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sábado, 16 de agosto de 2008

la jatropha curcas por Jorge Alejandro DelaVega Lozano

 

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CONTENIDO

 

1.       Resumen.

 

2.       Perfil de la planta Jatropha.

 

3.       Cultivo.

 

4.       Patrones en la producción vegetal.

 

5.       Biotecnología para mejoramiento de Jatropha Curcas.

 

6.       Plagas asociadas a Jatropha Curcas en Nicaragua.

 

7.       Potencial de los hongos entomopatógenos en el control biológico de plagas.

 

8.       Actividad de la lecitina en variedades tóxicas y no tóxicas.

9.       Producción de biogás con cascarilla de frutos.

 

10.   Biogás con la pasta resultante de la extracción de aceite.

 

11.   Hexano, agua y enzima proteasa en la extracción de aceite.

 

12.   Fermentación de la pasta resultante de la extracción de aceite.

 

13.   Harina de semillas como suplemento proteico para el ganado.

 

14.   Impactos y beneficios.

 

15.   Objetivos en el cultivo de Jatropha.

16.   Toxicidad en las semillas de Jatropha Curcas.

 

17.   Detoxificación del aceite y de la pasta resultante de la extracción de aceite.

 

18.   Riesgos.

 

19.   Sustentabilidad medioambiental.

 

20.   Proyección de la productividad.

 

21.   Características de las semillas.

 

22.   Propiedades del biodiesel.

 

23.   Botánica de la planta.

 

24.   Programa de las Américas del IRC.

 

25.   Links

 

 

 jatrpha: este uno de los trabajos más completos respecto de la jatropha de habla hispana. Felicitamos al colega  Jorge Alejandro de la Vega

1. Resumen

A) Los biocombustibles en México:

 

Diversificar la oferta energética e incrementar el uso de energías renovables es conveniente para México por razones estratégicas, económicas y ambientales. Los biocombustibles pueden jugar un papel destacado en este esfuerzo, pero es importante que su producción y su uso se apeguen a estrictos criterios de sustentabilidad.

Usando bien los biocombustibles, México puede contribuir a resolver los problemas globales y jugar un papel de liderazgo demostrando el uso responsable de sus recursos.

En México, para que efectivamente el uso de biocombustibles sea benéfico para la sociedad y para el medio ambiente, es necesario garantizar que:

1.        Reduzca realmente la emisión neta de gases de efecto invernadero.

2.       Contribuya al bienestar económico regional y nacional.

3.       No requiera de cuantiosos subsidios.

4.       No compita con la producción de alimentos o afecte negativamente a

5.        sus mercados.

6.       No impacte indebidamente a la calidad del aire, el agua y el suelo.

7.        No afecte a la biodiversidad ni contribuya a la deforestación.

8.       No conlleve el uso excesivo de fertilizantes y pesticidas que dañen los ecosistemas.

9.       No degrade o agote recursos naturales esenciales como el agua y los suelos fértiles.

Una política inteligente y responsable para promover los biocombustibles en México debe tomar en cuenta todos estos factores, así como aprovechar las experiencias y el conocimiento internacionales, muy abundantes ahora, para encontrar nuestro camino hacia el desarrollo energético sustentable.

Algunos de los sistemas de producción de biocombustibles que se han propuesto y adoptado en otros países, no cumplen con los criterios de sustentabilidad antes mencionados; y se han justificado en circunstancias económicas y energéticas muy diferentes a las que prevalecen en México. Por lo tanto, hay que ser cuidadosos y no adoptar sin más estrategias desarrolladas en contextos muy diferentes al nuestro, (desde la perspectiva de los biocombustibles, Brasil y Estados Unidos son muy diferentes a México).

Uno de los argumentos que más se usan para impulsar el uso de biocombustibles es su contribución a resolver el problema del calentamiento global resultante de la emisión de gases de efecto invernadero. Este aspecto ha sido motivo de muchos análisis y gran controversia, pero lo que está claro hoy en día, es que no cualquier biocombustible contribuye realmente a disminuir la cantidad de gases de efecto invernadero en la atmósfera. Por ejemplo, los estudios integrales de Ciclo de Vida de los biocombustibles indican que el etanol producido a partir de maíz no contribuye a resolver el problema, y el obtenido a partir de la caña de azúcar sólo tiene un efecto positivo si se obtiene en forma muy eficiente y se aprovechan íntegramente los subproductos. 

En general, si se utilizan fertilizantes y combustibles fósiles para la producción y transporte de los biocombustibles, las emisiones asociadas de bióxido de carbono y óxido nitroso (un gas de efecto invernadero muy potente) compensan en gran medida los beneficios de usar combustibles renovables. De hecho, está claro que en muchos casos el efecto neto es negativo, ya que en lugar de combatir el cambio climático se le promueve.

Para asegurarse que los biocombustibles realmente contribuyan a resolver el calentamiento global, es necesario en cada caso hacer un análisis integral de Ciclo de Vida que cuantifique todas las emisiones asociadas al uso de estos productos. Por esta razón, la normatividad que está en desarrollo en California y en Europa contempla regular la forma en que se producen los biocombustibles, a fin de garantizar que su impacto climático sea positivo. Con el mismo propósito se está desarrollando un sistema internacional de certificación para la producción sustentable de biocombustibles.

Por estas razones, hacer obligatorio el uso de combustibles de origen renovable sin regular la forma en que se producen implicaría costos económicos y ambientales y puede, por lo tanto, resultar contraproducente. En México, cualquier legislación que se establezca para promover el uso de estos productos debe incluir mecanismos de certificación y monitoreo que garanticen que realmente se alcancen los beneficios esperados (Centro Mario Molina www.centromariomolina.org).

B) Factores diversos:

La unión entre agricultura sustentable, biología y ecología puede generar capacidad y propiciar estrategias convenientes para incrementar la disponibilidad de energía y hacer eficiente la protección del medio ambiente global. 

 

En la obtención de agro-energía, optimizar el uso y almacenamiento de la energía solar, significa establecer cultivos no comestibles que puedan llevar a cabo el proceso de fotosíntesis al máximo, cada día del año, almacenando carbono directamente con requerimientos mínimos de nutrientes y agua. 

 

La organización de la fuerza laboral mediante asociaciones resulta fundamental en la planeación e implementación de proyectos sustentables relacionados con agro-energía y obtención de biocombustibles. Las tierras para cultivo de biomasa están allí, pero sin fuerza laboral nada puede hacerse en las tierras de cultivo. De tal manera, son las personas organizadas, no las tierras lo esencial. 

 

La producción local de biocombustibles mediante recursos vegetales no comestibles como la planta Jatropha en Latinoamérica, puede contribuir en la disponibilidad de energías renovables. Sin embargo, la producción extensiva e intensiva en gran escala que requieren los mercados internacionales puede destruir completamente las bases de producción sustentable en el campo, donde se requiere mejorar las formas de vida y combatir los efectos del cambio climático mediante la captura de carbono y la conservación de los ecosistemas.

 

Las consecuencias de producir biocombustibles extensivamente para exportación hacia países ricos, a fin de que se mantengan los estilos de vida en esas sociedades, pueden generar condiciones severas y agravar los problemas de seguridad alimentaria; inequidad social; pobreza; cambio climático y degradación de los ecosistemas en Latinoamérica, originando fenómenos sociales negativos e insospechados. No deseamos que Latinoamérica se convierta en el Golfo Pérsico de los biocombustibles. 

 

Los países Latinoamericanos pueden beneficiarse directamente de los biocombustibles que produzcan localmente en pequeña y mediana escala, sin destruir los ecosistemas, pero se requiere optimizar las leyes y reglamentos sobre bioenergía a fin de proteger a comunidades rurales y ecosistemas de las acciones voraces predadoras provenientes de corporaciones transnacionales con enorme ambición económica.

Los biocombustibles provenientes de vegetales no comestibles como la planta Jatropha, pueden producirse localmente para ser utilizados entre productores de comunidades y asociaciones agrícolas, pesqueras, ganaderas, etc. como combustible para tractores, maquinaria agrícola, barcos de pesca, generación de energía eléctrica, etc.

 

La biomasa para obtención de biocombustibles debe provenir de recursos vegetales no comestibles, cultivados en suelos no aptos para la producción conveniente y sustentable de alimentos donde los requerimientos de agua para irrigación sean mínimos y se considere la conservación y renovación de acuíferos, así como la captura de agua de lluvia. 

 

La diversificación en los recursos de energía renovable puede ser una opción viable para incrementar la disponibilidad de energía, porque no sólo un tipo de recurso renovable sería suficiente para disminuir ampliamente la utilización de combustibles fósiles. Entre los recursos de energía renovable se encuentran los siguientes:

 

a.      Agro-Energía mediante el cultivo de vegetales no comestibles como Jatropha e Higuerilla para elaboración de biodiesel, así como Miscanthus y Switchgrass para elaboración de etanol celulósico

b.      Micro-Algas cultivadas en foto-bio-reactores para elaboración de biodiesel y captura de dióxido de carbono.

 

    c.      Energía en el Clima como la solar, eólica y marítima. 

2. Perfil de la planta Jatropha


La planta Jatropha no es un árbol milagroso para producción de biodiesel. Sin embargo, el cultivo sustentable de esta planta, sin interferir con la producción de alimentos, puede ser opción viable en proyectos de energías renovables porque ofrece ventajas adicionales sobre otros cultivos. 

 

El aceite de las semillas de Jatropha (30% a 40%) puede ser transformado en biodiesel mediante proceso de esterificación y, en caso de variedades tóxicas de Jatropha, el aceite puede ser transformado en bio-pesticidas. Los sub-productos en la elaboración de biodiesel con aceite de Jatropha son: glicerina y pasta resultante de la extracción de aceite. 

 

La floración en la planta Jatropha puede presentarse entre el 1° y 2° años en condiciones muy favorables, pero normalmente toma más tiempo (3 años). La producción de semilla se estabiliza a partir del 4° ó 5° años. La formación de flores está relacionada con el periodo de lluvias. Puede florear nuevamente después de producir frutos cuando las condiciones permanecen favorables por otros 90 días, pero después de esta 2ª floración, la planta no florea nuevamente, sino que se desarrolla vegetativamente.

 

El desarrollo del fruto toma entre 60 y 120 días desde la floración hasta la madurez de la semilla. La reproducción se detiene al inicio del período de lluvias.  

 

Las plagas y enfermedades en la planta Jatropha en estado silvestre, no son gran problema. Sin embargo, en condiciones extensivas de monocultivo, las plagas y enfermedades pueden ser problema en el cultivo.

 

El desarrollo sustentable debe ser condición prioritaria ineludible en el cultivo de la planta Jatropha, porque las consecuencias negativas debido a la falta de sustentabilidad en los cultivos, pueden ser severas y agravar los problemas de seguridad alimentaria; inequidad social; pobreza; cambio climático y degradación de los ecosistemas en Latinoamérica.

 

3. Cultivo


La propagación se realiza mediante semillas y/o esquejes (estacas) en invernadero. 

 

Las semillas para siembra deben ser obtenidas de plantas que mostrado altas producciones. El almacenamiento de las semillas no deberá exceder de 10 a 15 meses, supervisando la calidad en las semillas durante este tiempo, considerando que contienen aceite. 

 

La germinación en las semillas tiene una duración de alrededor de 15 días, y puede comenzar incluso a partir del tercero al quinto días. El porcentaje de germinación oscila entre 60 y 90%. 

 

Las plántulas se desarrollan generalmente durante 3 meses en invernadero, y se transplantan al campo cuando tienen una altura entre 40 y 50 centímetros. 

 

Los esquejes (estacas) para propagación de la planta deben provenir de ramas con madera blanda cuya longitud sea  entre 20 y 40 centímetros, y diámetro entre 1.0 y 3.0 centímetros, a plantarse en bolsas de plástico dentro del invernadero. El crecimiento de raíces comienza en 8 a 15 días con alrededor de 75% a 80% de viabilidad. Los esquejes pueden plantarse también directamente en el campo cuando las condiciones de cultivo son favorables.

 

La plantación en campo puede realizarse a distancia de tres a cuatro metros entre plantas, en cepas (hoyos) de 30x30x30 centímetros. Habrá que controlar las malezas durante el establecimiento de la plantación y desarrollo inicial de las plantas. 

 

La fertilización puede realizarse mediante aplicación de estiércol durante el transplante en cantidad de 0.25 a 1.5 kilogramos por plántula y 150 gramos de superfosfato seguidos de 20 gramos de urea después de 30 días. La aplicación de nitrógeno (urea) y fósforo (superfosfato) propicia la floración. Estas cantidades no son definitivas, sino que varían en función del análisis en los suelos y la cantidad de humedad en el estiércol. 

La poda  a 35 ó 45 cm. de altura al inicio del 2° período de lluvia propicia el desarrollo de ramas laterales. La poda de formación en árboles adultos entre marzo y mayo mantiene la altura y forma en los árboles para facilitar la cosecha de frutos.

 

El clima para cultivo de Jatropha, es preferiblemente tropical o subtropical con temperatura media anual de 20°C. La planta soporta heladas leves de corta duración, siempre que la temperatura no se presente por debajo de 0°C. Se desarrolla en altitudes desde el nivel del mar hasta los 1200 metros preferentemente, y con precipitación pluvial desde 300 hasta 1800 milímetros anuales de lluvia ó más

 

Las plagas y enfermedades más frecuentes son debido al insecto Podagrica spp y al hongo Cercospera spp. Sin embargo existen otros insectos y hongos que pueden afectar las plantaciones en monocultivo extensivo e intensivo de Jatropha. En este sentido, las variedades de Jatropha tóxica son menos susceptibles a plagas por razón de su misma toxicidad. 

 

Los suelos para cultivo de Jatropha, deben ser arenosos, ventilados, bien drenados, PH entre 5 y 7, fertilidad media a escasa con profundidad mínima de 60 centímetros. 

 

La producción de frutos y semillas en los árboles de Jatropha puede comenzar a partir del segundo o tercer años en condiciones favorables, y se estabiliza a partir del cuarto o quinto años. La cantidad de semilla por hectárea con mil árboles en etapa de madurez oscila entre 0.5 y 10.0 toneladas anuales, dependiendo de las condiciones de cultivo.

 

La captura de carbono en plantaciones de Jatropha, así como en otros tipos de plantaciones, ocurre únicamente durante el desarrollo de las plantas hasta llegar su estado de madurez. Es en troncos y ramas donde el carbono queda almacenado. La cantidad de carbono (C02) que el árbol captura, consiste sólo en el pequeño incremento anual que se presenta en la madera del árbol multiplicado por la biomasa del árbol que contiene carbono. Entre 40% y 50% de la biomasa de un árbol (madera: materia seca) es carbono. Es necesario conservar los árboles para evitar que el carbono (C02 contenido en ellos se emita a la atmósfera. 

 

La cosecha se realiza en dos o tres ocasiones durante al año, debido a que no todos los frutos maduran al mismo tiempo.

 

 

Plagas y Enfermedades Potenciales

Nombre

Síntomas/Daños

Fuente

Phytophora spp.

Pudrición de raíz

Heller 1992

Pythium spp.

Pudrición de raíz

Heller 1992

Fusarium spp.

Pudrición de raíz

Heller 1992

Helminthosporium tetramera.

Manchas en hojas

Singh 1983

Pestalotiopsis paraguarensis

Manchas en hojas

Singh 1983

Pestalotiopsis versicolor

Manchas en hojas

Phillips 1975

Cercospora Jatropha curcas

Manchas en hojas

Kar & Das 1987

Julus sp.

Pérdida de plántulas

Heller 1992

Oedaleus senegalensis

Hojas en plántulas

Heller 1992

Lepidoptera larvae

Galerías en hojas

Heller 1992

Pinnaspis strachani

Manchas negras en ramas

Van Harten

Ferrisia virgata

Manchas negras en ramas

Van Harten

Calidea dregei

Succionan frutos

Van Harten

Nezara viridula

Succionan frutos

Van Harten

Spodoptera litura

Larva se alimenta de hojas

Meshram & Joshi

Termitas e insecto dorado

Afectan toda la planta

Van Harten

 

 

4. Patrones en la producción vegetalInvestigación para detectar patrones en la producción de flores, frutos y semillas en plantas Jatropha Curcas (Euphorbiaceae) de un año de edad con relación a la variabilidad en la fertilidad y humedad de los suelos durante un período de doce meses en Nicaragua: 

a)    La conformación de la planta se ajusta al modelo Leeuwenberg. 

b)   La floración tiende a ser episódica y responde a la variación en la precipitación pluvial. 

c)    La deficiencia de nutrientes en plantas pequeñas ocasiona que la reproducción y el desarrollo         terminen mucho antes del final del período de lluvias. 

d)   El tamaño de las inflorescencias y la proporción de flores femeninas varían de acuerdo al vigor en los módulos de las plantaciones. 

e)    El desarrollo de los frutos se presenta frecuentemente disparejo y, el crecimiento de los frutos tardíos comienza hasta después de la maduración de los frutos tempranos.  

C.L. Aker, Departamento de Biología, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua, León, Nicaragua.

5. Biotecnología para el mejoramiento de Jatropha Curcas


El cultivo de tejidos para la propagación rápida y mejoramiento en genotipos seleccionados de Jatropha Curcas resulta en ocasiones deseable. Esto permite proveer rápidamente material para nuevas plantaciones, considerando genotipos seleccionados de acuerdo a sus propiedades como productividad, resistencia, etc. El inicio de cultivos asépticos provenientes de semillas que fueron almacenadas entre uno y tres años, así como la fase de reproducción han sido optimizados a partir de distintos genotipos provenientes de regiones geográficas como Nicaragua, México, Cabo Verde, Santa Lucia (Nicaragua) y Madagascar. Además de la composición en los medios de cultivo, un factor esencial fue la técnica de corte durante el proceso de propagación. Experimentos para optimizar el enraizamiento y la resistencia a los efectos climáticos están en proceso. Paralelamente se están llevando a cabo experimentos para inducir la embriogénesis somática a partir de brotes, hojas, pecíolos y tallos. Esto representa las bases necesarias para el mejoramiento genético a partir de la transformación o mutagénesis.

A. da Câmara Machado, N.S. Frick, R. Kremen, H. Katinger, M. Laimer da Câmara Machado. Institute of Applied Microbiology, University of Agricultural Sciences, Vienna, Austria. 

6. Plagas Asociadas a Jatropha Curcas en Nicaragua


Plagas y artrópodos benéficos se encontraron en plantaciones de Jatropha curcas L. (Euphorbiaceae) en Nicaragua. La plaga principal:  Pachycoris klugii Burmeister (Heteroptera: Scutelleridae) que daña los frutos en desarrollo. La segunda plaga más frecuente fue: Leptoglossus zonatus (Dallas) (Het.: Coreidae).  Adicionalmente, doce especies de insectos se alimentan de esta planta. Entre otras plagas se incluyen: el perforador de tallos Lagocheirus undatus(Voet) (Coleoptera: Cerambycidae), grillos, comedros de hojas y orugas. Entre los insectos benéficos se encontraron polinizadores, predadores y parásitos. El potencial de los insectos benéficos está en estudio.

C. Grimm, J.-M. Maes. Institute of Forest Entomology, Forest Pathology and Forest Protection, Universität für Bodenkultur, Vienna, Austria, Entomological Museum S.E.A., León, Nicaragua.

 

7. Potencial de los hongos entomopatógenos en el control biológico de plagas

Las plagas principales en Jatropha Curcas L. (Euphorbiaceae) que causan abortos en frutos y malformaciones en las semillas en Nicaragua son: Pachycoris klugii Burmeister (Heteroptera: Scutelleridae) y Leptoglossus zonatus(Heteroptera: Coreidae).  El control biológico potencial sobre estas plagas mediante hongos entomopatógenosBeauveria bassiana, Metarhizium anisopliae (Deuteromycotina: Hyphomycetes) mostró en laboratorio hasta 99% de mortandad en Leptoglossus zonatus y 64 % en Pachycoris klugi (Metsch, Sorok, Dallas Bals & Vuill).

Ambas especies de hongos son producidos masivamente en Nicaragua mediante dos etapas en los sistemas de producción sobre arroz esterilizado en bolsas de polipropileno. Fórmulas en aceite y agua fueron probadas exitosamente en las plantaciones utilizando aspersores.

C. Grimm, F. Guharay, Institute of Forest Entomology, Forest Pathology and Forest Protection, Universität für Bodenkultur, Vienna, Austria. Proyecto CATIE/INTA-MIP (NORAD), Managua, Nicaragua.

 

8. Actividad de la Lecitina en Variedades Tóxicas y No Tóxicas 

La actividad de la lecitina en la harina de semillas de variedades tóxicas y no tóxicas de Jatropha Curcas fue investigada mediante el método de aglutinación de látex. No hubo diferencia significativa en la actividad de la lecitina en variedades  tóxicas y no tóxicas. Ambas fueron sometidas a tratamientos en calor seco a 130°C y 160°C durante 20, 40 y 60 minutos, y en calor húmedo con 60% de humedad a 100°C y 121°C durante 20, 40 y 60 y 10, 20 30 minutos. Los tratamientos en calor húmedo a 100°C, y en calor seco a 130°C y 160°C durante 60 minutos, no inactivaron la lecitina en ninguna de las dos variables.

La aglutinación del látex se presentó a los 10 y 20 minutos en calor húmedo a 121 °C. Sin embargo la aglutinación no se presentó después de 30 minutos. Esto sugiere que el tratamiento con calor húmedo es más efectivo que con calor seco para inactivar las lecitinas; las lecitinas pueden ser inactivadas mediante calor húmedo a 121°C durante 30 minutos; las lecitinas probablemente no son el principio tóxico en la harina de semillas de Jatropha. La prueba de aglutinación fue llevada a cabo en presencia de iones de Ca2+, Mn2+ y Mg2+. El ión Mn2+ fue el mejor. Una concentración de 0.286 mM de Mn2+ fue mantenida en la mezcla del ensayo.

E.M. Aregheore, H.P.S. Makkar, K. Becker, Department of Agricultural Sciences, College of Education, Warri, Delta State, Nigeria. Institute for Animal Production in the Tropics and Subtropics, University of Hohenheim, Germany.

 

9. Toxicidad de las semillas de Jatropha Curcas 

Las semillas de Jatropha Curcas pueden contener hasta 60% de ácidos grasos en patrones similares a los aceites comestibles. La composición de los aminoácidos; el porcentaje de aminoácidos esenciales; y el contenido mineral de la pasta resultante de la extracción de aceite, puede ser comparada con pastas similares utilizadas como forraje. Pero, debido a diversos principios tóxicos en la Jatropha Curcas, incluyendo lecitina( curcina); ésteres de forbol; saponinas; inhibidores de proteasas y fitatos, el aceite, la semilla o la pasta resultante de la extracción de aceite de Jatropha Curcas puede ser utilizada en la nutrición animal o hum 

Se realizaron experimentos en peces para determinar la toxicidad de las diferentes fracciones, así como la influencia del calor y de la alcalinidad en la pasta resultante de la extracción de aceite. Los resultados mostraron que la pasta resultante de la extracción de aceite proveniente de semillas y/o harina de semillas tratadas con calor fue menos tóxica que aquella sin tratamiento previo mediante calor en las semillas, mientras que la toxicidad del extracto oleoso alcohólico no cambió después del tratamiento con álcali caliente.

M. Trabi, G.M. Gübitz, W. Steiner, N. Foidl, Institute of Biotechnology, Graz University of Technology, Graz, Austria, Proyecto Biomasa, Universidad Nacional de Ingeniería, Managua, Nicaragua.

10. Detoxificación del aceite y de la pasta resultante de la extracción de aceite


En laboratorio se efectuaron tratamientos para detoxificar el aceite y de la pasta resultante de la extracción de aceite de Jatropha Curcas, a fin de remover elementos tóxicos como los ésteres de forbol y la curcina.

Los peces alimentados únicamente con la pasta resultante de la extracción de aceite previamente tratada con calor presentaron una mortandad de 100%. Sin embargo, la extracción de aceite con etanol al 92% (o éter etílico) dio como resultado una pasta resultante de la extracción de aceite de Jatropha Curcas con la que se alimentó a los peces que se desarrollaron sin problemas y no presentaron síntomas de intoxicación.

Las misma pasta resultante de la extracción de aceite con etanol o éter etílico fue suministrada a un grupo de ratones que se desarrolló más lentamente que aquellos alimentados con soya. Los ratones tampoco presentaron síntomas de intoxicación.

H. Gross, G. Foidl, N. Foidl, Universidad Nacional de Ingeniería, Departamento de Biomasa, Managua, Nicaragua, Sucher & Holzer Austria.

  

11. Producción de Biogás con Cascarilla de Fruto


Digestión anaeróbica mediante cascarilla de  frutos de Jatropha Curcas fue realizada en laboratorio. El experimento se llevó a cabo en un filtro anaeróbico de flujo vertical con volumen de 23.8 litros. El reactor trabajando a temperatura ambiental. Reteniendo la masa 3 días y añadiendo NAOH únicamente al inicio de la reacción para estabilizar el pH. Se obtuvieron 2.5 litros de biogás por día (70% metano). La degradación del material fue entre 70 y 80%. Las cascarillas de los frutos se sometieron a un pre-tratamiento para separar las fibras a fin de evitar la obstrucción del reactor.

O. López, G. Foidl, N. Foidl, Universidad Nacional de Ingenieria, Departamento de Biomasa, Managua, Nicaragua. Sucher & Holzer, Austria.

 

12. Biogás con la pasta resultante de la extracción de aceite


Entre 50% y 60% del peso de las semillas de Jatropha Curcas queda como pasta resultante de la extracción del aceite conteniendo proteína, carbohidratos y compuestos tóxicos. Se requiere tratamiento posterior para alimentar a animales con esta pasta resultante de la extracción de aceite que es un buen sustrato para la producción de biogás. Se han utilizado biodigestores de flujo vertical para obtener biogás con filtros en cada reactor para la obtención de metano.

R. Staubmann, G. Foidl, N. Foidl, G.M. Gübitz, R.M. Lafferty, V.M. Valencia Arbizu, W. Steiner, Institute of Biotechnology, Graz Technical University, Austria, Proyecto Biomasa, Universidad Nacional de Ingeniería, Managua, Nicaragua.

 13. Hexano, agua y enzima proteasa en la extracción de aceite


Extracción de aceite con: Hexano 98%; Agua 38%; Proteasa Alcalina 86%.

E. Winkler, G.M. Gübitz, N. Foidl, R. Staubmann, W. Steiner, Institute of Biotechnology, Graz University of Technology, Austria. Proyecto Biomasa, Managua University of Technology (UNI), Nicaragua. 

14. Fermentación de la pasta resultante de la extracción de aceite


Un hongo fue aislado de la semillas de Jatropha Curcas en Nicaragua e identificado como Rhizopus oryzae (Went & Prinsen Geerlings). harina de semillas y pasta resultante de la extracción de aceite fueron utilizadas como sustratos para fermentaciones con el hongo Rhizopus oryzae.  

El hongo se desarrollo bien en ambos sustratos sin añadir levaduras, pero la cascarilla de las semillas sin adición de levaduras no fue un buen sustrato. El hongo produjo un amplio espectro de enzimas hidrolíticas apropiadas para incrementar la extracción de aceite. Incluso la fermentación de las semillas o de la pasta resultante de la extracción de aceite mediante el hongo Rhizopus oryzae podría ser factible para degradar las sustancias tóxicas.

Los experimentos mostraron que utilizar la pasta resultante de la extracción de aceite como sustrato para el hongoRhizopus oryzae y producir más aceite, podría ser mejor que usarla como forraje, particularmente porque no existe una forma práctica y económica para su detoxificación. Trabi, G.M. Gübitz, W. Steiner, N. Foidl, Institute of Biotechnology, Graz University of Technology, Graz, Austria. Proyecto Biomasa, Universidad Nacional de Ingeniería, Managua, Nicaragua.

15. Harina de semillas como suplemento proteico para el ganado


Estudios en laboratorio mostraron que la harina de semilla de Jatropha Curcas conteniendo 1% a 2% de residuos de aceite presentó niveles de proteína cruda entre 58% y 64% de los cuales el 90% fue proteína verdadera. Los niveles de aminoácidos esenciales, excepto lisina, fueron altos. Sin embargo, la harina de semilla de variedades en Cabo Verde y Nicaragua fue altamente tóxica en la alimentación de peces, ratas y pollos, mientras que la harina de semillas de la variedad Mexicana no resultó tóxica. 

 

Durante 7 días se suministró harina de semillas de la variedad no tóxica a peces, en proporción al 50% con harina de pescado. Se observó mucosidad en las heces, y los rendimientos en el desarrollo de los peces no tuvieron variación comparados con el grupo de peces al que no se le suministró harina de semillas de Jatropha Curcas. El contenido de proteína y aminoácidos esenciales en la variedad no tóxica fue similar al de las variedades tóxicas, de Cabo Verde y Nicaragua.  Adicionalmente, en experimentos con ratas el índice de eficiencia de la proteína en la harina de semillas de la variedad no tóxica fue alrededor de 86% comparada con proteína proveniente de la caseína. Esto sugiere que ambas variedades, tóxica y no tóxica, son buenas fuentes de proteína. Pero la harina de semillas debe ser detoxificada antes de suministrarla como alimento a los animales.

La alimentación con harina de semillas de la variedad no tóxica, sin tratamiento previo con calor, puede tener efectos subclínicos negativos en el desempeño de los animales a largo y mediano plazos. Los factores que restringen la utilización óptima de la harina de semillas proveniente de ambas variedades, tóxica y no tóxica, son: Altos niveles de inhibidor de la actividad de la Tripsina (21 a 27 mg. de tripsina inhibida por cada gramo de materia seca); Lecitina (51 a 102 expresado como el inverso del la concentración mínima en miligramos de harina de semillas de Jatropha por milímetro en el ensayo que produjo hemaglutinación); Fitato (concentración entre 9% y 10%); Saponinas (en niveles entre 2.6% y 3.4%); Esteres de Forbol presente en la pulpa de las semillas de la variedad tóxica (2.2% a 2.7% miligramos por gramo, virtualmente ausentes en la variedad Mexicana 0.11 miligramos por gramo).

Taninos, cianógenos, inhibidores de amilasa y glucosinolatos no fueren detectados en ninguna de las variedades. Los inhibidores de tripsina, y la lecitina, pueden ser destruidos mediante tratamiento con calor. La harina de semillas, de las variedades tóxicas y no tóxicas, no tratada previamente con calor mostró bajos niveles de degradación del nitrógeno en rumen. La harina de semillas tratada con calor mostró un incremento en la degradación de nitrógeno en el rumen entre 38% y 65%. La harina de semillas, de la variedad Mexicana, tratada con calor y químicos como NaOH y NaOCl, o extrayendo el aceite con 80% a 90% de etanol, metanol o éter etílico, mostró posibilidades para detoxificar la harina de semillas en variedades tóxicas.  

H.P.S. Makkar, K. Becker, Institute for Animal Production in the Tropics and Subtropics (480), University of Hohenheim, D-70593 Stuttgart, Germany.  

16. Impactos y beneficios


Impactos positivos en el desarrollo:

·    Generación de empleos en comunidades rurales.

·    Beneficios para inversionistas y productores.

·    Productores en comunidades rurales aseguran ingreso adicional duradero.

·    Uso de terrenos improductivos.

·    Obtención de bonos de carbono y certificados de reducción de emisiones de CO2.

·    Se evita la utilización de alimentos para elaboración de biocombustibles.

·    Se participa en programas y mecanismos relacionados con energía limpia.

·    Promoción de la sustentabilidad en el medio rural. 

Impactos positivos en el medio ambiente:

·    Captura de CO2 atmosférico.

·    No se interviene en el ciclo del Carbono.

·    Se evita la desertificación, la deforestación y degradación en los suelos.

·    Se favorece la bio-diversidad y conservación ecológica en zonas marginales.

·    Reducción en el uso de energía fósil primaria.

·    Disminución de las emisiones de CO2 (gas de efecto invernadero).

Beneficios a inversionistas:

·    Ganancias económicas de acuerdo con los términos y condiciones en los proyectos.

·    Acceso al mercado de biomasa y biocombustibles.

·    Acceso al mercado de bonos de carbono.

·    Obtención de certificados de reducción de emisiones de CO2.

·    Deductibilidad de las inversiones

·    Creación de capacidad técnica y comercial.

 

Beneficios a productores:

·    Ganancias económicas de acuerdo con los términos y condiciones en los proyectos.

·    Aseguramiento de ingresos adicionales duraderos.

·    Acceso a biocombustibles.

·    Obtención de asistencia técnica y capacitación.

·    Aprovechamiento de suelos improductivos marginales.

·    Disminución de la dependencia en cultivos agrícolas alimentarios.

·    Mayor influencia en el ámbito rural.

·    S evita la degradación de los suelos y la deforestación.

·    Creación de capacidad técnica y comercial.

 

17. Objetivos en el cultivo de Jatropha




  • ·Producción sustentable de biomasa y biocombustibles para consumo local.
  • ·Captura de dióxido de carbono atmosférico (reducción de emisiones).
  • ·Asegurar recursos alternativos de energía.
  • · Disminuir la interdependencia y vulnerabilidad en el abastecimiento de petróleo.
  • · Opción frente al decremento en las reservas de petróleo y otros combustibles fósiles.
  • · Reducir las emisiones de CO2 frente al cambio climático global.
  • · Mejorar las condiciones económicas en el sector rural.
  • · Desarrollo regional mediante nuevas actividades.
  • · Fomentar la biodiversidad y la conservación ecológica.
  • · Propiciar cambios positivos considerando que el mercado agrario en países en desarrollo subsiste aceptando precios bajos, y en países desarrollados subsiste mediante subsidios altos.
  • · Promover inversión en ejidos y comunidades sin desplazar a sus habitantes.
  • · Fomentar el uso de energía renovable sustentable.
  • · Aprovechamiento de suelos no aptos para producción alimentos.
  • · Aprovechar las condiciones favorables de clima y suelos.
  • · Proporcionar asistencia técnica y capacitación a productores agrícolas y pecuarios.
  • · Apoyar a productores e inversionistas en el desarrollo de proyectos.
  • · Fomentar la expansión de cultivos regionales sustentables mediante proyectos piloto.
  • · Crear capacidad técnica y comercial.
  • ·Tener influencia positiva, nacional e internacional, en los sectores gubernamentales y privados con relación a leyes y reglamentos sobre la producción de biomasa para obtención de bio-energía.
  • ·Apoyar el desarrollo de infraestructura en un entorno equitativo y abierto.
  • · Aprovechamiento de los subproductos derivados de la elaboración de biocombustibles.
  • · Generar contratos de producción de biomasa en regiones rurales.
  • · Obtener beneficios de los bonos por captura de carbono en plantaciones.
  • · Obtener certificados por reducción de emisiones de CO2.
  • · Evitar la desertificación y la degradación de los suelos.
  • · No utilizar alimentos para producción de energía.
  • · Propiciar la formación de asociaciones de productores de biomasa y biocombustibles que permitan ingresos      adicionales a productores e inversionistas en comunidades rurales.

 


18. Riesgos


  • Riesgos Naturales: Incendios, plagas y enfermedades en los cultivos; productividad menor a la esperada; sequías; inundaciones; vientos dañinos y heladas.
  • ·Factores Antropogénicos: Invasión de terrenos; robo de cosechas; vandalismo; escasez de fuerza laboral y fenómenos sociales negativos e insospechados.
  • · Riesgos Políticos: Cambios en las políticas; inestabilidad en los gobiernos.
  • ·Factores Económicos: Cambios en tazas de interés; moneda; costos; precios a la baja de la biomasa,   biocombustibles y bonos de carbono; disponibilidad de terrenos.

 


19. Sustentabilidad medioambiental


Sustentabilidad o sostenibilidad es la característica que conserva en el tiempo a los sistemas dinámicos de los que depende el desarrollo y la vida en el planeta dentro del contexto evolutivo de la humanidad. Es en el más amplio sentido, la condición dinámica de la sociedad. La correlación entre sustentabilidad medioambiental y desarrollo económico, resulta compleja. Cada una de la economías en los países, enfrenta retos interconectados necesariamente con el medio ambiente. En algunos países se resuelven los problemas de contaminación medioambiental, y se controlan los recursos naturales relativamente bien, mientras que otros países no. Esto indica que habitualmente no se incluye el destino medioambiental en la definición de desarrollo.

Los  índices de sustentabilidad medioambiental se encuentran estrechamente relacionados al potencial de desarrollo en los países, y son útiles como guía en la  implementación y sostenimiento de políticas vinculadas a la protección y conservación de los ecosistemas en función del desarrollo conveniente de largo plazo.

De acuerdo con el estudio sobre Sustentabilidad Ambiental elaborado en 2005  a iniciativa del Foro Económico Mundial, en colaboración con el Centro de Legislación y Política Ambiental de la Universidad de Yale, y el Centro Internacional Red de Información de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Columbia, los países con los índices de sustentabilidad medioambiental más altos son: Finlandia, Noruega, Uruguay, Suecia e Islandia, en los lugares 1,2,3,4 y 5 respectivamente. Los países con los índices más bajos de sustentabilidad medioambiental son: Corea del Norte, Irak, Taiwán, Turkmenistán y Uzbekistán, en los lugares 146, 143, 145, 144 y 142 respectivamente. México en el lugar 95 de la lista que contiene 146 países. Estados Unidos en el lugar 45.

Países con riqueza económica y alto ingreso per cápita como Arabia Saudita (lugar 136) y Kuwait (lugar 138) tienen índices de sustentabilidad muy bajos. Es decir su riqueza terminará en el mediano o corto plazos, mientras que Uruguay y Guyana en los lugares 3 y 8 respectivamente, no son países con alta riqueza económica, ni alto ingreso per cápita, sino que han puesto énfasis en la conservación de sus ecosistemas considerando el desarrollo potencial en el largo plazo. Generalmente, los países ricos ejercen mayor tensión ecológica al extraer recursos del medio ambiente, ya sea de sus naciones o de otros países.

La Comisión Brundtland:

La sustentabilidad ha sido un objetivo ampliamente aceptado por todos los países desde que fue introducido por la Comisión Brundtland. La característica de la sustentabilidad, ya sea económica, social, ecológica, productiva, etc., hace necesario el desarrollo de metodologías para medir y valorar de forma objetiva y clara el cumplimiento de los requisitos sobre sustentabilidad. Se utilizan indicadores de la sustentabilidad para percibir las tendencias o fenómenos que no es posible detectar de inmediato ni fácilmente, y permiten comprender, sin  ambigüedades, el estado de la sustentabilidad de un sistema, o los  puntos críticos que ponen en peligro la sustentabilidad.

De tal manera, los indicadores de la sustentabilidad contribuyen operacionalmente sobre el concepto de desarrollo sustentable en los países, porque en los indicadores intervienen factores que  permiten definir acciones concretas para corregir errores o desviaciones del objetivo deseado. Su utilización permite también evaluar en qué medida un sistema, cumple con los requisitos de  sustentabilidad, cuáles son sus puntos críticos, y su evolución en el tiempo.

La Comisión Brundtland de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, ante la irrefutable evidencia de la existencia de límites para el desarrollo de la humanidad, precisó, en la década de 1990, que las políticas para crear modelos de desarrollo en los países, deben ser adecuadas para que las generaciones futuras tengan oportunidad de una calidad de vida, al menos igual a la de las generaciones presentes. Fue a este enfoque al que se denominó Desarrollo Sustentable.

 

Tendencias y Equilibrios:

En la década de 1980, investigadores del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), realizaron un análisis sobre las tendencias y equilibrios globales.

Sondearon el comportamiento del capital en función del tamaño de las familias; la disponibilidad de alimentos; y la cantidad de recursos naturales para el sostenimiento de la vida humana en el planeta. Los resultados en este análisis pronosticaron escasez mundial severa de agua y alimentos a partir del año 2025. Sin embargo, en esta investigación no se consideraron los efectos negativos que emergieron ulteriormente en el medio ambiente y que aceleran las tendencias negativas, como por ejemplo, el calentamiento global del planeta y, la producción de biocombustibles con granos alimenticios.

El mismo análisis indica que, de continuar las tendencias actuales, la escasez de agua y alimentos podría presentarse antes del año 2025 y llegar a niveles catastróficos. El uso de los recursos naturales, no únicamente debe basarse en la biología y la ecología, sino también en la ética, la política y la sociología. Ninguna de las economías, ya sean capitalistas o socialistas, consideraron desde su inicio la sustentabilidad medioambiental que es lo compatible con la vida. Vivimos ahora las consecuencias por no haber considerado la sustentabilidad medioambiental. Hay cada día menos disponibilidad de agua y enormes problemas de contaminación que afectan la vida y la salud.

El conjunto de circunstancias e intereses globales de corporaciones y actores que desean conservar su dominio, han propiciado que más del 90% de la riqueza mundial, se encuentre en manos de sólo el 1% de la población. Esta distribución sumamente desigual de la riqueza global influye negativamente para que se mantengan o se agudicen las viejas tendencias que no permiten los cambios necesarios en la dirección correcta para el desarrollo sustentable y, puede originar fenómenos sociales negativos e insospechados. Los modelos de desarrollo deben considerar la interconexión entre los ecosistemas; los límites en los recursos naturales; el peligro de carecer de recursos naturales como agua y suelos fértiles para producción de los alimentos que consumimos.

Ciencia y Tecnología:

El enorme y rápido avance científico y tecnológico no ha mostrado todavía utilidad para evitar la destrucción de los ecosistemas y la extinción de especies, ni para mitigar las condiciones de desigualdad humana y de pobreza en muchos países y regiones, sino por el contrario, la tecnología en ocasiones ha causado daños en el medio ambiente.

Se requiere una orientación diferente en las economías mundiales, tomando en cuenta la protección y el aprovechamiento sustentable de los recursos naturales, conducida por la innovación científica y tecnológica, y por una conciencia social en aumento. Es decir, modelos económicos, tecnológicos y de producción radicalmente distintos a los que han prevalecido en las últimas décadas, conociendo que lo sustentable es lo compatible con la vida. Esta nueva orientación resulta indispensable para el desarrollo en México y en otros países donde el flujo elemental de los recursos naturales continúa siendo de tipo lineal consistente en extraer, producir, vender, usar y eliminar. Este flujo lineal puede ser substituido por un flujo circular donde los residuos de un proceso actúan como materias primas de otro.

Nunca antes como ahora, la humanidad había logrado niveles tan altos en tecnología y conocimiento científico, ni la vida en el planeta había estado tan amenazada como ahora. 

Las predicciones sobre los efectos negativos relacionados al cambio climático y a la utilización de alimentos para elaborar biocombustibles dejan de ser hipótesis y, se convierten en realidades. Así lo evidencian las más recientes investigaciones y observaciones sobre los fenómenos climáticos y sus efectos en los ecosistemas que sostienen la vida en el planeta.

Gases de Efecto Invernadero:

Aún reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera, la inercia del cambio climático y sus impactos se mantendrían a lo largo de los próximos siglos. El daño está hecho. Los dirigentes en países ricos donde se genera la mayor cantidad de emisiones de gases de efecto invernadero que afectan negativamente el medio ambiente global y la vida en el plantea, tienen la tarea y la responsabilidad de reducir las emisiones de estos gases. Debe exigirse a los países que generan la mayor cantidad de gases de efecto invernadero, una respuesta responsable por los daños globales que vienen causando en relación al cambio climático y, que cumplan con la reducción de emisiones para estabilizar la atmósfera.

El Cambio Climático:

Indudablemente el daño está hecho. Los cambios climáticos impactan negativamente la producción de alimentos, el abastecimiento de agua, la viabilidad de los ecosistemas y los beneficios ambientales que los ecosistemas ofrecen a la humanidad. Los glaciares han tenido un retroceso sin precedentes debido al calentamiento global; regiones enteras han sido afectadas; animales y vegetales han sido desplazados o han muerto, debido a su incapacidad de adaptación. La creciente intensidad en los desastres naturales ha generado cientos de miles de victimas y multimillonarios costos materiales; se han formado vectores transmisores de enfermedades en regiones donde antes no se presentaban. 

 Estudio sobre sustentabilidad medioambiental

En el estudio sobre Sustentabilidad Ambiental elaborado en 2005  a iniciativa del Foro Económico Mundial, en colaboración con el Centro de Legislación y Política Ambiental de la Universidad de Yale, y el Centro Internacional Red de Información de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Columbia, se tomaron en consideración los siguientes cuestionamientos y factores:

 

Cuestionamientos:

 

1.        ¿Los ecosistemas se mantienen sanos, con tendencia a mejorar o a deteriorarse? 

2.       ¿Las tensiones por acciones humanas en el medio ambiente son suficientemente leves que no dañan los ecosistemas? 

3.       ¿La población y los sistemas sociales resultan afectados negativamente por daños en los ecosistemas? 

4.       ¿Las instituciones políticas consideran los modelos y actitudes sociales, y extienden redes para propiciar respuestas eficientes en la población frente riesgos y retos en el medio ambiente? 

5.        ¿Se presenta cooperación entre países para resolver problemas comunes relacionados con circunstancias negativas en el medio ambiente? 

Factores: 

1.        Calidad Urbana del Aire: Concentración de partículas suspendidas, y de NO2 y SO2 (gr./m3). 

2.       Cantidad de Agua Per Cápita: Agua superficial y acuíferos subterráneos (M3).  

3.       Calidad del Agua: Concentraciones de NO3, NO2 y NH3; oxígeno disuelto; sólidos suspendidos; fósforo; plomo disuelto (mg./l), y coliformes fecales (N°/100ml). 

4.       Biodiversidad: Porcentaje conocido en riesgo: plantas; aves y mamíferos.

5.        Suelos: Severidad en la degradación de los suelos producida por seres humanos.

6.        Contaminación del Aire: Emisiones de: SO2; NO; compuestos orgánicos volátiles (toneladas métricas por milla cuadrada); consumo de carbón  (billones de BTU/milla cuadrada); cantidad de vehículos (por milla cuadrada). 

7.        Contaminación y Consumo de Agua: Fertilizantes químicos por hectárea; contaminantes orgánicos industriales (kg./día); emisión de contaminantes industriales por unidad de superficie; consumo de agua en relación con el potencial de renovación anual de los recursos acuíferos. 

8.       Tensión en los Ecosistemas: Porcentaje de: deforestación; pérdida de humedales y áreas cubiertas por bosques. 

9.       Basura y Presión de Consumo: Porcentaje de: hogares con recolección de basura; métodos sustentables en la disposición de basura; presión en los consumidores que propicia compras y desperdicios; desperdicios nucleares. 

10.      Tensión Poblacional: Incremento en los índices de población que presentan riesgos en el medio ambiente. 

11.      Sustento Básico de la Población: Porcentaje de: población urbana y rural con acceso al agua potable de buena calidad, y a electricidad; calorías ingeridas en los alimentos comparadas con los requerimientos totales normales. 

12.      Salud Pública: Enfermedades infecciosas por cada 100 mil habitantes; mortalidad infantil por cada mil nacimientos. 

13.     Capacidad Científica y Tecnológica: Investigadores, científicos e ingenieros por cada millón de habitantes; inversión en investigación, tecnología y desarrollo con base al porcentaje del producto interno bruto; cantidad de literatura científica (artículos)  por cada millón de habitantes. 

14.     Leyes y Manejo de la Ecología: Reglamentos sobre transparencia y conservación de ecosistemas; Porcentaje de la población con acceso a sistemas de sanitarios; superficie del país protegida bajo los reglamentos internacionales sobre ecología. 

15.     Condiciones y Seguimiento en los Ecosistemas: Indice de variables en la sustentabilidad medioambiental; disponibilidad de información para el desarrollo sustentable; cantidad de estaciones para el monitoreo de la calidad del agua por cada millón de habitantes. 

16.     Eficiencia Ecológica: Producción y uso eficiente de la energía en base a kilowatts hora relacionados al producto interno bruto; energía hidroeléctrica y renovable en base al total de energía producida e incremento en la producción y uso energías renovables e hidroeléctrica (%). 

17.     Combustibles Fósiles y Corrupción: Precio al público de la gasolina y diesel; porcentaje de subsidios a combustibles fósiles en base al producto interno bruto; indice de percepción de la corrupción. 

18.     Cooperación Internacional: Membresías en organizaciones intergubernamentales para la sustentabilidad medioambiental; elaboración y presentación de reportes sobre el medio ambiente en el país; estrategias y acciones para la conservación de la biodiversidad biológica; niveles ratificación para la protección sobre los efectos del ozono; acciones organizacionales para la conservación de bosques y océanos. 

19.     Capacidad de Debate Político: Por cada millón de habitantes, la cantidad de organizaciones medioambientales, establecidas y operando en el país que son miembros de la Organización Internacional de Conservación Ambiental: libertad civil para organizarse en el desarrollo de actividades relacionadas con la protección y conservación del medio ambiente. 

20.    Impacto Global: Superficies de bosques; déficit ecológico; emisiones per cápita de CO2 y SO2 a la atmósfera; consumo per cápita de cloro-fluoro-carbonos; flotas pesqueras que operan con buenos niveles de sustentabilidad; plantas nucleares peligrosas; contribuciones financieras a programas sobre el medio ambiente global; acumulación de productos tóxicos en los suelos; pérdida de tierras para cultivos; pérdida de humedales; porcentaje del presupuesto gubernamental destinado a proteger los ecosistemas; evaluación de impactos ambientales; cumplimiento de leyes ambientales nacionales e internacionales; rango de reciclaje de residuos; subsidios a la agricultura, pesca, consumo de agua, electricidad y combustibles fósiles. 

Referencias 

2005 Environmental Sustainability Index.  

Benchmarking National Environmental Stewardship, Yale Center for Environmental Law and Policy. Yale University Center for International Earth Science Information Network and Columbia University in collaboration with:  

World Economic Forum; Geneva, Switzerland Joint Research Centre, European Commission, Ispra, Italy. G. M. Gübitz, Graz, University of Technology, Austria. 

M. Mittelbach, Karl-Franzens, University Graz, Austria. M. Trabi, Graz University of Technology, Austria.Symposium "Jatropha 97", Managua, Nicaragua, Febrero 23 al 27, 1997, patrocinado por el Ministerio Austriaco de Asuntos Exteriores y  Sucher & Holzer Graz Dbv-Verlag für die Technische Universität Graz Uhlandgasse 8, A-8010 Graz, Austria.  

20. Jatropha: proyección de la productividad


 

 

Proyección de Productividad Promedio Estimada por Planta

(Bajo condiciones favorables de cultivo)

Producto Kg.

Años

1-2

Años

 3-4

Años

 5-6

Años

 7-8

Años

 9-10

Años

11-30

Promedio

1-30

Semilla

0.10

0.80

2.00

4.00

4.50

5.50

6.00 7.00

7.50 8.50

9.00

10.0

5.40

Aceite 35%

.035

.280

0.70

1.40

1.60 1.90

2.10 2.45

2.60 3.00

3.15

3.50

1.90

Bio Diesel

.034

.270

0.67

1.36

1.55 1.85

2.03 2.38

2.52 2.90

3.06

3.40

1.84

Glicerina

.003

.025

.060

.130

.150

.170

.180

.230

.250

.290

.300

.340

0.18

Co2

Captura

1.60

3.20

4.80

6.40

8.00

8.00

8.00

8.00

6.00

Pasta

0.05

0.45

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

3.17

Información basada en datos de producción en Centroamérica, India y Africa

 


21.
 Características de las semillas.


 

 

Características de las semillas

Contenido

Masa 60%

Cáscara 40%

Harina

Proteína Cruda

25.6

4.5

61.2

Lípidos (aceite crudo)

56.8

1.4

1.2

Cenizas

3.6

6.1

10.4

Fibra detergente neutra

3.5

85.8

8.1

Fibra detergente ácida

3.0

75.6

6.8

Lignina ácido detergente

0.1

47.5

0.3

Energía bruta (MJ/Kg.)

30.5

19.5

18.0

Fuente: J. de Jongh, 15-03-2006, edited by W. Rijssenbeek.

 

22. Propiedades del biodiesel


  

 

Propiedades del Biodiesel

Peso Específico

0.870 a 0.89

Viscosidad 40°C

3.70 a 5.80

Punto de Ignición

130 °C

Valor Calorífico Alto (btu/lb.)

16,978 a 17,996

Valor Calorífico Bajo (btu/lb.)

15,700 a 16,735

Azufre (% del peso)

0.00 a 0.0024

El Bio-Diesel tiene propiedades similares del Diesel Convencional

 

 

Fórmula para Elaboración Experimental de Biodiesel

Jatropha

Aceite

Alcohol Metanol

95% Puro

Hidróxido de Sodio

(sosa cáustica)

Un Litro

200 mililitros

Cinco Gramos

 

Procedimiento:

 

1.    Mezclar el hidróxido de sodio con el alcohol (metanol) hasta disolver el hidróxido de sodio.

 

2.    Añadir la solución alcohol-hidróxido de sodio al aceite calentado a  60°C, mezclar suavemente.

 

3.    Dejar la solución en reposo. El Bio-Diesel queda en la superficie y la glicerina en el fondo.

 

4.    Extraer la glicerina y el Bio-Diesel.

 

5.    Lavar el Bio-Diesel con agua (aspersión) 2 ó 3 veces para eliminar la parte jabonosa.

 

 

 

23. Botánica de la planta


Jatropha Curcas L

 

1.        Altura: 4 a 8 metros de alto.

2.        Vida productiva: 30 a 40 años.

3.        Tallo: erguido y ramas gruesas.

4.        Madera del árbol: ligera (poca densidad).

5.        Hojas verdes: 6 a 15 cm. largo y ancho.

6.        Fruto oval 40 mm. longitud aprox.

7.        Cada fruto contiene 2 a 3 semillas.

8.        Semillas color negro: longitud 11 a 30 mm.

9.        Semillas anchura 7 a 11mm..

10.    1000 Semillas Frescas = 0.750 a 1.0 Kg. aprox.

11.    2000 Semillas Secas = 0.750 a 1.0 Kg. aprox. 

12.    Aceite en semillas 30 a 40%.

13.    Ramas contienen látex blanquizco.

14.    Cinco raíces en semillas germinadas.

15.    Una raíz central y 4 laterales en semilla germinada. 

16.    Sin hojas en sequía e invierno su desarrollo queda latente. 

17.    No soporta frío ni heladas prolongadas. 

18.    80% del aceite es insaturado.

  19.    Aceites principales: oleico y linoleico principalmente. 

Otras variedades de Jatropha en México:


De acuerdo con investigación y colección en herbarios de México se han encontrado dos especies adicionales de Jatropha además de la Jatropha Curcas. Ambas especies pertenecientes a la sub-sección (Cav.) Muell (Instituto de Ecología y Herbario de la Facultad de Ciencias UNAM –Jaime Jiménez Ramírez) son:  

a)      Jatropha Pereziea con presencia en la región del río Balsas en el Estado de Michoacán.

 

        b)      Jatropha Dehganii con presencia en lomeríos del río Armería en el Estado de Jalisco. 
 

24. Programa de las Américas del IRC


El auge de los agro-combustibles no es una moda más, ni una explosión coyuntural. Es el resultado de un nuevo ciclo global de los alimentos y las energías que entraña muy significativos reacomodos en nuestras sociedades. 

Se agota el ciclo de los hidrocarburos como energía casi única y de los granos básicos utilizados como arma alimentaria e instrumento de subordinación económica, iniciado con la guerra Irán-Irak en 1979, y con la exportación del trigo estadounidense a la Unión Soviética un año después. 

Los actores dominantes de este ciclo han sido las trasnacionales del agro negocio que controlan el mercado internacional mediante la política de precios bajos: cerealeras como Cargill y Archer Daniels- Midland, las petroleras, como Exxon-Mobil, Shell, y las de biotecnología como Monsanto y Aventis-Novartis. Ha sido un ciclo muy agresivo contra las agriculturas campesinas y contra la naturaleza. Las exportaciones de cereales desde Estados Unidos y la Unión Europea, a precio subsidiado, han llevado a la quiebra a los pequeños productores de los países-origen y a los campesinos de los países-destino.

Se han impuesto a gran escala monocultivos como el de la soya en el cono sur latinoamericano, que han acabado con las granjas multifuncionales y su paquete tecnológico ha contaminado millones de hectáreas de suelos y aguas. Ahora, con el calentamiento global y el agotamiento de los hidrocarburos, así como el creciente control de las energías fósiles por países u organismos no sometidos a los Estados Unidos ni a las trasnacionales—como Venezuela, Irán o Rusia—valoran la producción de bioenergía, y se inicia un nuevo ciclo de las energías y de los alimentos.

Es un ciclo de desarrollo abierto, es decir, cuya evolución puede orientarse en diversos sentidos: o lo aprovechan, como están intentando hacerlo, las trasnacionales y los estados que las apoyan para reestructurar su dominio, o lo aprovechan los poderes planetarios emergentes, tales como el grupo Brasil, Rusia, India y China, o la OPEP, o lo aprovechan también los poderes de abajo, las organizaciones de campesinos, de indígenas, de pequeños productores.

Por lo pronto, millones y millones de hectáreas se van a dedicar a la producción de etanol en Estados Unidos y en la Unión Europea, sustrayendo de los mercados internacionales millones de toneladas de maíz y elevando los precios mundiales, a la vez que poniendo en serios aprietos a los países que no construyeron su soberanía alimentaria.

Los gobiernos de la Unión Europea y de los Estados Unidos se han metido con todo a la promoción de la investigación y siembra de granos, oleaginosas y plantas que puedan producir etanol o biodiesel. Nuestros vecinos del norte ya en 2005 dedicaron $8,900 millones de dólares a los subsidios para la producción de etanol y a la investigación y desarrollo de agro-combustibles.

Por su parte, nuestros poderes ejecutivo y legislativo, como siempre, atrás y sin ideas propias al respecto, hablan de promover los cultivos base de los biocombustibles pensando poco o nada en sus impactos sociales, económicos y ambientales y más aún, sin bases sólidas de investigación sobre las condiciones de nuestro campo, sobre la producción agroalimentaria ni mucho menos sobre el carácter de la relación en México entre la producción de alimentos y la producción de agro-combustibles: ¿es complementaria? ¿es mutuamente excluyente?

En México no podemos lanzarnos a promover la producción masiva, extensiva e intensiva de biocombustibles si no partimos de nuestra realidad social e histórica, de los valores que orientan nuestro proyecto de nación, de la diversidad social y regional que nos constituye, de nuestra cultura, mejor dicho de nuestra diversidad cultural, de nuestra biodiversidad, de nuestra dotación de recursos naturales. Por eso me atrevo a proponer seis criterios básicos o condiciones que deben tomarse en cuenta para el desarrollo de los biocombustibles en nuestro país:

1) Criterio de la soberanía y de la seguridad alimentarias:

En nuestro país hay 17 millones de familias en extrema pobreza y 20 millones en pobreza moderada que obtienen del maíz su principal fuente de energía, fibra y proteínas. El disminuir la superficie sembrada de maíz o destinar buena parte de la producción de la gramínea es reducir el suministro del mismo o encarecerlo, afectando en primer lugar a las familias de bajos ingresos. El aceptar el cultivo masivo de plantas para producir biocombustibles es incrementar la presión sobre la tierra actualmente dedicada a producir alimentos, es aumentar nuestra ya grande vulnerabilidad alimentaria.

Si dependemos del extranjero para la provisión de una cuarta parte del consumo nacional de maíz, de la mitad del trigo, más de la mitad del arroz y casi el 90% de las semillas oleaginosas, sería totalmente irresponsable dedicar grandes superficies a los cultivos para biocombustibles, pues provocaría una carestía aun mayor en los alimentos básicos y nos haría más vulnerables a las presiones de los países y de las empresas trasnacionales que controlan el mercado internacional. El derecho a la alimentación, energía básica de los seres vivos, es de rango superior al derecho a la energía para las máquinas. 

2) Criterio del derecho de las familias campesinas e indígenas a la tierra y a vivir dignamente de su trabajo agrícola:

La experiencia de las naciones, como Argentina, donde se ha impuesto un monocultivo dictado por el mercado internacional es muy clara: implica el desplazamiento de cientos de miles de pequeños y medianos productores, la expulsión de las mismas del campo hacia la ciudad, el desempleo forzado de todos aquellos que no tienen la posibilidad de cultivar grandes extensiones para obtener los beneficios de economía de escala, que no cuentan con los recursos para adquirir la maquinaria especializada o los paquetes tecnológicos demandados. Implica también el desplazamiento de aquellos que se endeudaron para adquirirlos pero luego son vencidos por la competitividad de las grandes firmas. La promoción de los cultivos base de los biocombustibles, en donde se ha hecho, tiene todas las características y las desventajas de los monocultivos en este aspecto. Por lo tanto, si en México se quieren promover dichos cultivos ha de cuidarse que no se desplace a los pequeños productores, a los campesinos y a los indígenas de su tierra. El Estado y la sociedad debemos garantizar el respeto y la no presión a las tierras comunitarias, ejidales y familiares. Porque no se trata de garantizar sólo la propiedad o la posesión de latierra, sino la base del trabajo que da sustento a la familia de los agricultores, que les proporciona su empleo.

3) Criterio de la sustentabilidad hídrica:

En nuestro país tenemos un grave problema de abatimiento de mantos acuíferos y de sobreexplotación de corrientes y espejos de agua. Problema que se va a agudizar según los estudiosos del cambio climático que pronostican mayores sequías en el norte del país, menores precipitaciones, reducción en la captación de presas y en la recarga de mantos. Y si alguna cosa caracteriza a los monocultivos es el uso intensivo del agua. Las empresas interesadas en los biocombustibles no se van a dirigir a las tierras de temporal, por su productividad van a preferir las superficies que cuentan con irrigación. Y, salvo en algunas contadas regiones, en México todavía no están generalizados los sistemas de uso eficiente del agua. Contamos con muy poco agua en nuestro país y agotar ese recurso vital y primario en aras de la producción de combustibles sería poner en riesgo no sólo nuestra soberanía, sino incluso nuestra viabilidad como nación. El cultivo de las plantas base para biocombustibles debe estar siempre supeditado no a la disponibilidad, sino a la sustentabilidad en el manejo del agua.

4) Criterio de la sustentabilidad de recursos naturales:

Todas las experiencias de cultivo intensivo de soya, palma aceitera, maíz, nos muestran que conllevan una considerable devastación de recursos naturales: desmonte de miles de hectáreas de bosques y de arbustos; contaminación y empobrecimiento de suelos por el uso de agroquímicos, pérdida de la biodiversidad inducida por el monocultivo; emisiones de gases que contribuyen al efecto invernadero, como el óxido nitroso producido por los fertilizantes. Además habría que agregar que el cambio de uso de suelo, por ejemplo, al dedicar áreas antes no cultivadas y desmontarlas para la siembra contribuye también al calentamiento global, por la reducción de la cubierta vegetal y a la mayor liberación de carbono. Por lo tanto, en México, los cultivos base para los biocombustibles deben contribuir a la sustentabilidad de los recursos naturales.

5) Criterio del no uso de transgénicos:

La urgencia por producir cada vez más biocombustibles dispara la utilización de semillas transgénicas, como es el caso de la soya y del maíz, o de árboles genéticamente modificados, como la palma africana y el álamo transgénico, o el desarrollo de pastos también transgénicos. Caer en esta trampa implica dos amenazas, la primera de ellas, ponerse en manos de las trasnacionales como Monsanto, depender de ellas y pagarles patentes por emplear sus semillas. La segunda, peor todavía, es la agresión a las semillas, pastos, árboles nativos y a ecosistemas completos por la intrusión de elementos transgénicos que pueden acabar con la diversidad y extinguir especies animales o vegetales. No puede permitirse por ello que el desarrollo de agro-combustibles se haga con base en plantas y semillas transgénicas.

6) Criterio del control comunitario, local y nacional:

Mal que bien, a gritos y a sombrerazos en México mantenemos la soberanía nacional sobre el petróleo, aunque las comunidades donde se asientan los pozos petroleros son las últimas beneficiarias de la extracción del crudo, si no las principales perjudicadas por los daños ambientales producidos por la actividad  extractiva.

Ahora bien, las principales promotoras de la producción de biocombustibles son varias empresas trasnacionales: las petroleras, como la Shell y la Exxon; las químicas, como Monsanto y Dupont; las del agronegocio, como la Cargill. Ante los cuestionamientos a los combustibles fósiles se han apresurado a reconvertirse y devenir las controladoras de la producción de la bioenergía. Por eso, otro criterio que debe normar la producción de biocombustibles en México es el del control nacional y comunitario sobre los mismos. Esto quiere decir que no sean las trasnacionales quienes se apropien del proceso de producción y distribución de los mismos, sino que se mantenga dentro del control de la nación. Pero, eso no basta, dadas las experiencias negativas que han experimentado las comunidades que tienen "la desgracia" de que en su territorio haya recursos petroleros, es necesario que las propias comunidades campesinas, con apoyo del Estado, cuenten con los mecanismos que les permitan desarrollar y ejercer un control comunitario sobre la bioenergía que ellas mismas produzcan. Es decir, que ellas sean las que decidan las formas, las cantidades, los usos y los destinatarios de esa energía.

No son criterios sacados de la manga. La mayoría de ellos surgen de la práctica, de los usos y costumbres de la agricultura campesina e indígena en nuestro país. Ella produce, en primer lugar para alimentar a la propia unidad familiar y a la comunidad. Al hacerlo brinda una fuente de trabajo a la familia, dentro de su propia tierra y comunidad, aunque por las muchas distorsiones económicas y sociales en muchos casos dicha fuente de trabajo no es suficiente para la subsistencia de la propia unidad doméstica. Hay un gran cuidado por la sustentabilidad en el empleo del agua y de los recursos naturales. La razón es muy sencilla: el mantener o incluso mejorar la dotación de estos recursos es la condición para que la familia se siga reproduciendo entre generaciones. Echan mano exclusivamente de las semillas y las plantas nativas, que reciben y transmiten de generación en generación, o de las criollas que la propia familia o la comunidad han adaptado a las condiciones climáticas, de suelo y de humedad de su tierra. 

Las decisiones fundamentales sobre lo que se cultiva, cómo se cultiva, a qué mercado se dirige y en qué condiciones no son tomadas fuera de la unidad familiar ni de la comunidad. No es pues, que se rechacen los biocombustibles en general, rechazamos con toda claridad que en México se promueva la producción de etanol con base en el maíz y a que los biocombustibles se promuevan con la lógica de las trasnacionales. Es necesario encontrar opciones energéticas ante el cambio climático, pero la exploración y desarrollo de las mismas, si entra a la lógica hiperindustrial, y trasnacional redundará en perjuicio no sólo de las familias y comunidades campesinas, sino también de las naciones menos poderosas y , a la larga, será incluso contraproducente para los males que pretende solucionar.

En este sentido, la producción de biocombustibles en pequeña escala, diversificados en sus fuentes para no entrar en conflicto con la producción de alimentos ni caer en el monocultivo; sobre todo aprovechando al máximo esquilmos agrícolas, excretas del ganado, biomasa generada, con un empleo sustentable del agua y de los recursos naturales, orientados en primer lugar a satisfacer las necesidades energéticas de la comunidad local, es la vía a seguir.

Este es un comienzo, pero no pensemos que la producción de energías alternativas y sustentables va a solucionar por sí sola el problema del calentamiento global. Porque en la base de todo el problema es que el modelo civilizatorio, el modelo cultural, como señala Alain Touraine, de nuestra sociedad planetaria sigue girando en torno a la industrialización y entraña, además de una permanente y estructural sumisión del campo a la ciudad, un enorme consumo y derroche de todo tipo de energías. Para el modelo de consumo que ahora ejemplifican los países ricos del norte no hay energía que alcance: incluso las energías pretendidamente renovables como las de los biocombustibles terminarán no siéndolo dadas las enormes agresiones a la naturaleza que acarrean. Por esto es necesario ir al fondo del problema y cuestionar el sistema capitalista industrial y post-industrial, consumidor voraz de alimentos producidos industrialmente y de todo tipo de energías para moverse en un planeta, en unas ciudades de escala sobrehumana. Como señala el teólogo brasileño Leonardo Boff:

"No basta solamente (con) adaptarse a la nueva realidad, ni es suficiente aminorar los efectos dañinos del calentamiento global, sino que hay que ir a algo más profundo: hay que refundar el sentir de la vida, hay que recrear una nueva espiritualidad, es decir, un nuevo sentido más amplio de nuestro pasar por este mundo, de nuestra coexistencia como seres humanos, para hacer que la Tierra, la humanidad, puedan, sigan teniendo futuro".

En este autocuestionamiento de nuestra civilización y de los valores que la guían, en esta búsqueda de sentido, las comunidades campesinas e indígenas tienen mucho qué decir: Ahora se ve que los campesinos tenían la razón estratégica. Ahora que se cae en la cuenta de los enormes perjuicios ambientales de la agricultura y de la ganadería industriales.Ahora que se ve la necesidad de preservar las semillas criollas y el patrimonio genético de las naciones. Es muy claro que el ciclo que ahora dolorosamente comienza no debe ser el de las semillas transgénicas y el de las energías depredadoras de la biodiversidad. Debe ser el de la comida sana para todos y las energías diversificadas, administradas con sabiduría convivial, como diría Iván Illich. Por esto se han generado las bases materiales para el renacer campesino. Esta y las próximas generaciones requieren alimentos suficientes y sanos, producidos sin atentar contra el medio ambiente, con el objetivo primordial de nutrir a las personas y no de hacer negocio, sin derroches de agua y de energía. Sin veleidades que retiren millones de hectáreas a la producción de alimentos para dedicarlas a la generación de etanol o biodiesel.

Los únicos que pueden hacer esto, que cuentan con los saberes ancestrales, con la herencia genética, el amor a la tierra y la vocación de servicio para producirlos, son las comunidades campesinas. Por eso deben ser fortalecidas como actores económicos y sociales, cuando menos (sic).  Fuente:  Victor M. Quintana, Asesor del Frente Democrático Campesino de Chihuahua, investigador-docente de la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez y colaborador con el Programa de las Americas. Agosto de 2007. (www.ircamericas.org   www.ircamericas.org/esp/4463)

a. Proyecto Jatropha BKS 

JatrophaBKS.pdf 

b. Fotos Jatropha 

http://plants.usda.gov/java/profile?symbol=JACU2

http://plants.usda.gov/java/profile?symbol=JATRO 

http://plants.usda.gov/java/profile?symbol=JADI
 

http://plants.usda.gov/java/profile?symbol=JADIG
 

http://plants.usda.gov/java/profile?symbol=JAGO
 

http://plants.usda.gov/java/profile?symbol=JAIN
 

http://plants.usda.gov/java/profile?symbol=JAPO

c. Jatropha English 2005 

Jatropha-English 

 

  

Jorge Alejandro DelaVega Lozano 

Agro-Proyectos Sustentables 

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Rodrigo González Fernández
Diplomado en RSE de la ONU
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