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Cómo gestionar la paja de la caña azúcar para mejorar la generación de bioenergía


Científicos brasileños calcularon la cantidad de nutrientes retenida en las hojas de la planta y el equivalente en fertilizantes que sería necesario para mantener la productividad del cultivo


AGENCIA FAPESP/DICYT – La utilización de la paja de la caña de azúcar en la producción de energía eléctrica y de etanol de segunda generación (2G) ha venido siendo apuntada como una forma de incrementar la generación de bioenergía sin expandir el área plantada. Sin embargo, un estudio realizado en Brasil y publicado en la revista BioEnergy Research consigna que el retiro de la paja del cultivo, que normalmente permanece en el suelo tras la zafra, puede duplicar la necesidad de aplicación de fertilizantes en los cañamelares brasileños para el año 2050.

Esta advertencia partió de investigadores de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz de la Universidad de São Paulo (Esalq-USP) y del Laboratorio Nacional de Biorrenovables del Centro Nacional de Investigaciones en Energía y Materiales (LNBR-CNPEM), con base en un estudio que contó con el apoyo de la FAPESP Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo y del programa Fondo Tecnológico (Funtec), del Banco Nacional de Desarrollo Económico y Social (BNDES) de Brasil.

En los cultivos de caña de azúcar, las cosechadoras retiran una parte de la planta a la se la conoce con el nombre de culmo, su tallo aéreo, de mayor valor comercial y energético, y devuelven al suelo las hojas, que son ricas en nutrientes y que, al secarse, forman la paja. Ya se sabía que el mantenimiento de esa biomasa sobre la superficie del suelo contribuía con la fertilidad del mismo. Pero ahora, y por primera vez, se calculó la cantidad de nutrientes retenida en las hojas de la caña de azúcar y la cantidad de fertilizantes que sería necesaria para mantener el cultivo si se retirase la paja del suelo en la región centro-sur de Brasil.

“En el estudio, transformamos el valor de los nutrientes presentes en la paja de la caña en fertilizantes equivalentes [nitrógeno, fósforo y potasio]. Al fin y al cabo, al efectuar el retiro de esa biomasa, el agricultor tendrá que comprar fertilizante mineral –NPK− y aplicarlo al cultivo para reponer los nutrientes. Medimos ese valor, que era invisible hasta ahora”, dijo Maurício Cherubin, investigador de la Esalq y autor del artículo.

El mantenimiento de la paja en el suelo aporta a un proceso al que se conoce con el nombre de reciclado de nutrientes. La planta absorbe y acumula los nutrientes del suelo en su tejido y, cuando se muere y se descompone, dichos nutrientes regresan al suelo para iniciar un nuevo ciclo de transferencia. Sin embargo, cuando se retira la paja del suelo, este proceso se interrumpe.

“Al aprovechar la paja para la producción de bioenergía, se aprovecha también una tercera parte del potencial energético de la caña de azúcar, lo que es mucho. Por otra parte, tal como este estudio lo demuestra, resulta importante mantener una buena cantidad de paja para cubrir el suelo, para protegerlo de las lluvias, disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero y también −uno de los aspectos primordiales− para mantener el ciclo de nutrientes”, dijo Cherubin.

La nutrición del suelo

En artículos anteriores publicados en BioEnergy Research, el equipo de investigadores presentó datos sobre el impacto del retiro de la paja con respecto a otros apartados importantes, tales como la actividad biológica del suelo, el control de plagas, la compactación del suelo, la emisión de gases de efecto invernadero y la productividad del cultivo.

“El objetivo de nuestro estudio consistió en efectuar un amplio repaso de los temas relacionados con el retiro de la paja. Algunos productores ya se han percatado de que la misma es importante para la productividad de la caña de azúcar, pues influye en lo concerniente a la protección y a la nutrición del suelo”, declaró Cherubin.

En el artículo más reciente, el grupo describe estudios de campo realizados con el objetivo de medir la pérdida de nutrientes en el suelo, como así también análisis económicos y proyecciones de escenarios realizados con base en datos oficiales de la Asociación Nacional para la Difusión de Abonos en la región centro-sur de Brasil. Se debatieron cinco posibles escenarios: las estrategias de menor impacto mantienen las hojas verdes en el campo, al recoger únicamente las hojas secas, en tanto que, en el escenario más extremo, se concreta la remoción total de la paja.

La definición de criterios

Los análisis sugieren que el retiro total de la paja del suelo redunda en promedio en una necesidad de 195 kilogramos de fertilizantes por hectárea (kg/ ha) anuales, a un costo adicional de 90 dólares por hectárea. Esta cantidad de fertilizantes corresponde al doble del volumen aplicado actualmente en la región centro-sur de Brasil, la principal productora de caña de azúcar del país.

El escenario en el cual se computa únicamente el retiro moderado de la paja seca y la permanencia de la paja verde en el suelo –el más benigno de los cinco– redunda en la necesidad de 27 kg/ ha de fertilizantes, a un costo adicional de 27 dólares por hectárea.

“Tal como puede verse, la decisión de retirar o no retirar la paja del suelo tiene un gran impacto sobre el cultivo y en todo el sector. En la actualidad, cada central de procesamiento implementa sus propios criterios para estipular la cantidad y la zona de retiro de la paja. Debemos avanzar y definir colectivamente estos criterios, para que esta práctica pueda redundar en beneficios en términos de producción de bioenergía, de calidad del suelo y de productividad”, dijo.

Brasil es responsable de alrededor del 40% de la producción global de caña de azúcar, con 10 millones de hectáreas cultivadas. La mayor parte de la producción nacional (el 92%) se ubica en la región centro-sur, que abarca parte de seis estados brasileños: São Paulo, Paraná, Mato Grosso do Sul, Goiás y Minas Gerais.

En el estudio no se compararon los gastos ocasionados por la compra de fertilizantes con el aumento de la generación de energía mediante el uso de la paja de la caña. El precio del kilovatio-hora (kw/ h) por hectárea varía de acuerdo con la demanda, la ubicación de la central, período del año y los factores meteorológicos (como la sequía).

Crece el uso de fertilizantes

También según el referido estudio, si el cultivo de la caña sigue manteniéndose al ritmo actual, la tendencia indica que el consumo de fertilizantes relacionado con el mismo trepará un 80% para el año 2050. Durante los últimos 30 años, el consumo en la región estudiada aumentó 46,5 mil toneladas por año. En 2016, se consumieron 1,75 millones de toneladas, el 11,6% del consumo total de fertilizantes en Brasil.

“El uso de la paja en la industria constituye una gran oportunidad. Sin embargo, existen pros y contras. Sucede que con él aumenta la eficiencia productiva en una misma área. Pero, por otro lado, y tal como se lo demuestra el estudio, es importante que una parte de la paja permanezca en el suelo”, dijo.

Referencia
Puede leerse el artículo intitulado Sugarcane Straw Removal: Implications to Soil Fertility and Fertilizer Demand in Brazil (doi: 10.1007/s12155-019-10021-w), de Maurício R. Cherubin, Izaias P. Lisboa, Aijânio G. B. Silva, Letícia L. Varanda, Ricardo O. Bordonal, João L. N. Carvalho, Rafael Otto, Paulo S. Pavinato, Amin Soltangheisi, Carlos E. P. Cerri, en el siguiente enlace: link.springer.com/article/10.1007/s12155-019-10021-w.

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