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“Cuantificación de residuos agrícolas disponibles
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para la producción de bioenergía bajo
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criterios de sustentabilidad ambiental”
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Marianela Galleguillos Santis Marianela Galleguillos Santisgg
Seminario Internacional “Biocombustibles y su futuro en la matriz energética” Seminario Internacional “Biocombustibles y su futuro en la matriz energética”
33--5 Noviembre 20095 Noviembre 2009
Proyecto financiado por Programa Domeyko Energía Proyecto Producción de Biomasa con fines bioenergéticos
Crop Residue and Ecosystem Services Ecosystem Services Biofuel Traditional Animal
Feed Industrial Raw Material
Soil Quality Improvement O M f C St O M f C St Traditional Modern Liquid Erosion Control Nutrient Cycling
One Mg of Corn Stover = One Mg of Corn Stover =
280 L of Ethanol 280 L of Ethanol
15 15 -- 18 GJ of Energy18 GJ of Energy
Liquid
Biofuels Soil Biodiversity
Water Management
Soil Structure & Tilth
16 x 1016 x 1066 BTUBTU
2 Barrels of Diesel2 Barrels of Diesel
3 x 103 x 1066 KCalKCal
Soil Structure & Tilth
Carbon Sequestration
¿Cuanto residuo utilizar?
¿Cuanto residuo utilizar?
Manejo de residuos sobre el suelo
Manejo de residuos sobre el suelo
El carbono en el suelo es esencial para mantener la productividad
CO2
CARBONO EN EL SUELO
Sin Labranza + 500 kg /ha/año
Sin Labranza + 500 kg /ha/año
Con Labranza - 2000 kg /ha/año Soil organic
Erosión
Erosión
Erosión
Erosión
Los residuos desempeñan un papel fundamental en el control de erosión
Pérdida de Suelo en una Rotación Trigo-Avena-Raps Suelo Santa Barbara, Pinto.
Pendiente 10% Longitud de la Ladera 150 m Pendiente 10%, Longitud de la Ladera 150 m
Manejo Ton/ha/año
Convencional + Quema 31
Convencional + 0,2 ton residuos sup. Convencional + 1,0 ton residuos sup. Convencional + 2 0 ton residuos sup
17 8 4 Convencional + 2,0 ton residuos sup.
Cerolabranza
4 2
Superficie: 37.068 km2
Superficie sembrada con cereales: 113.028,86 Ha Provincias: 1. Concepción: 1.222,85 Hap 2. Arauco: 3.193,40 Ha 3. Bíobío: 37.952,90 Ha 4 Nuble: 70 659 71 Ha 4. Nuble: 70.659,71 Ha
Total País de cereales: 480.832,73 Ha 23,5% del total nacional
Superficie comunal sembrada por principal cultivo de cereales, región del Bíobío, Chile
San Carlos San Ignacio Yungay El Carmen Niquén Pemuco Pinto C om una Los Angeles Mulchén Tucapel Coihueco El Carmen C 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 Ha Los Angeles
Trigo harinero riego Trigo harinero secano Maiz riego Avena secano Triticale secano Arroz riego Fuente: Elaboración propia en base a datos del Censo Agropecuario y Forestal 2007
Modelo de restricciones para uso sustentable de Modelo de restricciones para uso sustentable de
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residuos de cultivo para energía residuos de cultivo para energía
Erosión
Erosión
CliCli (R)(R)Erosión
Erosión
Clima (R)Clima (R)Suelo (K) Suelo (K)
Topografia (LS) Topografia (LS)
Manejo del cultivo (C ) Manejo del cultivo (C ) Prácticas de soporte(P) Prácticas de soporte(P)
A = R x K x (LS) x C x P
A = R x K x (LS) x C x P
Wischmeier y Smith (1978) pp ( )( ) Mínimo Carbono en el Suelo (MCS) 1 Mg de rastrojo contiene 450 kg de carbono ( ) carbono Perlack andTurhollow (2002) FactoresFactores••TemperaturaTemperatura
••PrecipitaciónPrecipitación
Escenarios de MSC 3,0 ±1,0 Mg C ha/año
pp ••CultivoCultivo
••Rotación del Rotación del cultivo cultivo ••LabranzaLabranza 3,0 ±1,0 Mg C ha/año 2,1 ± 0,1 Mg C ha/año Johnson et al. (2006) ••LabranzaLabranza ••Manejo de Manejo de nutrientes nutrientes
Di ibilid d á i d id d lti d l
O
Disponibilidad máxima de residuos de cultivos de cereales considerando el criterio de M inimo Carbono en el Suelo,
región del Bíobío, Chile
Yungay Ñiquén Otras San Ignacio Coihueco El Carmen Los Ángeles Mulchén San Carlos 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000 450000 500000 CL Producción (Mg) LC Producción (Mg)
Modelación y uso de percepción remota para Modelación y uso de percepción remota para estimación de variables de sustentabilidad en la estimación de variables de sustentabilidad en la utilización de rastrojos para bioenergía (erosión) utilización de rastrojos para bioenergía (erosión)
Modelación influencia factor climático-lluvia Modelación influencia factor vegetacional
Consideraciones finales
Consideraciones finales
Consideraciones finales
Consideraciones finales
La política de diversificación de matriz energéticaLa política de diversificación de matriz energéticaLa política de diversificación de matriz energéticaLa política de diversificación de matriz energética
El cambio climáticoEl cambio climático
El desarrollo de prácticas agronómicasEl desarrollo de prácticas agronómicas
El desarrollo de prácticas agronómicas El desarrollo de prácticas agronómicas
La valoración del ciclo de vida de los biocombustibles La valoración del ciclo de vida de los biocombustibles
(LCA) incluyendo sus materias primas (LCA) incluyendo sus materias primas (LCA) incluyendo sus materias primas (LCA) incluyendo sus materias primas
GRACIAS
GRACIAS
GRACIAS
GRACIAS
Método: Restricciones
Método: Restricciones
Método: Restricciones
Método: Restricciones
Cli (R) Cli (R) Clima (R) Clima (R) Suelo (K) Suelo (K) Topografia (LS) Topografia (LS)Manejo del cultivo (C ) Manejo del cultivo (C ) Prácticas de soporte(P) Prácticas de soporte(P)
A = R x K x (LS) x C x P
A = R x K x (LS) x C x P
Wischmeier y Smith (1978) pp ( )( ) Mínimo Carbono en el Suelo (MCS) 1 Mg de rastrojo contiene 450 kg de carbono Tipo suelo R R= a+b ∑ P(i)2 /P A PP anual ( ) carbono Perlack and Turhollow (2002) 100K= 10-4* 2,71 M 1,14 * (12-a) + 4,20 (b-2) + 3,23 (c-3) Tipo suelo %MO Textura Permeabiliadad K Escenarios de MSCUn promedio de MCS estimado de 3,0 1,0 Mg C ha/año
Pendiente Largo ladera
LS LS= √ f (0,0138 + 0,0096s + 0,00138 s2)
Un promedio de MCS estimado de 3,0 1,0 Mg C ha/año Un promedio de MCS estimado de 2,1 0,1 Mg C ha/año
Johnson et al. (2006)
Factor cobertura
