SISTEMAS DE PRODUCCION DE BIOENERGIA GTI AGRICULTURA Departamento
SISTEMAS DE PRODUCCION DE BIOENERGIA GTI AGRICULTURA Departamento de Producción Vegetal, EEMAC Facultad de Agronomía UDELAR WORKSHOP: ACTIVIDADES DE INVESTIGACION Y DESARROLLO ASOCIADAS A BIOREFINERIA EN URUGUAY 11 de Mayo de 2016, Montevideo
PRESENTACION DEL GRUPO DE TRABAJO BIOENERGIA FAGRO LINEAS DE TRABAJO ASOCIADAS A BIOREFINERIA: MATERIA PRIMAS: Cultivos lignocelulosicos y/o residuos de cultivos. Celulosa y hemicelulosa. CAPACIDADES HUMANAS: Oswaldo Ernst , Mauricio Bustamante , Guillermo Siri Prieto. Dto. Producción Vegetal-FAGRO PROYECTOS EN EJECUCION Maximizando la Producción de sorgo dulce para etanol. INIA-FPTA 298 Cultivos lignocelulosicos para la producción d e energía en el Uruguay. PDT. CSIC Grupos. En la actualidad s/financiación Impacto de la inclusión de cultivos energéticos y/o uso de los residuos para la producción de etanol sobre la productividad y la calidad del suelo. ANCAP-FAGRO. Evaluación de diferentes gramíneas perennes como cultivos bioenergéticos en el Uruguay. CSIC-ANCAP
21 st EU BC&E. DK. June 3 -7 2013 3
Sostenibilidad Erosión de suelos Remoción de nutrientes Propheter y Staggenborg (2010)
Agricultura para bioenergía Azucares simples Amiláceos Celulosa y hemicelulosa Caña de Azúcar y Sorgo Dulce Cultivos graníferos (Trigo, Sorgo, Maíz, Cebada, etc. ) Residuos de cultivos, cultivos herbáceos perennes 5
La estrategia fue instalar experimentos de largo plazo Cuantificar la evolución de los rendimientos de los cultivos en secuencias agrícolas con o sin pasturas (grano, biomasa total, etc. ) Determinar la tendencia evolutiva de los parámetros físicoquímicos del suelo y su relación con el comportamiento de los cultivos bioenergéticos
Cultivos herbáceos perennes Ventajas Posible uso en tierras no aptas o degradadas Alta productividad y bajos requerimientos energéticos externos (insumos, maquinaria, etc. ) Balances muy positivos de energía Positivos efectos ambientales • • • Un 95% de reducción en la erosión de suelos, Un 90 % disminución en el uso de agroquímicos Mejora la calidad del suelo por secuestro de carbono Reduce emisiones de CO 2 Positivos impactos en la vida silvestre Mejora la calidad del agua Angelini et al. , 2009; Bransby et al. , 1998; Cosentino et al. , 2005; Hohenstein and Wright, 1994; Ma et. al, 2000; Sanderson et al. , 2006; 7
GRAN INTERROGANTE CALIDAD DE SUELOS vs. USO DE RESIDUOS AGRÍCOLAS
IMPACTO DE LA INCLUSIÓN DE CULTIVOS ENERGÉTICOS Y/O USO DE LOS RESIDUOS PARA LA PRODUCCIÓN DE ETANOL SOBRE LA PRODUCTIVIDAD Y LA CALIDAD DEL SUELO
Rendimientos totales teóricos de etanol (2009 -2014) y promedio por año a partir de grano, rastrojos cosechados de trigo, sorgo grano y maíz, biomasa de tallos limpios de sorgo dulce y biomasa seca de Switchgrass (Siri Prieto, 2016)
Porcentaje de cobertura para cada cultivo de la rotación y estimación de suelo erosionado según Modelo RUSLE (Erosión 5. 91, L=30 m, S=2%) promedio de suelo perdido por año en la EEMAC, Paysandú, 2013 (Siri Prieto, 2016). 7. 3 Mg ha-1 año-1 5. 4 Mg ha-1 año-1 3. 0 Mg ha-1 año-1
Balance aparente del suelo para NPK en el experimento de largo plazo en a EEMAC luego de 6 años de evaluación. Paysandú, 2015. (Siri Prieto, 2016) NITROGENO FOSFORO POTASIO
EROI en el experimento de largo plazo en a EEMAC luego de 6 años de evaluación. Paysandú, 2015. (Siri Prieto, 2016)
Giant reed Elephant grass 1 corte = 22. 2 2 cortes = 18. 5 1 corte = 23. 5 2 cortes = 20. 1 Switchgrass 1 corte = 15. 5 2 cortes = 16. 7
Calidad (Viana, 2014) Enero > Agosto • • P. virgatum fue la especie de menor contenido de K (%) P. purpureum es la especie que exporta mayor cantidad de K en la cosecha Dos cortes provocan mayor exportación que una sola cosecha Los contenidos de K (%) en agosto depende del año
Calidad (Viana, 2014) Promedio del corte de agosto (sin el corte de enero) P. virgatum fue la especie de menor humedad al cosechar en agosto 15% Tratamiento con dos cortes (promedio años) Promedio de especies y año del corte de agosto (sin enero) La cosecha de agosto tiene menor humedad que la cosecha de enero N° cortes Al realizar dos cortes, la cosecha de agosto tiene mas humedad
Producción de energía (Viana, 2014) Especie Poder calorífico Enero Agosto —— MJ. kg-1 —— A. donax 15, 2 17, 2 Producción de energía Un corte Dos cortes ——GJ. ha-1. año-1— — 407 217 Cenizas Enero Agosto ————%—— —— 14, 8 5, 6 -1 Bulpitt 2009, Valores referencia: cenizas Poder calorífico P. de purpureum 15, 2 < 6%. 17, 4 320 17, 1 a 18, 5 182 MJ. kg (14, 1 6, 3 Mc. Laughlin et al. 1999) P. virgatum 17, 3 289 229 5, 5 Ñ A. donax fue la especie de mayor potencial de producción de energía ÑP. virgatum tuvo un contenido de cenizas aceptable 4, 3
Las sinergias para seguir andando POSIBLES ALIADOS EN LA INVESTIGACION üCon los que ya tenemos relacionamiento dentro de la FAGRO: suelos y aguas, protección vegetal, ciencias ambientales y sociales, económicas Hay todavía un gran potencial con otros grupos como: üIngeniería mecánica: nuevos implementos de cosecha de los cultivos, etc. üIngeniería química: producción de diferentes productos bioenergéticas y sus derivados üCiencias en la protección del medio ambiente üetc.
POSIBLES ALIADOS EN LA INVESTIGACION Muchas gracias WORKSHOP: ACTIVIDADES DE INVESTIGACION Y DESARROLLO ASOCIADAS A BIOREFINERIA EN URUGUAY 11 de Mayo de 2016, Montevideo
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