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Energía de las praderas


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Alb

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Ayer descubrí el excelente weblog de Madri+d, su recomendable sección "Energía y sostenibilidad contiene articulo de una altisima calidad e interés.

El ultimo de ellos, lleva por titulo:Energía de las praderas y en el se analiza la posibilidad de utilizar cultivos herbaceos en la obtención de biocarburantes. Como se explica en este articulo, la ventaja de este tipo de cultivos es su menor dependencia con la energía fosil, ya que requieren menor cantidad de fertilizantes, pesticidad etc. Por ello la TRE de estos cultivos se eleva hasta 8, muy elevada en comparación con el maíz o la soja cuyos TRE están entre 1 y 2.


Merece la pena añadir esta pagina a Favoritos.

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justsayno

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Me temo que el autor del blog quiere llevar el agua a su monocultivo,-quise decir molino!- y ha olvidado lo mas importante:

Tilman calculates that nitrogen-poor, degraded land planted with a mixture of perennial prairie grasses--such as goldenrod, Indian grass, big blue stem and switchgrass--can actually provide up to 238 percent more bioenergy than the same land planted with only one species. (Switchgrass, when grown alone in the poor soil, returned only one third of the energy of a diverse plot.)
fuente



Edito: está mas abajo, en otra entrada

Basado en 10 años de investigación, el estudio muestra que terrenos degradados para la agricultura y plantados con una variedad de especies de vegetación silvestre es capaz de incrementar el rendimiento bioenergético y la capacidad de captura de CO2 un 238% respecto a monocultivos de especies silvestres. .

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Alb

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Justsayno.
¿De donde sacas que Juan A. Melero propone monocultivos herbaceos?

Si lees con atencion el articulo veras que se refiere a mezclas de hierbas.
En este sentido el profesor David Tilman ha publicado recientemente un trabajo en Science (8 de Diciembre de 2006, Volumen 314, 1598-1600) en el que describe que una mezcla de hierbas de pradera permite la producción más eficiente de energía que cultivos energéticos convencionales (cereales y aceites vegetales).


Seguramente la clave del menor consumo en fertilizantes y pesticidas este en el abandono del monocultivo y en obtención de un sistema mas "robusto" basado en la colaboración de varias especies.

En mi opinión, existe un inmenso potencial en el empleo de "cultivos mixtos". Estoy seguro de que en el futuro, esto no solo se aplicará a los cultivos energéticos, sino también a los alimentarios, reduciéndose enormemente la dependencia del petroleo. Aun a costa de sacrificar rendimiento por superficie.

Imaginemos por ejemplo, un terreno donde se cultive simultaneamea trigo y diferente tipos de hiervas capaces de fijar el nitrógeno del aire. El grano se destina a la alimentación y el resto a la producción de bioenergía. Se reduce el consumo de nitratos necesarios, ya que lo toman del aire. Se elimina la necesidad de herbicidas. Se minimizan los pesticidas ya que el sistema mixto es mas resistente a las plagas que los monocultivos. En resumen, se reduce un poco la producción por hectárea pero a cambio de una drástica reducción del consumo de energía fósil y la obtención de bioenergia.

Estoy seguro que en pocos años veremos grandes avances en esta dirección.




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Amon_Ra

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El jockeying para la fuente de energía alternativa del futuro es como una raza del caballo con una orden que comienza escalonada. El maíz salido a un plomo grande en la parte posteriora de los subsidios de gobierno, pero ha sido cepillado detrás por informes que genera realmente emisiones de un combustible más fósil durante su transformación al etanol que él evita como combustible. Esta realización hizo las sojas y los switchgrass coger para arriba. Repentinamente, los avances tecnológicos permitieron los residuos tales como stover de la paja y del maíz al zumbido en el cuadro. Ahora, una nueva clase de la biomasa está haciendo una rociada: Jockeyed de un equipo de ecologistas y de economistas en la universidad de Minnesota, las mezclas altamente diversas de las hierbas de la pradera del bajo-mantenimiento ha incorporado oficialmente la competencia. El grupo, divulgando en la aplicación de mañana la ciencia, dice que estas especies diversas del prado constituyen una fuente carbón-negativa de la energía que podría aliviar 19 por ciento de consumición global de la electricidad y 13 por ciento de la consumición del petróleo del mundo.

El ecologista David Tilman observa que en cinco a siete años, la fuente de biofuels tales como etanol o el biodiesel se ampliará de granos y de sojas justos del maíz a la celulosa, un azúcar de la planta sabida para ser una fuente etanol-rica. “Cuando damos vuelta a esa esquina,” Tilman dice, “deseamos tener disponible la manera más eficiente de producir la celulosa para ser una materia de base de la biomasa.” De acuerdo con su trabajo con las cosechas crecidas sobre 10 años en el área de la historia natural del cala del cedro de Minnesota y en estimaciones en otros papeles científicos, Tilman calcula esa tierra nitrógeno-pobre, degradada plantada con una mezcla de las hierbas perennes de la pradera--por ejemplo vara de oro, hierba india, vástago azul grande y switchgrass--la poder provee realmente hasta 238 por ciento de más bioenergy que la misma tierra plantada solamente una especie. (Switchgrass, cuando está crecido solamente en el suelo pobre, vuelto solamente un tercio de la energía de un diagrama diverso.) además, en comparación con el etanol del maíz crecido en suelo fértil, él demanda sus diagramas puede volver 51 por ciento más energía por acre.
ANUNCIO (el artículo continúa abajo)

El golpeador a encontrar de Tilman: su proceso es según se informa carbón-negativo--significar las plantas puede almacenar más carbón en sus raíces que crearán durante su conversión a los biofuels o a la electricidad. Tilman dice que ocurre este negativity porque las hierbas de la pradera tienen sistemas complejos de la raíz subterráneamente que compongan típicamente dos tercios de la biomasa del total de la planta, haciéndolos que el carbón eficiente se hunde: “Cuando crecen, tienen que [absorba] los muchos de carbón de mantener sus raíces vivas y hacer estos sistemas muy extensos de la raíz,” Tilman especula que estos sistemas diversos pueden utilizar más nitrato, “el alimento limitador” en el suelo, que muere de hambre bacterias que descomponga el carbón, permitiendo que las plantas mantengan mejor sus raíces. Todos dichos, las estimaciones del grupo de Minnesota de su propio muestreo del suelo que, por acre, estos prados podrían dar lugar al secuestro de hasta 1.8 toneladas de bióxido de carbono por año.

El valle de Bruce, investigador de la conservación de la biomasa en la universidad de estado de Michigan, cree que aunque Tilman “proporciona una perspectiva interesante en el uso de tierras degradadas,” él hace “manzana-a-naranjas críticas comparación”: marcando con hoyos la producción del etanol del maíz, una industria de trabajo real, a la producción del etanol de hierbas--actualmente hipotético, debido a los apremios económicos. Si las hierbas se convierten en fuentes viables para el etanol, él observa que la tecnología también será aplicable a las partes inusitadas de maíz, tales como tallos. Tilman contradice que aunque la subdivisión del stover dará lugar a más etanol, cambiará de puesto más lejos el equilibrio del carbón del maíz. “Si usted quita el stover del campo del maíz y lo utiliza para bioenergy, usted va a disminuir el almacenaje del carbón en el suelo,” Tilman explica. “Estamos intentando encontrar algo nos damos energía a la vez que nos da una ventaja reducida de la emisión de gas del invernadero.”

Alex Farrell, profesor en la energía y el grupo de los recursos en la universidad de California, Berkeley, dice que la entrada de la hierba de la pradera en el maratón del alt-combustible es emocionante, pero es probable tomar varios años para determinarse cómo lo más mejor posible utilizar este nuevo recurso--sea para electricidad o biofuels. “Aunque debíamos encontrar una manera ambientalmente apropiada de utilizar este recurso, todavía será solamente parte de cualquier solución,” él advierte. “No es una bala de plata.”

Una traduccion online del articulo:
Recomiendo leer La conversion Biologica Dell"Energia Solare
Biblioteca della Est Edicioni scientifiche e tecnique Mondadori de Russelle E. Anderson prima edicione Novembre 1980.




La energia mas limpia es la que no se usa

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Amon_Ra

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Las mezclas de cultivos entre varias especies incorporando leguminosas es una practica comun en los cultivos forrageros de la que hay mucha esperiencia en el campo agricola tradicional.
Ver El cultivo rentable plantas forrageras Editorial de Vecchi Francesco Migliorini.
Logicamente esta dedicado a la produccion de biomasa proteica animal no para la produccion de bioetanoles en este caso.
Pero las mezclas son variadas en razon del clima tiempos de cosecha necesario etc.etc.



La energia mas limpia es la que no se usa

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kalevala

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Dos cosas:
por un lado que todas esas plantas herbaceas son ricas en celulosa pero no en azucares fermentables en etanol.
La fermentacion de celulosa (y hemicelulosa) es un campo activo de investigacion pero esta lejos de ser operativo.
Las celulasas son enzimas lentas y dan poco rendimiento.
Y la xilosa no es fermentable por el principal organismo fermentador: Saccharomices cerevisae (levadura de pan, cerveza y vino), aunque se investiga en meterle los genes necesarios para que fermente, o usar otro microorganismo capaz de hacerlo. Pero ya digo que de momento es cosa de laboratorio no de industria.

Por otro lado, cuando yo estudiaba ecologia (no confundir con ecologismo) me contaban que los ecosistemas mas productivos (en terminos de biomasa neta producida) eran las afloraciones de fitoplacton, luego los arrecifes de coral y luego las praderas-dehesas)
Como detalle contar que las afloraciones de fitoplacton es el unico ecosistema que mantiene tanta biomasa en la cumbre (ballenas) como en la base (fitoplacton) gracias al rapido crecimiento del fitoplacton y por ser una cadena alimentaria muy corta (fito-zoo-pececillos-ballenas).
Por tanto las praderas al ser muy productivas son muy buenas fijadoras de CO2.
Si vemos la reaccion de la fotosintesis:
6CO2+ 6H2O--> C6H12O6 + 6O2
la respiracion (cosa que las plantas tambien hacen) es la contraria, por lo que el resultado neto depende del balance de ambas.
Pues bien, podemos comprobar que la fijacion de CO2 es proporcional a la produccion neta de glucosa (o sea de biomasa) y a la produccion de O2.
De esto podemos sacar varias conclusiones:
- Que los verdaderos pulmones planetarios, produciendo O2, son los ecosistemas productivos (afloraciones, corales y praderas) mas que los bosques
- Que los bosques retienen el CO2 a largo plazo y los ecosistemas productivos simplemente lo pasan a la cadena alimentaria que finalmente devolvera el CO2 a la atmosfera.
- Transformando bosques en praderas aumentamos el rendimiento energetico (captamos mas energia solar aprovechable) pero liberamos CO2 neto.
- El mar esta en el centro de todo esto y es bastante mas importante que la parte de tierra en el balance de carbono y energia de la Tierra.

Un saludo



Piensa globalmente pero actua localmente

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Alb

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Kalevala, muy buen apunte. Que se este desarrollando esta linea de investigación no significa que ya este operativa y funcionando.

La industria de los biocombustibles es consciente que la utilización de productos como maíz, cereales o girasol esta muy limitado, y esta desarrollando los llamados biocombustibles de segunda generación que son los que permiten aprovechar los materiales celulosicos. Esto permitirá aprovechar los residuos agrícolas, los productos forestales, así como los residuos de las papeleras. Esto multiplica la producción de biocombustibles.

Los procesos para aprovechar los materiales celulosicos se conocen, pero todavía no están suficientemente desarrollados para que puedan competir con los combustibles convencionales.
Esto se recoge en el ultimo parrafo del articulo:
Sin embargo, los esfuerzos deben ir dirigidos hacia la optimización de las tecnologías de procesado para obtener un mayor rendimiento energético por hectárea cultivada y hacerlos competitivos con las tecnologías comerciales de obtención de bioetanol a partir de cereales y materias ricas en azucares o biodiesel a partir de aceites vegetales.


La búsqueda o diseño de microorganismo capaces de hidrolizar la celulosa es una de las vias, pero no es la única. También se están estudiando método físicos y químicos.

Una de las vías mas prometedoras para la obtención de biodiesel es el empleo de algas marinas, ya la capacidad de estas plantas para aprovechar la luz solar es muy superior a cualquier otra. Repsol esta trabajando en este campo con unos resultados espectaculares, obtienen rendimientos 20 veces superiores a los obtenidos con el girasol.

El empleo de los actuales cultivos energéticos solo se utilizaran como transición hacia estas nuevas tecnologías que se están desarrollando(pero que evidentemente aun no están listas). En este sentido los cultivos herbáceos, parecen muy prometedores, no por su producción por hectárea sino por su menor dependencia de hidrocarburos.

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justsayno

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Quote by kalevala:
- El mar esta en el centro de todo esto y es bastante mas importante que la parte de tierra en el balance de carbono y energia de la Tierra.


kalevala, al parecer hasta ahora eso es lo que se enseñaba... hoy se sabe que hay un missing link ( en la traducción se pierde el juego de palabras: sumidero perdido)


Last year Peter P. Tans, a researcher at the National Oceanic and Atmospheric Administration, and his colleagues concluded on the basis of computer models that two or three billion tons of carbon dioxide are disappearing into an unknown terrestrial sink that lies in northern temperate latitudes (esto se publicó en 1991 aquí


Creo que es la búsqueda de ese "sumidero perdido" lo que ha renovado el interés por las praderas...
por ejemplo:

ESTIMATES of the global carbon dioxide balance have identified a substantial 'missing sink' of 0.4–4.3 Gt per year1. It has been suggested that much of this may reside in the terrestrial biosphere2. Here we present an analysis of the carbon stored by pastures based on deep-rooted grasses which have been introduced in the South American savannas aquí


Curiosamente ya hay una de estas empresas que se dedican a vender derechos de emisión que no planta precisamente arbolitos ¡enlace erróneo!


Carbon Farmers of America are proud to offer a single, effective product for sale: Carbon Sinks.
A Carbon sink will represent one ton of atmospheric carbon dioxide that has been transformed, via photosynthesis, into roughly ½ a ton of soil organic matter.


Es posible que lo de comprar arbolitos ya no se lleve la próxima temporada y el consumidor ecoconsciente se incline mas por el cachito de praderita (atención emprendedores!)

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Daniel

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Respecto el etanol celulósico, la USDA ha dado un toque de aviso:

USDA Research Suggests the Amount of Corn Stover Available for Ethanol Production Must Be Reduced to Preserve Soil Quality

The US Department of Agriculture’s Agricultural Research Service (USDA ARS) has undertaken a large-scale, five-year project to determine the amount of crop residues (e.g., corn stover, cover crop) that must remain on the land in order to maintain soil organic carbon (SOC) and sustain production.

...Some initial results already suggest that twice as many cornstalks have to be left in the field to maintain soil organic matter levels, compared to the amount of stalks needed only to prevent erosion. In other words, when factoring in soil quality as well as erosion, the amount of biomass feedstock available for cellulosic ethanol production is cut in half.


El grano para el granjero y la paja para la tierra...

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Daniel

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Respecto al etanol celulósico, la USDA ha dado un toque de atención:

USDA Research Suggests the Amount of Corn Stover Available for Ethanol Production Must Be Reduced to Preserve Soil Quality

The US Department of Agriculture’s Agricultural Research Service (USDA ARS) has undertaken a large-scale, five-year project to determine the amount of crop residues (e.g., corn stover, cover crop) that must remain on the land in order to maintain soil organic carbon (SOC) and sustain production.

...Some initial results already suggest that twice as many cornstalks have to be left in the field to maintain soil organic matter levels, compared to the amount of stalks needed only to prevent erosion. In other words, when factoring in soil quality as well as erosion, the amount of biomass feedstock available for cellulosic ethanol production is cut in half.


El grano para el granjero y la paja para la tierra...

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