La producción sostenible del maíz puede apoyar la producción de biocombustible

Investigadores en todas partes del mundo están tratando de económicamente convertir la biomasa celulósica tal como el rastrojo de maíz en el ‘etanol celulósico’. Pero los investigadores del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) han descubierto que posiblemente sea más económico, más eficaz y más amigable con el medio ambiente utilizar el rastrojo de maíz para producir un aceite rico en energía, llamado ‘bio-aceite’, y el carbón vegetal llamado ‘biochar’ para enriquecer el suelo y también secuestrar el carbono en el suelo.El rastrojo incluye las hojas, los tallos y las mazorcas de la planta de maíz, y podría proveer una fuente abundante de materia prima para la producción del etanol celulósico después de cosechar el grano. Pero quitar el rastrojo del campo aumenta la susceptibilidad del suelo a la erosión, agota las nutrientes necesitadas por las plantas, y acelera la pérdida de la materia orgánica en el suelo.

Varios científicos del ARS colaboraron con la Asociación Nacional de Productores del Maíz para explorar otras opciones para utilizar el rastrojo de maíz como una materia prima para el biocombustible. El ingeniero químico Akwasi Boateng, el químico Charles Mullen, el ingeniero mecánico Neil Goldberg y el líder de investigación Kevin Hicks trabajan en el Centro de Investigación de la Región Oriental mantenido por el ARS en Wyndmoor, Pensilvania. Química Isabel Lima, quien trabaja en el Centro de Investigación de la Región Sureña mantenido por el ARS en Nueva Orleans, Luisiana, y científico del suelo David Laird, quien trabaja en el Laboratorio Nacional de Agricultura y el Medio Ambiente mantenido por el ARS en Ames, Iowa, también participaron en el estudio.

El grupo usó la pirólisis rápida, la cual involucra el calentamiento rápido sin oxígeno, para convertir el rastrojo de maíz y las mazorcas en el bio-aceite y el biochar. Ellos descubrieron que el bio-aceite capturó el 70 por ciento de la energía total, y la densidad de energía del bio-aceite fue de 5 a 16 veces más de la densidad de energía de la materia prima.

Estos resultados sugieren que posiblemente sea más económico producir el bio-aceite por una red de pirolizadores pequeños y luego transportar el bio-aceite crudo a plantas centralizadas de refinación para hacer el biocombustible, en vez de transportar el rastrojo voluminoso a una planta centralizada de producción del etanol celulósico.

Además, aproximadamente el 18 por ciento de la materia prima se convierte en biochar, el cual contiene la mayoría de las nutrientes minerales en los residuos de maíz. Utilizar el biochar como una enmienda de suelo agregará esos nutrientes al suelo, reducirá la lixiviación de otros nutrientes, ayudará a crear materia orgánica en el suelo, y secuestrará el carbono en el suelo. Estos beneficios ayudarán a mitigar los efectos adversos ambientales de cosechar el rastrojo para hacer el biocombustible.

Estos hallazgos fueron publicados en línea en la revista ‘Biomass and Bioenergy’ (Biomasa y Bioenergía).

Fuente: Esta investigación apoya la prioridad del Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA por sus siglas en inglés) de desarrollar nuevas fuentes de bioenergía. ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del USDA. Por Ann Perry