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					   APORTES PARA EL ANÁLISIS DE LA
      SUSTENTABILIDAD DE LOS
         BIOCOMBUSTIBLES
                       Jornada


Valoración energética desde la producción de
cereales y oleaginosas a los biocombustibles


                  Ing Agr MSc Julio Denoia
                 Facultad Ciencias Agrarias
               Universidad Nacional de Rosario
                     jdenoia@unr.edu.ar
INTEGRANTES DEL EQUIPO DE TRABAJO



              Director
         Dr Sergio Montico


           Investigadores


      Ing Agr MSc Beatríz Bonel
       Ing Agr Marta Costanzo
        Ing Agr Néstor Di Leo
      Ing Agr MSc Julio Denoia
CONCEPTOS Y REALIDADES SOBRE LAS QUE SE ESRUCTURA
                NUESTRO TRABAJO
     CONCEPTOS Y REALIDADES SOBRE LAS QUE SE ESRUCTURA
                     NUESTRO TRABAJO

• Necesidad mundial de diversificar las fuentes energéticas (Escasez de petróleo,
aumento en los costos de extracción, inestabilidad política en áreas de
producción)
     CONCEPTOS Y REALIDADES SOBRE LAS QUE SE ESRUCTURA
                     NUESTRO TRABAJO

• Necesidad mundial de diversificar las fuentes energéticas (Escasez de petróleo,
aumento en los costos de extracción, inestabilidad política en áreas de
producción)


• Escaso desarrollo de otras fuentes energéticas (Ej. Hidrógeno)
     CONCEPTOS Y REALIDADES SOBRE LAS QUE SE ESRUCTURA
                     NUESTRO TRABAJO

• Necesidad mundial de diversificar las fuentes energéticas (Escasez de petróleo,
aumento en los costos de extracción, inestabilidad política en áreas de
producción)


• Escaso desarrollo de otras fuentes energéticas (Ej. Hidrógeno)


• Posibilidad de    emplear   productos    agrícolas   para   la   obtención   de
biocombustibles
     CONCEPTOS Y REALIDADES SOBRE LAS QUE SE ESRUCTURA
                     NUESTRO TRABAJO

• Necesidad mundial de diversificar las fuentes energéticas (Escasez de petróleo,
aumento en los costos de extracción, inestabilidad política en áreas de
producción)


• Escaso desarrollo de otras fuentes energéticas (Ej. Hidrógeno)


• Posibilidad de    emplear   productos    agrícolas   para   la   obtención   de
biocombustibles


• Alta potencialidad de la región pampeana para la producción de granos
     CONCEPTOS Y REALIDADES SOBRE LAS QUE SE ESRUCTURA
                     NUESTRO TRABAJO

• Necesidad mundial de diversificar las fuentes energéticas (Escasez de petróleo,
aumento en los costos de extracción, inestabilidad política en áreas de
producción)


• Escaso desarrollo de otras fuentes energéticas (Ej. Hidrógeno)


• Posibilidad de    emplear   productos    agrícolas   para   la   obtención   de
biocombustibles


• Alta potencialidad de la región pampeana para la producción de granos


• Creciente desarrollo de emprendimientos industriales de diversa escala en los
que se convierten materias primas agrícolas en biocombustibles
Surgimiento de posiciones antagónicas respecto a la producción
                      de biocombustibles



 • Desarrollo de una cadena productiva con impacto económico y
 social


 • Mejores precios percibidos por productores de granos destinados a
 los biocombustibles


 • Efectos positivos desde el punto de vista ambiental (reducción de
 emisiones contaminantes de anhídrido carbónico producto de la
 combustión en cortes de naftas con bioetanol)
En caso del biodiesel


• Mejoría en la lubricación de los cilindros de los motores (reemplazo del
efecto del azufre eliminado de los combustibles minerales)


• No contiene sulfuros, disminuyendo las emisiones de S y mejorando la
lubricidad del combustible


• Es más seguro de manipular gracias a su punto de inflamación elevado
(150º C)


• Es altamente biodegradable en el agua, por lo que es apto para
transporte fluvial
• Competencia con otros cultivos por tierras aptas


• Riesgo de potenciar el avance de la frontera agrícola sin
planificar la ocupación del territorio


• Mayores costos de producción respecto a los combustibles
fósiles


• Complejidad del sistema de transporte (Granos – Planta BC –
Planta corte petroleras – distribución a consumo). Posible déficit
estructural (oleoductos, ferrocarriles)
        PREGUNTAS DISPARADORAS EN EL MARCO DEL
              DESARROLLO DEL PROYECTO




• Eficiencia   energética en la producción integrada de B1


• Potencialidad ambiental territorial para la producción de la
materia prima


• Destino de la producción de biodiesel. Ciclo de vida de B1
                               Proyecto



  Valoración energética desde la producción de cereales y
            oleaginosas a los biocombustibles



                           Marco de trabajo



A efectos de alcanzar una perspectiva energética más contextualizada e
 integrada con la posterior etapa de transformación industrializada en
 biocombustibles, este proyecto propone analizar desde una visión de
cadena agroenergética la ruta desde la producción de los granos a la de
                          los biocombustibles
BEP                BEI




      Cadena agroenergética
         OBJETIVO GENERAL DEL TRABAJO



Analizar el balance de energía de sistemas agrícolas
representativos de la región pampeana en diversos
escenarios ambientales y la transformación de su producción
primaria en biocombustibles, integrados en una cadena
agroenergética
OBJETIVOS ESPECÍFICOS DEL TRABAJO
          OBJETIVOS ESPECÍFICOS DEL TRABAJO


• Obtener respuestas en rendimiento físico diferenciadas de cultivos
dominantes de la región pampeana norte, a través de la simulación con
modelos ecofisiológicos en escenarios ambientales contrastantes
          OBJETIVOS ESPECÍFICOS DEL TRABAJO


• Obtener respuestas en rendimiento físico diferenciadas de cultivos
dominantes de la región pampeana norte, a través de la simulación con
modelos ecofisiológicos en escenarios ambientales contrastantes
• Elaborar balances energéticos de algunos cultivos de cereales y
oleaginosos que se destinan a la obtención de biocombustibles
           OBJETIVOS ESPECÍFICOS DEL TRABAJO


• Obtener respuestas en rendimiento físico diferenciadas de cultivos
dominantes de la región pampeana norte, a través de la simulación con
modelos ecofisiológicos en escenarios ambientales contrastantes
• Elaborar balances energéticos de algunos cultivos de cereales y
oleaginosos que se destinan a la obtención de biocombustibles
• Elaborar a escala territorial mapas de aptitud agroecológica para la
producción de cultivos destinados a usos bioenergéticos
           OBJETIVOS ESPECÍFICOS DEL TRABAJO


• Obtener respuestas en rendimiento físico diferenciadas de cultivos
dominantes de la región pampeana norte, a través de la simulación con
modelos ecofisiológicos en escenarios ambientales contrastantes
• Elaborar balances energéticos de algunos cultivos de cereales y
oleaginosos que se destinan a la obtención de biocombustibles
• Elaborar a escala territorial mapas de aptitud agroecológica para la
producción de cultivos destinados a usos bioenergéticos
• Construir cadenas agroenergéticas que permitan valorar la eficiencia
global y de los componentes del flujo de energía, partiendo del proceso
agroproductivo primario hasta la disposición final del biocombustible
                AVANCES DEL PROYECTO


• Empleo de modelos eco-fisiológicos que simulan el
comportamiento de los cultivos en diferentes condiciones
ambientales y de manejo
• Valoración y cuantificación de costos energéticos de
transporte terrestre
• Valoración económica de la utilización de los residuos de
cosecha
• Balance energético de la cadena de biodiesel a nivel de
cuenca
     EFECTO DE LA VARIABILIDAD CLIMÁTICA SOBRE LA PRODUCCIÓN DE
               BIOENERGÍA A PARTIR DE MAIZ (Zea mays, L.)


Objetivo: evaluar el impacto del clima (fases Niña, Niño y Neutro) sobre la producción
de bioenergía a partir de granos de maíz en diferentes condiciones edafoclimáticas
(Argiudol típico, norte de Buenos Aires; Perludert árgico, noroeste de Entre Ríos y
Hapludol éntico, norte de Buenos Aires) y de manejo de la fertilidad nitrogenada


Resultados
•   En los escenarios analizados los años Niña y los planteos con mayores IE
    presentaron Egresos Energéticos (EE) más variables.
•   Los EE fueron significativamente menores en años Niña
•   La correlación entre las precipitaciones y los EE fue alta en los años Niña y baja en
    años Niño
•   Los resultados demuestran que la consideración de la variabilidad interanual del
    clima regional sobre la obtención de materia prima para la cadena bioenergética es
    relevante para el logro de planteos sustentables
ANÁLISIS DE PARÁMETROS ENERGÉTICOS EN LA PRODUCCIÓN DEL CULTIVO
             DE MAIZ (Zea mays, L.) PARA BIOCOMBUSTIBLE


Objetivo: analizar la variación de los egresos energéticos y la eficiencia en el uso de la
energía ingresada como fertilizante nitrogenado en función de diferentes características
edafoclimáticas y en escenarios contrastantes de condiciones iniciales de producción
de maíz (agua útil y fertilidad nitrogenada)


Resultados
• Los Argiudoles típicos de la serie Pergamino serían sitios menos riesgosos para la
obtención de energía en forma de grano, mientras que los Peluderts árgicos de la serie
El Sauce serían los más riesgosos. Los Hapludoles énticos de la serie Junín se
hallarían en una situación intermedia



• En este trabajo se detectaron diferencias en los parámetros energéticos analizados
(EE y relación EE/IE), ya sea entre ambientes edafoclimáticos, híbridos y manejo de la
fertilidad nitrogenada que justificarían un análisis más preciso de la información
referente a los proyectos de bioenergía en la región productora de maíz
 VALORACIÓN DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA DE LA PRODUCCIÓN DE
BIODIESEL DE SOJA EN SUELOS CON DIFERENTE APTITUD EN EL SUR DE
                           SANTA FE

Variable edáfica: series de suelo Peyrano (I – 2) Roldán (I – 2) y Zavalla (VI ws)



     DSSAT 4.0                   Balance de energía
                                 cultivo soja (+ o -)


     Energía transporte           Energía proceso           Energía obtención
        aceitera (-)            industrial extracción         biodiesel (-)
                                     aceite (-)




       Contenido                         Contenido
       energético                    energético glicerina
       biodiesel (+)                   y cáscaras (+)
                                           Eficiencia energética (Output/input)
     Condición de humedad               Peyrano           Roldán            Zavalla


     Promedio 25 años                       1,9             1,7                1,6


     Decil más favorable                    2,5             2,2                2,2


     Decil menos favorable                  0,7             0,7                0,6



La calidad del recurso edáfico donde se produce el poroto de soja, junto con las condiciones
climáticas puntuales, determinan y condicionan tanto el balance energético como la eficiencia
energética de la totalidad de la cadena, pudiendo verificarse situaciones donde la conjunción de
factores tornen negativa, en términos energéticos, a la cadena de producción de biodiesel a partir
de poroto de soja
EFICIENCIA Y BALANCE ENERGÉTICO DE BIODIESEL DE SOJA EN DIFERENTES
     CONDICIONES DE DEGRADACIÓN EDÁFICA EN EL SUR DE SANTA FE


    Variable edáfica: erosión hídrica (SE, E Leve y E Severa)



     DSSAT 4.0                  Balance de energía
                                cultivo soja (+ o -)


     Energía transporte         Energía proceso            Energía obtención
        aceitera (-)                industrial               biodiesel (-)
                                extracción aceite
                                       (-)


        Contenido                       Contenido
        energético                  energético glicerina
        biodiesel (+)                 y cáscaras (+)
                                               Eficiencia energética (Output/input)
      Condición de humedad                 Sin erosión         Erosión         Erosión severa
                                                                leve
      Promedio 25 años                         1,90               1,89                1,85


      Decil más favorable                      2,46               2,45                2,43


      Decil menos favorable                    0,69               0,67                0,59


En las condiciones generadas en los años menos lluviosos de la serie analizada, la producción de biodiesel a
partir de soja resulta ineficiente, siendo proporcionalmente mayor el gasto que la producción energética.
Es destacable la caída de la eficiencia en el caso del suelo afectado por erosión severa y en el decil menos
favorable, donde la energía insumida en el proceso de elaboración es casi el doble que la obtenida.
      EFICIENCIA ENERGÉTICA DE LA CADENA DEL BIETANOL EN
           DIFERENTES CONDICIONES AGROAMBIENTALES

Objetivo: integrar la etapa agrícola e industrial para el cálculo de la eficiencia
energética de la cadena del bioetanol de maíz en distintos ambientes
agroproductivos

• Se empleó el modelo de simulación Fitosim V 5.0 (Cátedra de Edafología
FCA-UNL, 2005) para obtener la Energía Producida
• Cultivo: maíz ciclo intermedio
• Dos sitios ambientalmente contrastantes: Sitio A) Quebracho, centro este de
Entre Ríos; suelo serie El Puesto - Peludert árgico
                                          Sitio B) Correa, sur de Santa Fe;
suelo serie La Querencia - Argiudol ácuico
• Cuatro situaciones ambientales diferentes por restricción en la oferta hídrica
(250mm, 350 mm, 450 mm y 550 mm septiembre – febrero)
                     1,2

                      1

                     0,8
             EE/IE                                                 Sitio A
                     0,6
                                                                   Sitio B
                     0,4

                     0,2

                      0
                           NF      PF          F          MF
                                        OHC




• En el sitio B el proceso integrado de obtención de bioetanol fue más eficiente
ante iguales restricciones hídricas
• Las condiciones NF y PF del sitio A y NF del B, fueron los de menor eficiencia
• Este estudio evidenció diferencias tanto en el balance como en la eficiencia de la
cadena integrada de bioetanol, de acuerdo a la condición agroambiental que
sostiene la producción de maíz
   VALORACIÓN ENERGÉTICA DEL TRANSPORTE TERRESTRE DE LA
    PRODUCCIÓN DE SOJA EN UN SECTOR DE LA PAMPA HUMEDA,
                        ARGENTINA




Objetivo: valorar y cuantificar los costos energéticos del transporte terrestre de poroto
de soja, realizado por los modos ferroviario y automotor, desde los lugares de
producción hasta los centros de consumo y/o exportación ubicados en las proximidades
de la ciudad de Rosario
Redes vial y ferroviaria correspondientes a Córdoba y Santa Fe generadas a partir de capas
vectorizadas y georreferenciadas proporcionadas por el Instituto Geográfico Nacional
En entorno de trabajo de Sistemas de Información Geográfica (SIG) se procedió a la
modelización del sistema de transporte ferroviario y automotor mediante un algoritmo de
análisis de comportamiento y funcionamiento de redes (ArcView GIS 3.0 – Network
Analyst) (ESRI, 2000) consistente en la cuantificación y posterior selección de la ruta de
menor distancia o costo entre múltiples pares de puntos de origen y destino


                                   Longitud media       Longitud media
                                     del viaje en         del viaje en
                                      ferrocarril         automotor
                                    (kilómetros)         (kilómetros)

                   Córdoba               386,96              354,25


                   Santa Fe              203,27              198,94


                     Total               291,17              274,03
Cantidad de energía involucrada en el transporte de materia prima para la
                        producción de biodiesel



                         Energía insumida por Energía insumida
                             el transporte    por el transporte
                              ferroviario        automotor
                             (MJ.kg.BD-1)       (MJ.kg.BD-1)

          Córdoba                0,81                 2,69


          Santa Fe               0,65                 1,54


            Total                0,74                 2,19
     VALORACIÓN ECONÓMICA DE LA UTILIZACIÓN DE LOS RESIDUOS DE
     COSECHA COMO FUENTE BIOENERGÉTICA EN EL SUR DE SANTA FE,
                           ARGENTINA

Objetivo: valorar económicamente la energía que potencialmente se puede obtener de
los rastrojos de los tres cultivos más importantes del sur de la provincia de Santa Fe, los
macronutrientes que habría que incorporar para suplantar tal extracción y especular
sobre el posible impacto en la calidad de los suelos


Resultados
• La región sur de la provincia de Santa Fe podría aportar energía proveniente de la
transformación en biorefinerías de los rastrojos de los cultivos de soja, trigo y maíz,
significando ello un muy importante recurso económico. ($ 3.517,1 .106)
• Este beneficio sería sumamente mayor respecto a la potencial inversión destinada a
reemplazar los macronutrientes que no se dispondrán como consecuencia del balance
negativo de la materia orgánica. ($367,3 .106)
• A pesar de esto, se asume que su extracción pondría en severo riesgo la funcionalidad
de los suelos y la sustentabilidad de los agroecosistemas, por lo que aquel beneficio
económico resultaría ambientalmente irrelevante.
 BALANCE ENERGÉTICO DE LA CADENA DEL BIODIESEL EN UNA CUENCA DE
                      SANTA FE, ARGENTINA


Objetivo: calcular el balance y la eficiencia energética de la cadena del biodiesel,
integrando la fase agrícola e industrial, en diferentes unidades paisajísticas de una
cuenca del sur de la provincia de Santa Fe


Cuenca del arroyo Ludueña (700 Km2). Unidades paisajísticas homogéneas:
suelos, relieve y drenaje


Energía Etapa Agrícola              Energía directa (labores, transporte, secado)
  (Para cada UP)
                                   Energía indirecta

Producción física de soja

Energía Etapa Industrial
    Consumo de energía en las etapas de la cadena del biodiesel, en el total del
                        proceso y eficiencia energética

  Unidad de        Energía Total Energía Total Energía Total               Energía Neta   Eficiencia
   Paisaje        Etapa Agrícola Etapa Industrial  Proceso                   Proceso      Energética
                                                  Integrado                 Integrado
                    MJ.kg-1 BD     MJ.kg-1 BD     MJ.kg-1 BD                MJ.kg-1 BD


       1               13,46             12,41              25,87             26,68          1,97



       2                9,54             12,41              25,95             30,58          1,72



       3                9,17             12,41              21,58             30,95          1,70



       4               11,83             12,41              24,24             28,29          1,86



Energía Neta del Proceso Integrado: Energía obtenida - Energía invertida
Eficiencia Energética: Energía obtenida/Energía invertida
CONCLUSIONES GENERALES PRELIMINARES
               CONCLUSIONES GENERALES PRELIMINARES


• La eficiencia energética de la cadena productiva de biodiesel y de bioetanol es
afectada tanto por condiciones climáticas (régimen de lluvia y oferta hídrica edáfica),
como por la capacidad agroecológica del escenario productivo (condición genética del
recurso suelo, degradación por erosión hídrica). En algunos casos el proceso integrado
resulta ineficiente energéticamente
               CONCLUSIONES GENERALES PRELIMINARES


• La eficiencia energética de la cadena productiva de biodiesel y de bioetanol es
afectada tanto por condiciones climáticas (régimen de lluvia y oferta hídrica edáfica),
como por la capacidad agroecológica del escenario productivo (condición genética del
recurso suelo, degradación por erosión hídrica). En algunos casos el proceso integrado
resulta ineficiente energéticamente
• El transporte terrestre de la materia prima por medio de ferrocarril incrementa la
eficiencia energética de la cadena productiva de biocombustibles, en relación al
transporte automotor
               CONCLUSIONES GENERALES PRELIMINARES


• La eficiencia energética de la cadena productiva de biodiesel y de bioetanol es
afectada tanto por condiciones climáticas (régimen de lluvia y oferta hídrica edáfica),
como por la capacidad agroecológica del escenario productivo (condición genética del
recurso suelo, degradación por erosión hídrica). En algunos casos el proceso integrado
resulta ineficiente energéticamente


• El transporte terrestre de la materia prima por medio de ferrocarril incrementa la
eficiencia energética de la cadena productiva de biocombustibles, en relación al
transporte automotor


• El empleo de residuos de cosecha como materia prima para la elaboración de
biocombustibles resultaría factible económicamente, pero inviable desde la perspectiva
ambiental
   PREGUNTAS DISPARADORAS EN EL MARCO DEL DESARROLLO
                     DEL PROYECTO




• Eficiencia energética en la producción integrada de B1


• Potencialidad ambiental territorial para la producción de la materia prima


• Destino de la producción de biodiesel. Ciclo de vida de B1
   PREGUNTAS DISPARADORAS EN EL MARCO DEL DESARROLLO
                     DEL PROYECTO




• Eficiencia energética en la producción integrada de B1


• Potencialidad ambiental territorial para la producción de la materia prima


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posted:5/29/2012
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