Autoría de Josué• 15 agosto, 2021• 2:45 pm• Desde la UNAM

Bioenergía, añadiendo más valor al sector agrícola – Idania Valdez Vázquez

En América Latina, México es el tercer productor agrícola, sólo después de Brasil y Argentina. En 2019, el valor de producción de cultivos agrícolas superó los 675 mil millones de pesos mexicanos, lo que representa cerca de 3% del Producto Interno Bruto (PIB). Esta aportación al PIB ha decrecido en las últimas décadas, lo que se traduce en menor valor para los productores.

La bioenergía se define como un tipo de energía renovable que se obtiene del aprovechamiento de biomasa, es decir, material derivado de seres vivos o sus residuos. En este sentido, todos los materiales que se dejan en el campo o que se obtienen después del procesamiento de los cultivos agrícolas, como pajas o cascarillas, son un tipo de biomasa.

A nivel global, desde hace varias décadas se ha visto que la biomasa de origen agrícola tiene un valor como materia prima para la obtención de bioenergía, ya sea al quemarla como pellets –en sustitución de la madera–, o bien para producir etanol –en sustitución de la gasolina–.

Diversos estudios indican que México genera cerca de 200 millones de toneladas anuales de biomasa agrícola. Aunque, dependiendo del cultivo agrícola, la biomasa disponible varía. Por ejemplo, del cultivo de maíz se generan más de 20 millones de toneladas anuales de biomasa en forma de rastrojos y olotes. Sin embargo, gran parte de esta biomasa residual de maíz se utiliza como alimento de ganado, por lo que se estima que el porcentaje disponible para bioenergía sería sólo de 20%.

No obstante, otros cultivos –a pesar de generar menos biomasa– tienen un mayor porcentaje de disponibilidad. Del cultivo de trigo se generan cerca de 4 millones de toneladas anuales de rastrojos y el porcentaje de disponibilidad estimada para bioenergía es de 50%.

Con el total de biomasa residual disponible sería posible producir aproximadamente mil 200 millones de litros de etanol por año. La producción de etanol contribuiría directamente a reducir las importaciones de gasolina y tendría como beneficio adicional el establecimiento de una nueva actividad agroindustrial.

A la industria dedicada a la producción de etanol a partir de biomasa se le denomina biorrefinería. De manera similar a las refinerías tradicionales, una biorrefinería produce combustibles líquidos, combustibles gaseosos y productos químicos. Con la biomasa agrícola disponible en México sería posible construir 34 biorrefinerías en los estados de Sinaloa, Jalisco, Estado de México, Michoacán, Baja California, Guanajuato, Sonora, Chiapas, Morelos, Nayarit, Quintana Roo, San Luis Potosí, Tamaulipas, Tabasco y Veracruz. Es decir, la biomasa tiene el potencial de abrir nuevos empleos y oportunidades en las comunidades rurales en casi todo el territorio nacional.

Para que la biomasa de origen agrícola pueda ser transformada en etanol, es necesaria una serie de procesos físicos, químicos y biológicos. De forma sencilla, esta biomasa debe pasar por un proceso de molienda, después mediante procesos químicos y térmicos la biomasa se descompone en azúcares sencillos, que después son transformados por acción biológica en etanol, en un proceso de fermentación. Finalmente, el etanol debe purificarse para cumplir con la calidad requerida para utilizarse en vehículos como combustible.

Debido a la complejidad de las biorrefinerías, por mucho tiempo el costo de etanol obtenido de la biomasa no fue competitivo con el precio de la gasolina. Sin embargo, actualmente varios factores han contribuido para que el precio del etanol sea incluso menor que el precio de la gasolina. En el Instituto de Ingeniería, se participa en un proyecto del Centro Mexicano de Innovación en Bioenergía (Cemie-Bio) donde se ha trabajado en desarrollar tecnología mexicana que reduzca los costos de producción de los combustibles líquidos mediante el uso de consorcios microbianos.

Un consorcio microbiano se entiende como una mezcla de bacterias y otros microorganismos que trabajan en conjunto para varias tareas necesarias en la transformación de la biomasa en el producto deseado.

El uso de consorcios microbianos en el sector de la bioenergía es relativamente nuevo. Esto se debe a que por mucho tiempo había un desconocimiento sobre qué bacterias los integraban y cómo funcionaban los diferentes tipos de consorcios microbianos presentes en la naturaleza. No fue hasta la llegaba de las ciencias ómicas que fue posible el estudio y entendimiento de diferentes consorcios microbianos.

Uno de los consorcios microbianos mejor estudiados es la microbiota intestinal, es decir, el conjunto de microorganismos que habitan en el intestino humano y que ahora se sabe tienen una influencia directa en la salud.

En el proyecto que lidera el Instituto de Ingeniería se trabaja para caracterizar consorcios microbianos obtenidos de la filósfera –microorganismos que habitan en la superficie de las plantas– para producir biocombustibles líquidos, combustibles gaseosos y otros productos de valor en la industria. Entre los microorganismos que se han logrado caracterizar se encuentran bacterias llamadas Clostridium y Lactobacillus, las cuales establecen relaciones de cooperación que ayudan a que los procesos de transformación sean estables y productivos.

Este tipo de investigación sigue su curso y se espera que pueda contribuir en el establecimiento de nuevas industrias basadas en biomasa de origen agrícola que añada valor al sector.

REFERENCIAS:

• Héctor A. Ruiz, Arturo Sánchez, Idania Valdez, Lorena Amaya, German Buitrón, Alberto Hernández Juárez, Héctor Hernández, Rosa M. Rodríguez-Jasso, 2021, Capítulo 6: Estrategias de proceso en biorrefinerías del clúster Bioalcoholes-CEMIEBIO, en Energías Alternativas Renovables en México: El Gran Tema.

• Hernández C., Escamilla-Alvarado C., Sanchez A., Alarcón E., Ziarelli F., Musule R., Valdez-Vazquez I., Wheat straw, corn stover, sugarcane, and agave biomasses: chemical properties, availability, and cellulosic-bioethanol production potential in Mexico, Biofuel Bioprod Bior, 2019, 13, 1143–1159.

• Pérez-Rangel M., Barboza-Corona J.E., Navarro-Díaz M., Escalante A.E., Valdez-Vazquez I., 2021, The duo Clostridium and Lactobacillus linked to hydrogen production from a lignocellulosic substrate, Water Sci Technol, 83 (12), 3033–3040.

• Valdez-Vázquez I., Acevedo-Benítez J.A., Hernández Santiago C., Distribution and potential of bioenergy resources from agricultural activities in Mexico, Renew Sustain Energy Rev, 2010, 14 (7), 2147–2153.