener un impacto indirecto sobre la calidad del agua, como suplemento para la alimentación de ganado. Los DDGSs se están volviendo rápidamente disponibles para el uso en las raciones de animales, particularmente para el ganado lechero, y, dado su alto contenido en fósforo, aumentará su contenido en el estiércol, lo que además estimulará su movilidad en escurrimiento y sumará otra fuente de nutrientes perjudiciales para la calidad del agua.

Opciones y recomendaciones de sustentabilidad

Dada la situación presente, una propuesta para la mejora de las condiciones actuales es el desarrollo de tecnologías de fermentación eficiente y competitiva, e infraestructura de apoyo para permitir el desarrollo de pastos perennes o la industria del etanol celulósico basada en residuos para proveer un acercamiento a la producción de etanol sostenible a largo plazo. En la actualidad, mientras que existe potencial para producir etanol a partir de materiales celulósicos usando pasturas perennes, especies leñosas de crecimiento rápido y residuos de plantas como los rastrojos del maíz, la infraestructura y tecnología para producir etanol celulósico todavía no es operacional o viable económicamente. En primer lugar, la fermentación de la biomasa celulósica es más costosa energéticamente y financieramente. En segundo lugar, asegurar un adecuado suministro es difícil por la falta de infraestructuras. La producción basada en celulósicos provee una opción a largo término que puede generar múltiples fuentes de ingresos para el productor agropecuario a la vez que provee un rango amplio de servicios de ecosistema, lo cual tiene el beneficio agregado de mejorar la calidad del agua de napas y superficie ya que los pastos perennes requieren menos fertilizantes con N y P que el maíz y su sistema de raíces extensivas los hace más eficientes aprovechadores de nutrientes que la mayoría de los cultivos anuales, con lo que las pérdidas de nutrientes al agua son substancialmente más bajas que lo que se ve en los sistemas de maíz.

A las gramíneas perennes, como el pasto varilla, les lleva 2 ó 3 temporadas sin cosecha para establecerse. Una vez establecido puede crecer por 20 años o más sin replantar, si se maneja adecuadamente. Debido a esto, serán necesarios incentivos para compensar a los productores durante la transición de dos años sin cosecha. Además, gramíneas como el pasto varilla puede ser plantado en tierras marginales o como tampón, bajo los rangos de fertilización recomendados, con mucho menos potencial para pérdidas de nutrientes que el maíz.

Un enfoque en la energía renovable celulósica podría proveer múltiples servicios al ecosistema incluyendo energía, secuestro de carbono, mejoras de la calidad del agua y del hábitat de los peces, y mejorías en la productividad y calidad del suelo. Continuar en la dirección actual de la producción de etanol, particularmente con el foco mantenido en los cultivos de granos y azúcar como principales suministros, tiene serias implicaciones para la calidad del agua costera y empeorará casi ciertamente, las condiciones hipóxicas en muchas localizaciones alrededor del mundo.

Más información
www.cip.cornell.edu/biofuels
www.cip.cornell.edu/biofuels

    

Fecha	2009-07-31 07:34:14
Nombre	Mario
Titulo	la propiedad intelectual NO beneficia a los autore
Comentario	No son palabras propias. Me remito al libro de Umberto Eco: ElPéndulo de Foucault... Creo que el autor sabe más de esto que yo.

Fecha	2009-08-01 06:48:23
Nombre	Gustavo Schötz
Titulo	El diseño en KREO
Comentario	Kreo S.A. es un taller de servicios a la innovación formado por alumnos, graduados y profesores de la Universidad Austral. Hace 6 años que utilizan el rapid-prototiping. ahora están trabajando en scanner 3D. Entrar en http://www.austral.edu.ar/ua/vida_u/mar-08_kreo_scanner.htm

Fecha	2009-08-10 09:03:58
Nombre	Roberto Salvador ROVEDATTI
Titulo	Retribución y derechos del inventor
Comentario	El inventor es deudor de otros inventos que le precedieron, otras cabezas que a lo largo de miles de años, vienen descorriendo el velo a la invisibilidad de lo obvio. Sin esos antecedentes, nunca habría podido llegar al invento sobre el que pretende exclusividad. Por otro lado, la sociedad debe premiar y estimular, al que propone una solución novedosa. Por lo nuevo que ha agregado y el aporte al progreso de la humanidad. El problema es ideológico/político y también de equidad. Creo que no tiene una respuesta igual para todos los casos. ¿Merece la misma protección, el que inventa una puertita en la escafandra del apicultor, que le permite secarse el sudor o rascarse la cara, cuando está trabajando con el enjambre, que el que inventa una droga o una vacuna que cura una enfermedad que es pandemia? Las respuestas son infinitas. Obedece a la pregunta no contestada nunca ¿Qué es justicia? Si es dar a cada uno lo suyo (Ulpiano) ¿Qué es lo suyo de cada cual?

Fecha	2009-08-28 10:46:54
Nombre	Jordan
Titulo	Charlas
Comentario	Cuando y donde van a ser las charlas que nombran en el articulo? saludos