Agropost OnLine
REVISTA BIMESTRAL
AGOSTO - SEPTIEMBRE 2018 I NUMERO 157
HERRAMIENTAS PARA UN AGRO SUSTENTABLE
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Energía en un mundo cambiante
en buscando oportunidades sustentables

 
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Dr. Ing. Agr. Santieago Veron
Investigador adjunto - CONICET / INTA Castelar
Profesor adjunto - FAUBA
 
   


Las sociedades modernas, y en particular las de los países en desarrollo, enfrentan una encrucijada: compatibilizar la demanda de bienes y servicios necesaria para mantener o mejorar el bienestar humano con la preservación de los ecosistemas que los proveen. El uso de energía es uno de los indicadores más difundidos del desarrollo de las sociedades humanas y, a su vez, es una de las principales causas del deterioro ambiental. Frente a esta situación se requieren nuevas perspectivas ingenieriles, es decir, aquellas que permitan llenar el espacio entre el desafío y su solución mediante la aplicación de conocimiento, creatividad y originalidad. De esa manera se podrán reconciliar estos dos objetivos socialmente valiosos.

A medida que se perciben más claramente los peligros ambientales y económicos de nuestra dependencia de los combustibles fósiles, cosechar energía de los ecosistemas es una alternativa cada vez más atractiva. Sin embargo, la utilización de biomasa vegetal para satisfacer nuestros requerimientos energéticos es problemática dado que la apropiación humana de servicios ecosistémicos tales como alimentos fibras y leña representa aproximadamente 24% de la productividad primaria neta es decir el aumento neto de biomasa vegetal ocurrido en un año. Si bien últimamente los biocombustibles han recibido mucha atención y apoyo gubernamental, numerosos estudios muestran que el auge de los biocombustibles puede comprometer la producción de alimentos o puede tener consecuencias negativas tanto en lo ambiental (por ej. debido a la emisión de gases con efecto invernadero) como en lo social (por ej. el desplazamiento de pueblos originarios) si la expansión de los cultivos ocurre en tierras no agrícolas. Se necesitan, por lo tanto, nuevas perspectivas sobre cómo utilizar la productividad primaria de ambientes naturales o cultivados para la provisión de energía. En particular, aquellas oportunidades en las cuales la cosecha de biomasa para la producción de energía no compita con la provisión de otros bienes (e.g. alimentos) y servicios (e.g. regulación de clima) son cruciales. Los fuegos de vegetación representan una vía de pérdida de biomasa, disipación de energía y emisión de gases con efecto invernadero muy importante. En promedio, cada año se quema un área de tamaño similar al de India (2.5 a 4 millones de km-2) consumiendo biomasa vegetal, emitiendo gases con efecto invernadero y materia orgánica particulada a la atmósfera, perturbando el funcionamiento ecosistémico, alterando el ciclo hidrológico y destruyendo infraestructura. La extensión, duración, y frecuencia de los fuegos está aumentando, quizás favorecida por un retrocontrol positivo con el calentamiento global. Durante el último siglo, los combustibles fósiles y la deforestación fueron responsables del 56 y 17% de las emisiones globales de CO2, aumentando la temperatura de la tierra en aproximadamente 0.74°C. Este hecho, junto con los cambios en el uso y ocupación del suelo, probablemente esté favoreciendo la ocurrencia de fuegos de vegetación.

A nivel global, los resultados preliminares indican que los fuegos ocurridos entre 2003 y 2006 emitieron en promedio 8531±460.5 PJ por año, lo cual requirió la combustión de 3.9±0.2 Pg de biomasa por año o el 3.2% de la productividad primaria neta (PPN) del planeta. áfrica y América del sur, con 20 y 12% de la superficie terrestre del planeta, fueron responsables del 48 y 24% de la energía radiativa liberada por los fuegos. En varias regiones –áfrica sub sahariana, el cerrado brasileño y el sudeste asiático- los porcentajes de la PPN que se quema son mayores al 25%. Los bosques, áreas cultivadas y arbustales contribuyeron en un 54, 18 y 16% a la energía radiativa liberada ya que los fuegos consumieron, en promedio, 2.4, 1.9 y 4.8% de su PPN.

La cantidad de energía total disipada por los fuegos en el mundo fue de aproximadamente 70 EJ/año, equivalente al 14% de la energía consumida por el hombre (EIA 2008). Suponiendo una eficiencia de conversión del 40% (Schiermeier et al. 2008), obtenible en plantas generadoras de ciclo combinado con gasificación de biomasa, la utilización de la biomasa que se quemó en estos fuegos habría provisto 43% del consumo global de electricidad (EIA 2008). 32 países reunieron el 90% de la energía disipada por los fuegos. Entre ellos se puede distinguir 3 grupos contrastantes en términos del cociente entre la bioelectricidad y el consumo de electricidad actual. Un primer grupo incluye a China y EEUU cuyo cociente es < 0.2, indicando que la bioelectricidad podría ser localmente importante pero secundaria a nivel nacional. El segundo grupo comprendería a aquellos países cuya demanda de electricidad es similar a la oferta potencial de bioelectricidad (cocientes entre 0.2 y 5) que incluye a países como Brasil, Australia, Rusia y Argentina. Este grupo representa la mejor oportunidad para reemplazar combustibles fósiles por esta fuente alternativa de energía. Finalmente, en países con un cociente mayor a 5, tales como la mayoría de las naciones Sub-saharianas en los cuales la demanda de electricidad per cápita es muy baja, la oferta de bioelectricidad no podría ser aprovechada por escasez de demanda a menos que se generen planes de desarrollo locales.

En Argentina, el incremento en la frecuencia e intensidad de los fuegos registrado en la década del 90 motivó la creación del Plan Nacional de Manejo del Fuego y más recientemente la sanción de la Ley de Manejo del Fuego (Ley Nacional Nº 26815). La región Chaqueña es una de las áreas más afectadas por los fuegos de vegetación debido a la acumulación de biomasa vegetal de baja calidad que impide su utilización por el ganado y a la expansión de la agricultura en áreas de pastizales y bosques xerofíticos. Paradójicamente, la expansión de la agricultura está explicada por el cultivo de soja que, en parte, se utiliza para producción de biodiesel. Es decir, para generar energía se libera una cantidad de energía mucho mayor almacenada en la biomasa de los bosques. A su vez, la generación de electricidad en nuestro país se realiza principalmente a partir de gas natural -54%-, fueloil -13%-, gasoil -8%- y carbón mineral -3%-. El uso de estos combustibles fósiles no sólo constituye una fuente de emisiones de gases con efecto invernadero sino que también encarece el costo de generación de electricidad, genera una dependencia del gas importado e implica una importante fuente de pérdida de divisas.

Los bosques y arbustales subtropicales secos de la región chaqueña se queman frecuentemente y albergan sistemas productivos basados en el uso ganadero extensivo y en menor medida en la extracción de productos forestales como leña, postes y generación de carbón. Rueda et al. (2013) mostraron que, en el Chaco Seco, la apropiación humana de la productividad primaria neta debido a la ganadería, producción de carbón, extracción forestal y agricultura es significativamente menor a otros sistemas leñosos comparables del mundo y que un porcentaje mayoritario de esa productividad primaria neta (59%) se consumía en fuegos de vegetación. Para Argentina, Verón et al (2012) mostraron que la utilización de la biomasa que se quema anualmente en fuegos de vegetación potencialmente podría satisfacer la totalidad de la demanda de electricidad. Trabajos recientes en la región chaqueña estimaron que los fuegos de desmonte, agrícolas y de régimen (i.e. fuegos periódicos en bosques) disipan en promedio 284 PJ año-1 proveniente de 128 Mt de materia seca liberando a la atmosfera aproximadamente 56 Mt de CO2 y otros gases con efecto invernadero. Estos resultados sugieren que la utilización de biomasa vegetal que eventualmente se quemaría puede constituir una fuente significativa de energía para nuestro país. Sin embargo, aún resta explorar varios aspectos tecnológicos, ecológicos y sociales antes de poder efectivamente utilizar esta fuente de energía.

La generación sustentable de bioelectricidad requiere discriminar los fuegos de vegetación entre aquellos que afectan periódicamente a la vegetación natural (o semi-natural) (i.e. fuegos de régimen) de aquellos que ocurren en una sola oportunidad y que están asociados al reemplazo de la vegetación natural por cultivos agrícolas (i.e. fuegos de transición) o de los que involucran la eliminación de los residuos agrícolas (i.e. fuegos agrícolas). El segundo aspecto a evaluar es el esquema tecnológico y ecológico óptimo para la generación de bioelectricidad. La definición del tipo de planta empleada dependerá entre otros aspectos del grado de desarrollo tecnológico del país, de sus recursos humanos, del costo operativo y de políticas locales. A su vez la capacidad de la planta determinara el área necesaria para abastecerla y de esta manera de los gastos de transporte de la biomasa. El tipo de cosecha de biomasa a implementar puede tener consecuencias sociales y económicas significativas. Por ejemplo, si se utiliza un esquema de baja tecnología (hacheros) puede tener un impacto significativo en la generación de mano de obra local o regional. Si por el contrario se utilizan esquemas empresariales mecanizados se podría reducir el precio de la bioelectricidad.

La extracción de biomasa implica, por un lado, la liberación de recursos como por ejemplo luz o agua, pero también la pérdida de otros como los nutrientes contenidos en la biomasa. El resultado de la cosecha de biomasa sobre la sustentabilidad de los bosques dependerá, en primer término, tanto de la capacidad de la vegetación remanente de utilizar los recursos liberados como de la capacidad del sistema de atenuar la disminución en la dotación de nutrientes. Conocer, entonces, cuánto es la máxima cosecha de biomasa que se puede extraer sin afectar la dinámica de los bosques chaqueños es un aspecto clave. Dado que el aumento anual de biomasa será diferente según el número, tamaño y edad de los individuos de cada especie como de la dotación de recursos la determinación de la máxima cosecha sostenible puede resultar muy compleja y dinámica. Precisar este parámetro y conocer sus factores determinantes en el marco de una manejo adaptativo no sólo permitirá mejorar la sustentabilidad de los bosques chaqueños sino también, eventualmente, desarrollar manejos que aumenten la biomasa cosechable.

Desarrollar un nuevo esquema de generación de energía a partir de los ecosistemas boscosos de la región Chaqueña permitirá: i) transformar un problema ambiental en una alternativa productiva para ambientes marginales que no compita con otros usos del suelo (ganadero, forestal y recreativo), ii) provea un incentivo para la conservación de los bosques, genere un bien muy demandado por la sociedad y iii) contribuya a la inclusión de sectores sociales marginados (e.g. hacheros para producción de carbón vegetal, pueblos originarios).

La integración de conocimiento biofísico y socioeconómico que ello requiere impone el desafío de conectar disciplinas y visiones básicas y aplicadas de la naturaleza. El sistema científico incluyendo las Universidades Nacionales, el INTA, INTI y CONICET junto con los gobiernos provinciales, empresas privadas, cooperativas y organizaciones locales deberán proveer el marco adecuado para definir de manera colectiva los objetivos y los medios adecuados para lograrlos en un contexto dinámico e incierto.

Claramente el desafío es grande, pero probablemente sean más grandes los beneficios de la bioelectricidad generada correctamente.

Bibliografía
Verón, S. R., E. G. Jobbágy, C. M Di Bella, J. M. Paruelo and R. B. Jackson (2012). Assessing the potential of wildfires as a sustainable bioenergy opportunity. Global Change Biology Bioenergy 4: 634-641.
Rueda, C., Baldi, G., Verón, S. R., and E. G. Jobbagy (2013). Apropiación humana de la producción primaria en el Chaco seco. Ecología Austral 23: 44-54.