Agro-Energía

La producción local de biocombustibles mediante recursos vegetales no comestibles comola planta Jatropha en Latinoamérica, puede contribuir en la disponibilidad de energíasrenovables. Sin embargo, la producción extensiva e intensiva en gran escala que requierenlos mercados internacionales puede destruir completamente las bases de producciónsustentable en el campo, donde se requiere mejorar las formas de vida y combatir losefectos del cambio climático mediante la captura de carbono y la conservación de losecosistemas.

Las consecuencias de producir biocombustibles extensivamente para exportación haciapaíses ricos, a fin de que se mantengan los estilos de vida en esas sociedades, puedengenerar condiciones severas y agravar los problemas de seguridad alimentaria; inequidadsocial; pobreza; cambio climático y degradación de los ecosistemas en Latinoamérica,originando fenómenos sociales negativos e insospechados. No deseamos queLatinoamérica se convierta en el Golfo Pérsico de los Biocombustibles

Los países Latinoamericanos pueden beneficiarse directamente de los biocombustibles queproduzcan localmente en pequeña y mediana escala, sin destruir los ecosistemas, pero serequiere optimizar las leyes y reglamentos sobre bioenergía a fin de proteger acomunidades rurales y ecosistemas de las acciones voraces predadoras provenientes decorporaciones transnacionales con enorme ambición económica.

Los biocombustibles provenientes de vegetales no comestibles como la planta Jatropha,pueden producirse localmente para ser utilizados entre productores de comunidades yasociaciones agrícolas, pesqueras, ganaderas, etc. como combustible para tractores,maquinaria agrícola, barcos de pesca, generación de energía eléctrica, etc.

La biomasa para obtención de biocombustibles debe provenir de recursos vegetales nocomestibles, cultivados en suelos no aptos para la producción conveniente y sustentable dealimentos donde los requerimientos de agua para irrigación sean mínimos y se considere laconservación y renovación de acuíferos, así como la captura de agua de lluvia.

La diversificación en los recursos de energía renovable puede ser una opción viable paraincrementar la disponibilidad de energía, considerando que no sólo un tipo de recurso seríasuficiente para disminuir ampliamente la utilización de combustibles fósiles. Entre losrecursos de energía renovable disponibles para la diversificación se encuentran lossiguientes:

a. Agro-Energía mediante el cultivo de vegetales no comestibles como Jatropha eHiguerilla para elaboración de biodiesel, así como Miscanthus y Switchgrass paraelaboración de etanol celulósico.

b. Micro-Algas cultivadas en foto-bio-reactores para elaboración de biodiesel y capturade dióxido de carbono.

c. Energía en el Clima como la solar, eólica y marítima.

Perfil de la planta Jatropha

La planta Jatropha no es un árbol milagroso para producción de biodiesel. Sin embargo, elcultivo sustentable de esta planta, sin interferir con la producción de alimentos, puede seropción viable en proyectos de energías renovables porque ofrece ventajas adicionales sobreotros cultivos.

El aceite de las semillas de Jatropha (30% a 40%) puede ser transformado en biodieselmediante proceso de esterificación y, en caso de variedades tóxicas de Jatropha, el aceitepuede ser transformado en bio-pesticidas. Los sub-productos en la elaboración de biodieselcon aceite de Jatropha son: glicerina y pasta resultante de la extracción de aceite.

La floración en la planta Jatropha puede presentarse entre el 1° y 2° años en condicionesmuy favorables, pero normalmente toma más tiempo (3 años). La producción de semilla seestabiliza a partir del 4° ó 5° años. Al parecer la formación de flores está relacionada con elperiodo de lluvias. Puede florear nuevamente después de producir frutos cuando lascondiciones permanecen favorables por otros 90 días, pero después de esta 2ª floración, laplanta no florea nuevamente, sino que se desarrolla vegetativamente.

El desarrollo del fruto toma entre 60 y 120 días desde la floración hasta la madurez de lasemilla. La reproducción se detiene al inicio del período de lluvias.

Las plagas y enfermedades en la planta Jatropha en estado silvestre, no son gran problema.Sin embargo, en condiciones extensivas de monocultivo, las plagas y enfermedades puedenser problema en el cultivo.

El desarrollo sustentable debe ser condición prioritaria ineludible en el cultivo de la plantaJatropha, porque las consecuencias negativas debido a la falta de sustentabilidad en loscultivos, pueden ser severas y agravar los problemas de seguridad alimentaria; inequidadsocial; pobreza; cambio climático y degradación de los ecosistemas en Latinoamérica.

Cultivo

La propagación se realiza mediante semillas y/o esquejes (estacas) en invernadero.

Las semillas para siembra deben ser obtenidas de plantas que mostrado altas producciones.

El almacenamiento de las semillas no deberá exceder de 10 a 15 meses, supervisando lacalidad en las semillas durante este tiempo, considerando su contenido de aceite.

La germinación en las semillas tiene una duración de 15 días, y puede comenzar incluso apartir del tercero al quinto días. El porcentaje de germinación oscila entre 60 y 90%.

Las plántulas se desarrollan durante 3 meses en invernadero, y se transplantan al campocuando tienen una altura entre 40 y 50 centímetros.

Los esquejes (estacas) para propagación de la planta deben provenir de ramas con maderablanda cuya longitud sea entre 20 y 40 centímetros, y diámetro entre 1.0 y 3.0 centímetros,a plantarse en bolsas de plástico dentro del invernadero. El crecimiento de raíces comienzaen 8 a 15 días con alrededor de 75% de viabilidad. Los esquejes pueden plantarse tambiéndirectamente en el campo cuando las condiciones de cultivo son favorables.

La plantación en campo puede realizarse a distancia de tres a cuatro metros entre plantas,en cepas (hoyos) de 30x30x30 centímetros. Habrá que controlar las malezas durante elestablecimiento de la plantación y desarrollo inicial de las plantas.

La fertilización puede realizarse mediante aplicación de estiércol durante el transplante encantidad de 0.25 a 2 kilogramos por plántula y 150 gramos de superfosfato seguidos de 20gramos de urea después de 30 días. La aplicación de nitrógeno (urea) y fósforo(superfosfato) propicia la floración. Estas cantidades no son definitivas, sino que varían enfunción del análisis, propiedades y fertilidad en los suelos.

La poda a 35 ó 45 cm. de altura al inicio del 2° período de lluvia propicia el desarrollo deramas laterales. La poda de formación en árboles adultos entre marzo y mayo mantiene laaltura en árboles para facilitar la cosecha de frutos.

El clima para cultivo de Jatropha, preferiblemente debe ser tropical o subtropical contemperatura media anual de 20°C. La planta soporta heladas leves de corta duración,siempre que la temperatura no se presente por debajo de 0°C. Se desarrolla en altitudesdesde el nivel del mar hasta los 1200 metros preferentemente, y con precipitación pluvialdesde 300 hasta 1800 milímetros anuales de lluvia ó más.

Las plagas y enfermedades más frecuentes son debido al insecto Podagrica spp y al hongoCercospera spp. Sin embargo existen otros insectos y hongos que pueden afectar lasplantaciones en monocultivo extensivo e intensivo de Jatropha. En este sentido, lasvariedades de Jatropha tóxica son menos susceptibles a plagas por razón de su mismatoxicidad.

Los suelos para cultivo de Jatropha, deben ser arenosos, ventilados, bien drenados, PHentre 5 y 7, fertilidad media a escasa y con profundidad mínima de 60 centímetros.

La producción de frutos y semillas en los árboles de Jatropha puede comenzar a partir delsegundo o tercer años en condiciones favorables, y se estabiliza a partir del cuarto o quintoaños. La cantidad de semilla por hectárea con mil árboles en estado de madurez total oscilaentre 0.5 y 12.0 toneladas anuales, dependiendo de las condiciones de cultivo.

La captura de carbono en plantaciones de Jatropha, así como en otros tipos deplantaciones, ocurre únicamente durante el desarrollo de las plantas hasta llegar su estadode madurez. Es en troncos y ramas donde el carbono queda almacenado. La cantidadde carbono (C0₂) que el árbol captura, consiste sólo en el pequeño incremento anual que sepresenta en la madera del árbol multiplicado por la biomasa del árbol que contienecarbono. Entre 40% y 50% de la biomasa de un árbol (madera: materia seca) es carbono. Esnecesario conservar los árboles para evitar que el carbono (C0₂) contenido en ellos seemita a la atmósfera.

La cosecha se realiza en dos o tres ocasiones durante al año, debido a que no todos losfrutos maduran al mismo tiempo.

Patrones en la producción vegetal

C.L. Aker, Departamento de Biología, Facultad de Ciencias, Universidad NacionalAutónoma de Nicaragua, León, Nicaragua.

Investigación para detectar patrones en la producción de flores, frutos y semillas en plantasJatropha Curcas (Euphorbiaceae) de un año de edad con relación a la variabilidad en lafertilidad y humedad de los suelos durante un período de doce meses en Nicaragua:

a) La conformación de la planta se ajusta al modelo Leeuwenberg.

b) La floración tiende a ser episódica y responde a la variación en la precipitaciónpluvial.

c) La deficiencia de nutrientes en plantas pequeñas ocasiona que la reproducción y eldesarrollo terminen mucho antes del final del período de lluvias.

d) El tamaño de las inflorescencias y la proporción de flores femeninas varían deacuerdo al vigor en los módulos de las plantaciones.

e) El desarrollo de los frutos se presenta frecuentemente disparejo y, el crecimiento delos frutos tardíos comienza hasta después de la maduración de los frutos tempranos.

Biotecnología para el mejoramiento de Jatropha CurcasA. da Câmara Machado, N.S. Frick, R. Kremen, H. Katinger, M. Laimer da CâmaraMachado. Institute of Applied Microbiology, University of Agricultural Sciences, Vienna,Austria.El cultivo de tejidos para la propagación rápida y mejoramiento genético en genotiposseleccionados de Jatropha Curcas resulta altamente deseable. Esto permite proveerrápidamente material para nuevas plantaciones, considerando genotipos seleccionados deacuerdo a sus propiedades como productividad, resistencia, etc. El inicio de cultivosasépticos provenientes de semillas que fueron almacenadas entre uno y tres años, así comola fase de reproducción han sido optimizados a partir de distintos genotipos provenientes deregiones geográficas como Nicaragua, México, Cabo Verde, Santa Lucia (Nicaragua) yMadagascar. Además de la composición en los medios de cultivo, un factor esencial fue latécnica de corte durante el proceso de propagación. Experimentos para optimizar elenraizamiento y la resistencia a los efectos climáticos están en proceso. Paralelamente seestán llevando a cabo experimentos para inducir la embriogénesis somática a partir debrotes, hojas, pecíolos y tallos. Esto representa las bases necesarias para el mejoramientogenético a partir de la transformación o mutagénesis.

Plagas Asociadas a Jatropha Curcas en Nicaragua

C. Grimm, J.-M. Maes. Institute of Forest Entomology, Forest Pathology and ForestProtection, Universität für Bodenkultur, Vienna, Austria, Entomological Museum S.E.A.,León, Nicaragua.

Plagas y artrópodos benéficos se encontraron en plantaciones de Jatropha curcas L.(Euphorbiaceae) en Nicaragua. La plaga principal: Pachycoris klugii Burmeister(Heteroptera: Scutelleridae) que daña los frutos en desarrollo. La segunda plaga másfrecuente fue: Leptoglossus zonatus (Dallas) (Het.: Coreidae). Adicionalmente, doceespecies de insectos se alimentan de esta planta. Entre otras plagas se incluyen: elperforador de tallos Lagocheirus undatus (Voet) (Coleoptera: Cerambycidae), grillos,comedros de hojas y orugas. Entre los insectos benéficos se encontraron polinizadores,predadores y parásitos. El potencial de los insectos benéficos está en estudio.

Potencial de los hongos entomopatógenos en el control biológico de plagas

C. Grimm, F. Guharay, Institute of Forest Entomology, Forest Pathology and ForestProtection, Universität für Bodenkultur, Vienna, Austria. Proyecto CATIE/INTA-MIP(NORAD), Managua, Nicaragua

Las plagas principales en Jatropha Curcas L. (Euphorbiaceae) que causan abortos en frutosy malformaciones en las semillas en Nicaragua son: Pachycoris klugii Burmeister(Heteroptera: Scutelleridae) y Leptoglossus zonatus (Heteroptera: Coreidae).

El control biológico potencial sobre estas plagas mediante hongos entomopatógenosBeauveria bassiana, Metarhizium anisopliae (Deuteromycotina: Hyphomycetes) mostró enlaboratorio hasta 99% de mortandad en Leptoglossus zonatus y 64 % en Pachycoris klugi(Metsch, Sorok, Dallas Bals & Vuill). Ambas especies de hongos son producidosmasivamente en Nicaragua mediante dos etapas en los sistemas de producción sobre arrozesterilizado en bolsas de polipropileno. Fórmulas en aceite y agua fueron probadasexitosamente en las plantaciones utilizando aspersores.

Actividad de la Lecitina en Variedades Tóxicas y No Tóxicas

E.M. Aregheore, H.P.S. Makkar, K. Becker, Department of Agricultural Sciences, Collegeof Education, Warri, Delta State, Nigeria. Institute for Animal Production in the Tropicsand Subtropics, University of Hohenheim, Germany.

La actividad de la lecitina en la harina de semillas de variedades tóxicas y no tóxicas deJatropha Curcas fue investigada mediante el método de aglutinación de látex. No hubodiferencia significativa en la actividad de la lecitina en variedades tóxicas y no tóxicas.

Ambas fueron sometidas a tratamientos en calor seco a 130°C y 160°C durante 20, 40 y 60minutos, y en calor húmedo con 60% de humedad a 100°C y 121°C durante 20, 40 y 60 y10, 20 30 minutos. Los tratamientos en calor húmedo a 100°C, y en calor seco a 130°C y160°C durante 60 minutos, no inactivaron la lecitina en ninguna de las dos variedades.

La aglutinación del látex se presentó a los 10 y 20 minutos en calor húmedo a 121 °C. Sinembargo la aglutinación no se presentó después de 30 minutos. Esto sugiere que eltratamiento con calor húmedo es más efectivo que con calor seco para inactivar laslecitinas; las lecitinas pueden ser inactivadas mediante calor húmedo a 121°C durante 30minutos; las lecitinas probablemente no son el principio tóxico en la harina de semillas deJatropha. La prueba de aglutinación fue llevada a cabo en presencia de iones de Ca²⁺, Mn²⁺y Mg²⁺. El ión Mn²⁺ fue el mejor. Una concentración de 0.286 mM de Mn²⁺ fue mantenidaen la mezcla del ensayo.

Toxicidad de las semillas de Jatropha Curcas

M. Trabi, G.M. Gübitz, W. Steiner, N. Foidl, Institute of Biotechnology, Graz University ofTechnology, Graz, Austria, Proyecto Biomasa, Universidad Nacional de Ingeniería,Managua, Nicaragua.

Las semillas de Jatropha Curcas pueden contener hasta 60% de ácidos grasos en patronessimilares a los aceites comestibles. La composición de los aminoácidos; el porcentaje deaminoácidos esenciales; y el contenido mineral de la pasta resultante de la extracción deaceite, puede ser comparada con pastas similares utilizadas como forraje. Pero, debido adiversos principios tóxicos en la Jatropha Curcas, incluyendo lecitina( curcina); ésteres deforbol; saponinas; inhibidores de proteasas; y fitatos, el aceite, la semilla o la pastaresultante de la extracción de aceite de Jatropha Curcas puede ser utilizada en la nutriciónanimal o humana.

Se realizaron experimentos en peces para determinar la toxicidad de las diferentesfracciones, así como la influencia del calor y de la alcalinidad en la pasta resultante de laextracción de aceite. Los resultados mostraron que la pasta resultante de la extracción deaceite proveniente de semillas y/o harina de semillas tratadas con calor fue menos tóxicaque aquella sin tratamiento previo mediante calor en las semillas, mientras que la toxicidaddel extracto oleoso alcohólico no cambió después del tratamiento con álcali caliente.

Detoxificación del aceite y de la pasta resultante de la extracción de aceite

H. Gross, G. Foidl, N. Foidl, Universidad Nacional de Ingeniería, Departamento deBiomasa, Managua, Nicaragua, Sucher & Holzer Austria

En laboratorio se efectuaron tratamientos para detoxificar el aceite y de la pasta resultantede la extracción de aceite de Jatropha Curcas, a fin de remover elementos tóxicos como losésteres de forbol y la curcina.

Los peces alimentados únicamente con la pasta resultante de la extracción de aceitepreviamente tratada con calor presentaron una mortandad de 100%. Sin embargo, laextracción de aceite con etanol al 92% (o éter etílico) dio como resultado una pastaresultante de la extracción de aceite de Jatropha Curcas con la que se alimentó a los pecesque se desarrollaron sin problemas y no presentaron síntomas de intoxicación.

Las misma pasta resultante de la extracción de aceite con etanol o éter etílico fuesuministrada a un grupo de ratones que se desarrolló más lentamente que aquellosalimentados con soya. Los ratones tampoco presentaron síntomas de intoxicación.

Producción de Biogás con Cascarilla de Frutos

O. López, G. Foidl, N. Foidl, Universidad Nacional de Ingenieria, Departamento deBiomasa, Managua, Nicaragua. Sucher & Holzer, Austria.

Digestión anaeróbica mediante cascarilla de frutos de Jatropha Curcas fue realizada enlaboratorio.

El experimento se llevó a cabo en un filtro anaeróbico de flujo vertical con volumen de23.8 litros. El reactor trabajando a temperatura ambiental. Reteniendo la masa 3 días yañadiendo NAOH únicamente al inicio de la reacción para estabilizar el pH.

Se obtuvieron 2.5 litros de biogás por día (70% metano). La degradación del material fueentre 70 y 80%. Las cascarillas de los frutos se sometieron a un pre-tratamiento paraseparar las fibras a fin de evitar la obstrucción del reactor.

Biogás con la pasta resultante de la extracción de aceite

R. Staubmann, G. Foidl, N. Foidl, G.M. Gübitz, R.M. Lafferty, V.M. Valencia Arbizu, W.Steiner, Institute of Biotechnology, Graz Technical University, Austria, Proyecto Biomasa,Universidad Nacional de Ingeniería, Managua, Nicaragua

Entre 50% y 60% del peso de las semillas de Jatropha Curcas queda como pasta resultantede la extracción del aceite conteniendo proteína, carbohidratos y compuestos tóxicos. Serequiere tratamiento posterior para alimentar a animales con esta pasta resultante de laextracción de aceite que es un buen sustrato para la producción de biogás. Se han utilizadobiodigestores de flujo vertical para obtener biogás con filtros en cada reactor para laobtención de metano.

Hexano, agua y enzima proteasa en la extracción de aceite

E. Winkler, G.M. Gübitz, N. Foidl, R. Staubmann, W. Steiner, Institute of Biotechnology,Graz University of Technology, Austria. Proyecto Biomasa, Managua University ofTechnology (UNI), Nicaragua.

Extracción de aceite con: Hexano 98%; Agua 38%; Proteasa Alcalina 86%.

Fermentación de la pasta resultante de la extracción de aceite

Trabi, G.M. Gübitz, W. Steiner, N. Foidl, Institute of Biotechnology, Graz University ofTechnology, Graz, Austria. Proyecto Biomasa, Universidad Nacional de Ingeniería,Managua, Nicaragua.

Un hongo fue aislado de la semillas de Jatropha Curcas en Nicaragua e identificado comoRhizopus oryzae (Went & Prinsen Geerlings). harina de semillas y pasta resultante de laextracción de aceite fueron utilizadas como sustratos para fermentaciones con el hongoRhizopus oryzae.

El hongo se desarrollo bien en ambos sustratos sin añadir levaduras, pero la cascarilla de lassemillas sin adición de levaduras no fue un buen sustrato. El hongo produjo un amplioespectro de enzimas hidrolíticas apropiadas para incrementar la extracción de aceite.

Incluso la fermentación de las semillas o de la pasta resultante de la extracción de aceitemediante el hongo Rhizopus oryzae podría ser factible para degradar las sustancias tóxicas.

Los experimentos mostraron que utilizar la pasta resultante de la extracción de aceite comosustrato para el hongo Rhizopus oryzae y producir más aceite, podría ser mejor que usarlacomo forraje, particularmente porque no existe una forma práctica y económica para sudetoxificación.

Harina de semillas como suplemento proteico para el ganado

H.P.S. Makkar, K. Becker, Institute for Animal Production in the Tropics and Subtropics(480), University of Hohenheim, D-70593 Stuttgart, Germany.

Estudios en laboratorio mostraron que la harina de semilla de Jatropha Curcas conteniendo1% a 2% de residuos de aceite presentó niveles de proteína cruda entre 58% y 64% de loscuales el 90% fue proteína verdadera. Los niveles de aminoácidos esenciales, exceptolisina, fueron altos. Sin embargo, la harina de semilla de variedades en Cabo Verde yNicaragua fue altamente tóxica en la alimentación de peces, ratas y pollos, mientras que laharina de semillas de la variedad Mexicana no resultó tóxica.

Durante 7 días se suministró harina de semillas de la variedad no tóxica a peces, enproporción al 50% con harina de pescado. Se observó mucosidad en las heces, y losrendimientos en el desarrollo de los peces no tuvieron variación comparados con el grupode peces al que no se le suministró harina de semillas de Jatropha Curcas. El contenido deproteína y aminoácidos esenciales en la variedad no tóxica fue similar al de las variedadestóxicas, de Cabo Verde y Nicaragua. Adicionalmente, en experimentos con ratas el índicede eficiencia de la proteína en la harina de semillas de la variedad no tóxica fue alrededorde 86% comparada con proteína proveniente de la caseína. Esto sugiere que ambasvariedades, tóxica y no tóxica, son buenas fuentes de proteína. Pero la harina de semillasdebe ser detoxificada antes de suministrarla como alimento a los animales.

La alimentación con harina de semillas de la variedad no tóxica, sin tratamiento previo concalor, puede tener efectos subclínicos negativos en el desempeño de los animales a largo ymediano plazos. Los factores que restringen la utilización óptima de la harina de semillasproveniente de ambas variedades, tóxica y no tóxica, son: Altos niveles de inhibidor de laactividad de la Tripsina (21 a 27 mg. de tripsina inhibida por cada gramo de materia seca);Lecitina (51 a 102 expresado como el inverso del la concentración mínima en miligramosde harina de semillas de Jatropha por milímetro en el ensayo que produjo hemaglutinación);Fitato (concentración entre 9% y 10%); Saponinas (en niveles entre 2.6% y 3.4%); Esteresde Forbol presente en la pulpa de las semillas de la variedad tóxica (2.2% a 2.7%miligramos por gramo, virtualmente ausentes en la variedad Mexicana 0.11 miligramos porgramo).

Taninos, cianógenos, inhibidores de amilasa y glucosinolatos no fueren detectados enninguna de las variedades. Los inhibidores de tripsina, y la lecitina, pueden ser destruidosmediante tratamiento con calor. La harina de semillas, de las variedades tóxicas y notóxicas, no tratada previamente con calor mostró bajos niveles de degradación del nitrógenoen rumen. La harina de semillas tratada con calor mostró un incremento en la degradaciónde nitrógeno en el rumen entre 38% y 65%. La harina de semillas, de la variedad Mexicana,tratada con calor y químicos como NaOH y NaOCl, o extrayendo el aceite con 80% a 90%de etanol, metanol o éter etílico, mostró posibilidades para detoxificar la harina de semillasen variedades tóxicas.

Impactos y beneficios

Impactos positivos en el desarrollo:
• Generación de empleos en comunidades rurales.
• Beneficios para inversionistas y productores.
• Productores en comunidades rurales aseguran ingreso adicional duradero.
• Uso de terrenos improductivos.
• Obtención de bonos de carbono y certificados de reducción de emisiones de CO2.
• Se evita la utilización de alimentos para elaboración de biocombustibles.
• Se participa en programas y mecanismos relacionados con energía limpia.
• Promoción de la sustentabilidad en el medio rural.

Impactos positivos en el medio ambiente:
• Captura de CO2 atmosférico.
• No se interviene en el ciclo del Carbono.
• Se evita la desertificación, la deforestación y degradación en los suelos.
• Se favorece la bio-diversidad y conservación ecológica en zonas marginales.
• Reducción en el uso de energía fósil primaria.
• Disminución de las emisiones de CO2 (gas de efecto invernadero).

Beneficios a inversionistas:
• Ganancias económicas de acuerdo con los términos y condiciones en los proyectos.
• Acceso al mercado de biomasa y biocombustibles.
• Acceso al mercado de bonos de carbono.
• Obtención de certificados de reducción de emisiones de CO2.
• Deductibilidad de las inversiones
• Creación de capacidad técnica y comercial.

Beneficios a productores:

• Ganancias económicas de acuerdo con los términos y condiciones en los proyectos.
• Aseguramiento de ingresos adicionales duraderos.
• Acceso a biocombustibles.
• Obtención de asistencia técnica y capacitación.
• Aprovechamiento de suelos improductivos marginales.
• Disminución de la dependencia en cultivos agrícolas alimentarios.
• Mayor influencia en el ámbito rural.
• S evita la degradación de los suelos y la deforestación.
• Creación de capacidad técnica y comercial.

Objetivos en el cultivo de Jatropha

• Producción sustentable de biomasa y biocombustibles para consumo local.
• Captura de dióxido de carbono atmosférico (reducción de emisiones).
• Asegurar recursos alternativos de energía.
• Disminuir la interdependencia y vulnerabilidad en el abastecimiento de petróleo.
• Opción frente al decremento en las reservas de petróleo y otros combustibles fósiles.
• Reducir las emisiones de CO2 frente al cambio climático global.
• Mejorar las condiciones económicas en el sector rural.
• Desarrollo regional mediante nuevas actividades.
• Fomentar la biodiversidad y la conservación ecológica.
• Propiciar cambios positivos considerando que el mercado agrario en países en desarrollosubsiste aceptando precios bajos, y en países desarrollados subsiste mediante subsidiosaltos.
• Promover inversión en ejidos y comunidades sin desplazar a sus habitantes.
• Fomentar el uso de energía renovable sustentable.
• Aprovechamiento de suelos no aptos para producción alimentos.
• Aprovechar las condiciones favorables de clima y suelos.
• Proporcionar asistencia técnica y capacitación a productores agrícolas y pecuarios.
• Apoyar a productores e inversionistas en el desarrollo de proyectos.
• Fomentar la expansión de cultivos regionales sustentables mediante proyectos piloto.
• Crear capacidad técnica y comercial.
• Tener influencia positiva, nacional e internacional, en los sectores gubernamentales yprivados con relación a leyes y reglamentos sobre la producción de biomasa paraobtención de bio-energía.
• Apoyar el desarrollo de infraestructura en un entorno equitativo y abierto.
• Aprovechamiento de los subproductos derivados de la elaboración de biocombustibles.
• Generar contratos de producción de biomasa en regiones rurales.
• Obtener beneficios de los bonos por captura de carbono en plantaciones.
• Obtener certificados por reducción de emisiones de CO2.
• Evitar la desertificación y la degradación de los suelos.
• No utilizar alimentos para producción de energía.
• Propiciar la formación de asociaciones de productores de biomasa y biocombustibles quepermitan ingresos adicionales a productores e inversionistas en comunidades rurales.

Riesgos

• Riesgos Naturales: Incendios, plagas y enfermedades en los cultivos; productividadmenor a la esperada; sequías; inundaciones; vientos dañinos y heladas.
• Factores Antropogénicos: Invasión de terrenos; robo de cosechas; vandalismo; escasez de fuerza laboral y fenómenos sociales negativos e insospechados.
• Riesgos Políticos: Cambios en las políticas; inestabilidad en los gobiernos.
• Factores Económicos: Cambios en tazas de interés; moneda; costos; precios a la bajade la biomasa, biocombustibles y bonos de carbono; disponibilidad de terrenos.

Sustentabilidad medioambiental

Sustentabilidad o sostenibilidad es la característica que conserva en el tiempo a los sistemasdinámicos de los que depende el desarrollo y la vida en el planeta, dentro del contextoevolutivo de la humanidad. Es en el más amplio sentido, la condición dinámica de lasociedad. La correlación entre sustentabilidad medioambiental y desarrollo económico,resulta compleja. Cada una de la economías en los países, enfrenta retos interconectadosnecesariamente con el medio ambiente. En algunos países se resuelven los problemas decontaminación medioambiental, y se controlan los recursos naturales relativamente bien,mientras que otros países no. Esto indica que habitualmente en la definición de desarrollono se incluye el destino medioambiental.

Los índices de sustentabilidad medioambiental se encuentran estrechamente relacionadosal potencial de desarrollo en los países, y son útiles como guía en la implementación ysostenimiento de políticas vinculadas a la protección y conservación de los ecosistemas enfunción del desarrollo conveniente en el largo plazo.

De acuerdo con el estudio sobre Sustentabilidad Ambiental elaborado en 2005 a iniciativadel Foro Económico Mundial, en colaboración con el Centro de Legislación y PolíticaAmbiental de la Universidad de Yale, y el Centro Internacional Red de Información deCiencias de la Tierra de la Universidad de Columbia, los países con los índices desustentabilidad medioambiental más altos son: Finlandia, Noruega, Uruguay, Suecia eIslandia, en los lugares 1,2,3,4 y 5 respectivamente. Los países con los índices más bajos desustentabilidad medioambiental son: Corea del Norte, Irak, Taiwán, Turkmenistán yUzbekistán, en los lugares 146, 143, 145, 144 y 142 respectivamente. México en el lugar 95de la lista que contiene 146 países. Estados Unidos en el lugar 45.

Países con riqueza económica y alto ingreso per cápita como Arabia Saudita (lugar 136) yKuwait (lugar 138) tienen índices de sustentabilidad muy bajos. Es decir su riquezaterminará en el mediano o corto plazos, mientras que Uruguay y Guyana en los lugares 3 y8 respectivamente, no son países con alta riqueza económica, ni alto ingreso per cápita, sinoque han puesto énfasis en la conservación de sus ecosistemas considerando el desarrollopotencial en el largo plazo. Generalmente, los países ricos ejercen mayor tensión ecológicaal extraer recursos del medio ambiente, ya sea de sus naciones o de otros países.

La Comisión Brundtland

La sustentabilidad ha sido un objetivo ampliamente aceptado por todos los países desde quefue introducido por la Comisión Brundtland. La característica de la sustentabilidad, ya seaeconómica, social, ecológica, productiva, etc., hace necesario el desarrollo de metodologíaspara medir y valorar de forma objetiva y clara el cumplimiento de los requisitos sobresustentabilidad. Se utilizan indicadores de la sustentabilidad para percibir las tendencias ofenómenos que no es posible detectar de inmediato ni fácilmente, y permiten comprender,sin ambigüedades, el estado de la sustentabilidad de un sistema, o los puntos críticos queponen en peligro la sustentabilidad.

De tal manera, los indicadores de la sustentabilidad contribuyen operacionalmente sobre elconcepto de desarrollo sustentable en los países, porque en los indicadores intervienenfactores que permiten definir acciones concretas para corregir errores o desviacionesdel objetivo deseado. Su utilización permite evaluar en qué medida un sistema, cumple conlos requisitos de sustentabilidad, cuáles son sus puntos críticos, y su evolución en eltiempo.

La Comisión Brundtland de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura yla Alimentación, ante la irrefutable evidencia de la existencia de límites para el desarrollode la humanidad, precisó, en la década de 1990, que las políticas para crear modelos dedesarrollo en los países, deben ser adecuadas para que las generaciones futuras tenganoportunidad de una calidad de vida, al menos igual a la de las generaciones presentes. Fue aeste enfoque al que se denominó Desarrollo Sustentable.

Tendencias y Equilibrios

En la década de 1980, investigadores del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT),realizaron un análisis sobre las tendencias y equilibrios globales. Sondearon elcomportamiento del capital en función del tamaño de las familias; la disponibilidad dealimentos; y la cantidad de recursos naturales para el sostenimiento de la vida humana en elplaneta. Los resultados en este análisis pronosticaron escasez mundial severa de agua yalimentos a partir del año 2025. Sin embargo, en esta investigación no se consideraron losefectos negativos que emergieron ulteriormente en el medio ambiente y que aceleran lastendencias negativas, como por ejemplo, el calentamiento global del planeta y, laproducción de biocombustibles con granos alimenticios.

El mismo análisis indica que, de continuar las tendencias actuales, la escasez de agua yalimentos podría presentarse antes del año 2025 y llegar a niveles catastróficos. El uso delos recursos naturales, no únicamente debe basarse en la biología y la ecología, sinotambién en la ética, la política y la sociología. Ninguna de las economías, ya seancapitalistas o socialistas, consideraron desde su inicio la sustentabilidad medioambientalque es lo compatible con la vida. Vivimos ahora las consecuencias por no haberconsiderado la sustentabilidad medioambiental. Hay cada día menos disponibilidad de aguay enormes problemas de contaminación que afectan la vida y la salud.

En este sentido, el conjunto de circunstancias e intereses globales de corporaciones yactores que desean conservar su dominio, han propiciado que más del 90% de la riquezamundial, se encuentre en manos de sólo el 1% de la población. Esta distribuciónsumamente desigual de la riqueza global influye negativamente para que se mantengan o seagudicen las viejas tendencias que no permiten los cambios necesarios en la direccióncorrecta para el desarrollo sustentable y, puede originar fenómenos sociales negativos einsospechados. Los modelos de desarrollo deben considerar la interconexión entre losecosistemas; los límites en los recursos naturales; el peligro de carecer de recursos naturalescomo agua y suelos fértiles para producción de los alimentos que consumimos.

Ciencia y Tecnología

El enorme avance científico y tecnológico no ha mostrado todavía utilidad para evitar ladestrucción de los ecosistemas y la extinción de especies, ni para mitigar las condiciones dedesigualdad humana y de pobreza en muchos países y regiones, sino por el contrario, latecnología en ocasiones ha causado daños en el medio ambiente.

En este sentido, se requiere una orientación diferente en las economías mundiales, tomandoen cuenta la protección y el aprovechamiento sustentable de los recursos naturales,conducida por la innovación científica y tecnológica, y por una conciencia social enaumento. Es decir, modelos económicos, tecnológicos y de producción radicalmentedistintos a los que han prevalecido en las últimas décadas, conociendo que lo sustentable eslo compatible con la vida. Esta nueva orientación resulta indispensable para el desarrollo enMéxico y en otros países donde el flujo elemental de los recursos naturales continúa siendode tipo lineal consistente en extraer, producir, vender, usar y eliminar. Este flujo linealpuede ser substituido por un flujo circular donde los residuos de un proceso actúan comomaterias primas de otro.

Nunca antes como ahora, la humanidad había logrado niveles tan altos en tecnología yconocimiento científico, ni la vida en el planeta había estado tan amenazada como ahora.Las predicciones sobre los efectos negativos relacionados al cambio climático y a lautilización de alimentos para elaborar biocombustibles dejan de ser hipótesis y, seconvierten en realidades. Así lo evidencian las más recientes investigaciones yobservaciones sobre los fenómenos climáticos y sus efectos en los ecosistemas quesostienen la vida en el planeta.

Gases de Efecto Invernadero

Aún reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera, la inercia delcambio climático y sus impactos se mantendrían a lo largo de los próximos siglos. El dañoestá hecho. Los dirigentes en países ricos donde se genera la mayor cantidad de emisionesde gases de efecto invernadero que afectan negativamente el medio ambiente global y lavida en el plantea, tienen la tarea y la responsabilidad de reducir las emisiones de estosgases. Debe exigirse a los países que generan la mayor cantidad de gases de efectoinvernadero, una respuesta responsable por los daños globales que vienen causando enrelación al cambio climático y, que cumplan con la reducción de emisiones para estabilizarla atmósfera.

El Cambio Climático

Indudablemente el daño está hecho. Los cambios climáticos impactan negativamente laproducción de alimentos, el abastecimiento de agua, la viabilidad de los ecosistemas y losbeneficios ambientales que los ecosistemas ofrecen a la humanidad. Los glaciares hantenido un retroceso sin precedentes debido al calentamiento global; regiones enteras hansido afectadas; animales y vegetales han sido desplazados o han muerto, debido a suincapacidad de adaptación. La creciente intensidad en los desastres naturales ha generadocientos de miles de victimas y multimillonarios costos materiales; se han formado vectorestransmisores de enfermedades en regiones donde antes no se presentaban.

Estudio sobre sustentabilidad medioambiental

En el estudio sobre Sustentabilidad Ambiental elaborado en 2005 a iniciativa del ForoEconómico Mundial, en colaboración con el Centro de Legislación y Política Ambiental dela Universidad de Yale, y el Centro Internacional Red de Información de Ciencias de laTierra de la Universidad de Columbia, se tomaron en consideración los siguientescuestionamientos y factores:

Cuestionamientos:

1. ¿Los ecosistemas se mantienen sanos, con tendencia a mejorar o a deteriorarse?

2. ¿Las tensiones por acciones humanas en el medio ambiente son suficientementeleves que no dañan los ecosistemas?

3. ¿La población y los sistemas sociales resultan afectados negativamente por dañosen los ecosistemas?

4. ¿Las instituciones políticas consideran los modelos y actitudes sociales, y extiendenredes para propiciar respuestas eficientes en la población frente riesgos y retos enel medio ambiente?

5. ¿Se presenta cooperación entre países para resolver problemas comunesrelacionados con circunstancias negativas en el medio ambiente?

Factores:

1. Calidad Urbana del Aire: Concentración de partículas suspendidas, y de NO2 y SO2(gr./m³).
2. Cantidad de Agua Per Cápita: Agua superficial y acuíferos subterráneos (M³).
3. Calidad del Agua: Concentraciones de NO3, NO2 y NH3; oxígeno disuelto; sólidossuspendidos; fósforo; plomo disuelto (mg./l), y coliformes fecales (N°/100ml).
4. Biodiversidad: Porcentaje conocido en riesgo: plantas; aves y mamíferos.
5. Suelos: Severidad en la degradación de los suelos producida por seres humanos.
6. Contaminación del Aire: Emisiones de: SO2; NO; compuestos orgánicos volátiles(toneladas métricas por milla cuadrada); consumo de carbón (billones deBTU/milla cuadrada); cantidad de vehículos (por milla cuadrada).
7. Contaminación y Consumo de Agua: Fertilizantes químicos por hectárea;contaminantes orgánicos industriales (kg./día); emisión de contaminantesindustriales por unidad de superficie; consumo de agua en relación con el potencialde renovación anual de los recursos acuíferos.
8. Tensión en los Ecosistemas: Porcentaje de: deforestación; pérdida de humedales yáreas cubiertas por bosques.
9. Basura y Presión de Consumo: Porcentaje de: hogares con recolección de basura;métodos sustentables en la disposición de basura; presión en los consumidores quepropicia compras y desperdicios; desperdicios nucleares.
10. Tensión Poblacional: Incremento en los índices de población que presentan riesgosen el medio ambiente.
11. Sustento Básico de la Población: Porcentaje de: población urbana y rural conacceso al agua potable de buena calidad, y a electricidad; calorías ingeridas en losalimentos comparadas con los requerimientos totales normales.
12. Salud Pública: Enfermedades infecciosas por cada 100 mil habitantes; mortalidadinfantil por cada mil nacimientos.
13. Capacidad Científica y Tecnológica: Investigadores, científicos e ingenieros porcada millón de habitantes; inversión en investigación, tecnología y desarrollo conbase al porcentaje del producto interno bruto; cantidad de literatura científica(artículos) por cada millón de habitantes.
14. Leyes y Manejo de la Ecología: Reglamentos sobre transparencia y conservación deecosistemas; Porcentaje de la población con acceso a sistemas de sanitarios;superficie del país protegida bajo los reglamentos internacionales sobre ecología.
15. Condiciones y Seguimiento en los Ecosistemas: Indice de variables en lasustentabilidad medioambiental; disponibilidad de información para el desarrollosustentable; cantidad de estaciones para el monitoreo de la calidad del agua por cadamillón de habitantes.
16. Eficiencia Ecológica: Producción y uso eficiente de la energía en base a kilowattshora relacionados al producto interno bruto; energía hidroeléctrica y renovable enbase al total de energía producida e incremento en la producción y uso energíasrenovables e hidroeléctrica (%).
17. Combustibles Fósiles y Corrupción: Precio al público de la gasolina y diesel;porcentaje de subsidios a combustibles fósiles en base al producto interno bruto;indice de percepción de la corrupción.
18. Cooperación Internacional: Membresías en organizaciones intergubernamentalespara la sustentabilidad medioambiental; elaboración y presentación de reportessobre el medio ambiente en el país; estrategias y acciones para la conservación de labiodiversidad biológica; niveles ratificación para la protección sobre los efectos delozono; acciones organizacionales para la conservación de bosques y océanos.
19. Capacidad de Debate Político: Por cada millón de habitantes, la cantidad deorganizaciones medioambientales, establecidas y operando en el país que sonmiembros de la Organización Internacional de Conservación Ambiental: libertadcivil para organizarse en el desarrollo de actividades relacionadas con la proteccióny conservación del medio ambiente.
20. Impacto Global: Superficies de bosques; déficit ecológico; emisiones per cápita deCO2 y SO2 a la atmósfera; consumo per cápita de cloro-fluoro-carbonos; flotaspesqueras que operan con buenos niveles de sustentabilidad; plantas nuclearespeligrosas; contribuciones financieras a programas sobre el medio ambiente global;acumulación de productos tóxicos en los suelos; pérdida de tierras para cultivos;pérdida de humedales; porcentaje del presupuesto gubernamental destinado aproteger los ecosistemas; evaluación de impactos ambientales; cumplimiento deleyes ambientales nacionales e internacionales; rango de reciclaje de residuos;subsidios a la agricultura, pesca, consumo de agua, electricidad y combustiblesfósiles.

Agro-Energía - Image 2

Referencias

2005 Environmental Sustainability Index. Benchmarking National EnvironmentalStewardship, Yale Center for Environmental Law and Policy. Yale University Center forInternational Earth Science Information Network and Columbia University incollaboration with: World Economic Forum; Geneva, Switzerland Joint Research Centre,European Commission, Ispra, Italy. G. M. Gübitz, Graz, University of Technology, Austria.M. Mittelbach, Karl-Franzens, University Graz, Austria. M. Trabi, Graz University ofTechnology, Austria. Symposium "Jatropha 97", Managua, Nicaragua, Febrero 23 al 27,1997, patrocinado por el Ministerio Austriaco de Asuntos Exteriores y Sucher & HolzerGraz Dbv-Verlag für die Technische Universität Graz Uhlandgasse 8, A-8010 Graz,Austria.

Proyección de la productividad

Características de las semillas.

Propiedades del biodiesel

Procedimiento:

1. Mezclar el hidróxido de sodio con el alcohol (metanol) hasta disolver elhidróxido de sodio.
2. Añadir la solución alcohol-hidróxido de sodio al aceite calentado a 60°C,mezclar suavemente.
3. Dejar la solución en reposo. El Bio-Diesel queda en la superficie y laglicerina en el fondo.
4. Extraer la glicerina y el Bio-Diesel.
5. Lavar el Bio-Diesel con agua (aspersión) 2 ó 3 veces para eliminar la partejabonosa.

Botánica de la planta

Jatropha Curcas L

1. Altura: 4 a 8 metros de alto.
2. Vida productiva: 30 a 40 años.
3. Tallo: erguido y ramas gruesas.
4. Madera del árbol: ligera (poca densidad).
5. Hojas verdes: 6 a 15 cm. largo y ancho.
6. Fruto oval 40 mm. longitud aprox.
7. Cada fruto contiene 2 a 3 semillas.
8. Semillas color negro: longitud 11 a 30 mm.
9. Semillas anchura 7 a 11mm..
10. 1000 Semillas Frescas = 0.750 a 1.0 Kg. aprox.
11. 2000 Semillas Secas = 0.750 a 1.0 Kg. aprox.
12. Aceite en semillas 30 a 40%.
13. Ramas contienen látex blanquizco.
14. Cinco raíces en semillas germinadas.
15. Una raíz central y 4 laterales en semilla germinada.
16. Sin hojas en sequía e invierno su desarrollo queda latente.
17. No soporta frío ni heladas prolongadas.
18. 80% del aceite es insaturado.
19. Aceites principales: oleico y linoleico principalmente.

Otras variedades de Jatropha en México

De acuerdo con investigación y colección en herbarios de México se han encontrado dosespecies adicionales de Jatropha además de la Jatropha Curcas y son:

a) Jatropha Pereziea con presencia en la región del río Balsas en el Estado deMichoacán.
b) Jatropha Dehganii con presencia en lomeríos del río Armería en el Estado deJalisco.

Ambas especies pertenecientes a la sub-sección (Cav.) Muell (Instituto de Ecología yHerbario de la Facultad de Ciencias UNAM –Jaime Jiménez Ramírez).