Investigadores de la Universidad Nacional de Río Cuarto impulsan un nuevo paradigma de producción energética a partir de la masa biológica en los campos de explotación agraria.
Una energía renovable capaz de producir 600 puestos de trabajo -directos, indirectos e inducidos- por cada 30 megavatios de potencia generada. Y dentro de las no convencionales es la más firme, puesto que su generación es continua y no intermitente, como son la solar y la eólica.
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Aseguran que la superficie necesaria de cobertura del mercado eléctrico de la ciudad de Río Cuarto es de 53.896 hectáreas, lo cual representa el 23 por ciento del área de maíz del departamento Río Cuarto. Y, si se atendiera sólo el sector residencial, la superficie necesaria de cobertura del mercado eléctrico de la Ciudad resultaría de 23.622 hectáreas, un 10,2 por ciento de la superficie de maíz del Departamento.
El doctor en Ingeniería Ambiental, Raúl Crespi, y el ingeniero mecánico electricista, Marino Pugliese, hicieron una evaluación de la biomasa para su transformación energética y arribaron a alentadoras conclusiones. El estudio incluyó el análisis de 53 años productivos, en una superficie agrícola de 914.800 hectáreas del departamento Río Cuarto.
La biomasa total es la cantidad de materia orgánica acumulada en una población. Históricamente, en el sector agrícola tradicional -maíz, soja- esta biomasa se usa para su conversión en nutrientes que participan en la cadena alimentaria, en enmiendas orgánicas para mejoramiento de suelos y en material biológico para proteger la erosión eólica e hídrica, entre otros. Sin embargo, los investigadores advierten que “ante una producción excesiva de rastrojos por el incremento manifiesto de los rendimientos se complica el manejo, puesto que se ocasionan serios problemas, como incendios de cosechadoras y dificultad en la circulación de la maquinaria y en la implantación de cultivos”.
Aseguran que “ante la evidente problemática energética nacional e internacional, en la actualidad se abre una interesante alternativa a la utilización tradicional, tal cual es el tratamiento de la biomasa agrícola residual como un nuevo paradigma que posibilite su incorporación a la matriz energética, donde se priorice el criterio de sustentabilidad del sistema agropecuario”.
‘Cultivos’, ‘sustentabilidad’, ‘mercado eléctrico’, ‘rendimiento eléctrico’, ‘cobertura de mercado’ son las palabras claves de este trabajo de investigación, presentado en México. Fue el tema de una conferencia plenaria que ofreció el doctor Raúl Crespi en el Congreso Internacional de Recursos Naturales 2018, que se realizó en la ciudad de Villahermosa, en Tabasco.
El objetivo es incorporar la biomasa como vector renovable a la matriz energética nacional.
Se evaluó la disponibilidad de la biomasa agrícola residual, conocida comúnmente como rastrojo o paja, para determinar la superficie necesaria de cobertura del mercado eléctrico en un marco de sustentabilidad del sistema.
El estudio consideró una serie de 53 años (1960-2012) y una superficie agrícola de 914.800 hectáreas pertenecientes al departamento Río Cuarto.
Tomaron en cuenta el girasol, el maíz, la soja, el maní, el trigo y el sorgo; y cuantificaron el volumen biomásico con retiro parcial máximo de dos tercios del total del rastrojo para su valoración y rendimiento eléctrico por unidad de superficie.
La demanda de energía eléctrica del mercado se fijó para diferentes escenarios geográficos y categorías de usuarios.
Como resultado de este análisis surgió que los cultivos de mejor comportamiento eléctrico son el maíz y el sorgo, con una valoración de energía eléctrica útil de 1 millón 192 mil 445 MWh -megavatio-hora, unidad de medida de energía eléctrica, equivalente a un millón de vatios-hora- por año para el caso del maíz, y de 498 mil 757 MWh por año para el sorgo, para rendimientos eléctricos de 5 mil 144 KWh por hectárea y 7 mil 228 KWh por hectárea, respectivamente.
Analizando la biomasa agrícola residual, observan que actualmente, en su mayoría, queda en el lugar de producción luego de la cosecha; se utiliza como cobertura de suelo para disminuir los efectos de la erosión, mantener la humedad, preservar la vida microbiana, reponer nutrientes y como alimento de rumiantes y especies naturales que hacen al mantenimiento del ecosistema.
Y destacan que la generación de energía eléctrica a partir de los rastrojos es una excelente opción para incorporarse como un nuevo recurso renovable, sin competencia con la alimentación humana.
En tal sentido, evaluaron la generación de energía a partir de la biomasa agrícola residual de los cultivos tradicionales, atendiendo el concepto de sustentabilidad del sistema agropecuario y determinando la superficie necesaria de cobertura del mercado eléctrico en función de sus rendimientos electroenergéticos.
El agricultor dispone de biomasa equivalente a barriles de petróleo
El equipo de trabajo afirma que por esta vía se podrían crear en el país unos 500 mil nuevos puestos de trabajo y se evitaría la emisión de 114 millones de toneladas de dióxido de carbono.
Sostienen que “la forma de gestionar el recurso biomásico para la generación energética consiste en configurar centrales de biomasa, aplicando el concepto de generación distribuida”.
De esta manera, se propone atender los requerimientos eléctricos del mercado sin ningún tipo de interferencia con la alimentación humana, incorporando este vector a la matriz energética nacional. “De ahora en más, el agricultor debe saber que, en su campo, no sólo dispone de plantas y animales sino que también posee biomasa con valor energético, equivalente a barriles de petróleo”, concluyen Crespi y Pugliese.
Y remarcan que “la energía renovable a partir de la biomasa agrícola residual presenta un gran potencial para convertirse en una de las principales fuentes generadoras de electricidad a nivel mundial, principalmente en los países en vías de desarrollo, caracterizados por la abundancia y variedad de este tipo de recurso, contribuyendo a disminuir la pobreza con la creación de nuevos puestos de trabajo, favoreciendo al ambiente y aumentando los ingresos económicos”.
El maíz, la soja y el sorgo proveen el 93 por ciento del total de la biomasa agrícola residual del departamento Río Cuarto.
Energía, insumo indispensable para la supervivencia humana
Garantizar la seguridad energética y disminuir el impacto ambiental es el eje. Promueven un criterio responsable de la gestión del recurso biomásico, que se aleje de la desforestación, del inadecuado manejo del suelo y de la baja en la biodiversidad de especies.
Este planteo tiene lugar aquí y ahora, cuando el consumo de energía del mundo alcanzó los 12 mil 730 millones de toneladas equivalentes de petróleo en 2013, casi el doble que en 1980.
En este marco, la energía es considerada vital para la seguridad interna y externa de un país y constituye el núcleo de los desafíos económicos, sociales y ecológicos, por lo que es uno de los insumos indispensables para la supervivencia del ser humano en la Tierra.
La mejora del bienestar material conseguido por la humanidad en los últimos dos siglos, se logró a costa de la degradación de los recursos naturales; aproximadamente, la mitad de los bosques que cubrían la tierra han desaparecido, las aguas subterráneas se están agotando y contaminando, y se registran enormes reducciones en la biodiversidad de especies.
Potencial energético
Para determinar el potencial energético, este estudio se circunscribió a la biomasa agrícola que se produce en el departamento Río Cuarto, para lo cual se utilizó la base de datos del Ministerio de Agricultura, Ganadería y Alimentos de la provincia de Córdoba.
De la serie de cultivos, para este estudio se seleccionaron aquellos de mayor participación a nivel departamental como son: girasol, maíz, maní, soja, sorgo y trigo.
Y se dispuso de un periodo de estudio extenso. Se consideró una serie estadística de 53 años, a los fines de evaluar las oscilaciones de producción en cada campaña y conocer en qué magnitud se puede satisfacer las necesidades del mercado eléctrico.
Por otra parte, a los fines de analizar el mercado eléctrico y determinar la demanda, se utilizó la base de datos del Ministerio de Energía y Minería de la Nación, que concentra la información estadística de los distintos actores del mercado -generadores, transportistas y distribuidores-.
Dentro del sistema eléctrico interconectado de Argentina, este estudio se circunscribió a doce escenarios geográficos y consideró todas las categorías de usuarios -residencial, comercial, industrial, servicios de agua, transporte, rural y alumbrado público-, por un lado, y por otra parte solamente los usuarios residenciales.
Con el fin de evaluar la potencialidad térmica de la biomasa agrícola residual como recurso renovable, cuantificaron este vector energético a partir de medirlo por su poder calorífico, que es la cantidad de energía que generan los diferentes combustibles por unidad de masa, lo que se expresa en diferentes unidades: gigajoules (Gj), toneladas equivalentes de petróleo (TEP) y barriles equivalentes de petróleo (BEP).
Luego, se determinó el rendimiento eléctrico de la biomasa agrícola residual de los cultivos seleccionados y observaron que los rastrojos de mayor rendimiento eléctrico por unidad de superficie correspondieron al sorgo y al maíz, razón por la cual fueron seleccionados. No obstante, el sorgo fue dejado de lado por su relativa baja superficie cosechada en la actualidad -69 mil hectáreas-.
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El maíz es el cultivo elegido, dada su mayor producción de biomasa, con una superficie cosechada de 231 mil 800 hectáreas, que aportan 1 millón 161 mil 16 toneladas de la biomasa agrícola residual para una generación de energía eléctrica útil de 1 millón 324 mil 939 MWh, considerando un factor de rendimiento tecnológico en todo el proceso de 25 por ciento.