SISTEMAS DE PRODUCCION DE BIOENERGIA GTI AGRICULTURA SISTEMAS DE PRODUCCION DE BIOENERGIA GTI AGRICULTURA Departamento de Producción Vegetal, EEMAC Facultad de Agronomía UDELAR Departamento de Producción Vegetal, EEMAC Facultad de Agronomía UDELAR WORKSHOP: ACTIVIDADES DE INVESTIGACION Y DESARROLLO ASOCIADAS A BIOREFINERIA EN URUGUAY 11 de Mayo de 2016, Montevideo

PRESENTACION DEL GRUPO DE TRABAJO BIOENERGIA FAGRO LINEAS DE TRABAJO ASOCIADAS A BIOREFINERIA: MATERIA PRIMAS: Cultivos lignocelulosicos y/o residuos de cultivos. Celulosa y hemicelulosa. CAPACIDADES HUMANAS: Oswaldo Ernst, Mauricio Bustamante, Guillermo Siri Prieto. Dto. Producción Vegetal-FAGRO PROYECTOS EN EJECUCION Maximizando la Producción de sorgo dulce para etanol. INIA-FPTA 298 Cultivos lignocelulosicos para la producción d e energía en el Uruguay. PDT. CSIC Grupos. En la actualidad s/financiación Impacto de la inclusión de cultivos energéticos y/o uso de los residuos para la producción de etanol sobre la productividad y la calidad del suelo. ANCAP-FAGRO. Evaluación de diferentes gramíneas perennes como cultivos bioenergéticos en el Uruguay. CSIC-ANCAP

21st EU BC&E. DK. June

Sostenibilidad Erosión de suelos Remoción de nutrientes Propheter y Staggenborg (2010)

5 Agricultura para bioenergía Azucares simples Amiláceos Celulosa y hemicelulosa Caña de Azúcar y Sorgo Dulce Cultivos graníferos (Trigo, Sorgo, Maíz, Cebada, etc.) Residuos de cultivos, cultivos herbáceos perennes

Cuantificar la evolución de los rendimientos de los cultivos en secuencias agrícolas con o sin pasturas (grano, biomasa total, etc.) Determinar la tendencia evolutiva de los parámetros físico- químicos del suelo y su relación con el comportamiento de los cultivos bioenergéticos La estrategia fue instalar experimentos de largo plazo

7 Cultivos herbáceos perennes Ventajas Posible uso en tierras no aptas o degradadas Alta productividad y bajos requerimientos energéticos externos (insumos, maquinaria, etc.) Balances muy positivos de energía Positivos efectos ambientales Un 95% de reducción en la erosión de suelos, Un 90 % disminución en el uso de agroquímicos Mejora la calidad del suelo por secuestro de carbono Reduce emisiones de CO 2 Positivos impactos en la vida silvestre Mejora la calidad del agua Angelini et al., 2009; Bransby et al.,1998; Cosentino et al., 2005; Hohenstein and Wright, 1994; Ma et. al, 2000; Sanderson et al., 2006; Ventajas Posible uso en tierras no aptas o degradadas Alta productividad y bajos requerimientos energéticos externos (insumos, maquinaria, etc.) Balances muy positivos de energía Positivos efectos ambientales Un 95% de reducción en la erosión de suelos, Un 90 % disminución en el uso de agroquímicos Mejora la calidad del suelo por secuestro de carbono Reduce emisiones de CO 2 Positivos impactos en la vida silvestre Mejora la calidad del agua Angelini et al., 2009; Bransby et al.,1998; Cosentino et al., 2005; Hohenstein and Wright, 1994; Ma et. al, 2000; Sanderson et al., 2006;

GRAN INTERROGANTE CALIDAD DE SUELOS vs. USO DE RESIDUOS AGRÍCOLAS

IMPACTO DE LA INCLUSIÓN DE CULTIVOS ENERGÉTICOS Y/O USO DE LOS RESIDUOS PARA LA PRODUCCIÓN DE ETANOL SOBRE LA PRODUCTIVIDAD Y LA CALIDAD DEL SUELO

Rendimientos totales teóricos de etanol ( ) y promedio por año a partir de grano, rastrojos cosechados de trigo, sorgo grano y maíz, biomasa de tallos limpios de sorgo dulce y biomasa seca de Switchgrass (Siri Prieto, 2016)

Porcentaje de cobertura para cada cultivo de la rotación y estimación de suelo erosionado según Modelo RUSLE (Erosión 5.91, L=30 m, S=2%) promedio de suelo perdido por año en la EEMAC, Paysandú, 2013 (Siri Prieto, 2016). 7.3 Mg ha -1 año Mg ha -1 año Mg ha -1 año -1

NITROGENO POTASIO FOSFORO Balance aparente del suelo para NPK en el experimento de largo plazo en a EEMAC luego de 6 años de evaluación. Paysandú, (Siri Prieto, 2016)

EROI en el experimento de largo plazo en a EEMAC luego de 6 años de evaluación. Paysandú, (Siri Prieto, 2016)

Giant reed Elephant grass Switchgrass 1 corte = cortes = corte = cortes = corte = cortes = 16.7

Calidad (Viana, 2014) P.virgatum fue la especie de menor contenido de K (%) P.purpureum es la especie que exporta mayor cantidad de K en la cosecha Dos cortes provocan mayor exportación que una sola cosecha Los contenidos de K (%) en agosto depende del año Enero > Agosto

Calidad (Viana, 2014) Promedio del corte de agosto (sin el corte de enero) Promedio de especies y año del corte de agosto (sin enero) Tratamiento con dos cortes (promedio años) 15% P.virgatum fue la especie de menor humedad al cosechar en agosto Al realizar dos cortes, la cosecha de agosto tiene mas humedad La cosecha de agosto tiene menor humedad que la cosecha de enero N° cortes

Producción de energía (Viana, 2014) Valores de referencia: cenizas < 6%. Poder calorífico 17,1 a 18,5 MJ.kg -1 ( Bulpitt 2009, McLaughlin et al. 1999) EspeciePoder caloríficoProducción de energíaCenizas EneroAgostoUn corteDos cortesEneroAgosto —— MJ.kg -1 ————GJ.ha -1.año -1 ——————%———— A. donax 15,217, ,85,6 P. purpureum 15,217, ,16,3 P. virgatum 17, ,54,3  A. donax fue la especie de mayor potencial de producción de energía  P. virgatum tuvo un contenido de cenizas aceptable

Con los que ya tenemos relacionamiento dentro de la FAGRO: suelos y aguas, protección vegetal, ciencias ambientales y sociales, económicas Hay todavía un gran potencial con otros grupos como: Ingeniería mecánica: nuevos implementos de cosecha de los cultivos, etc. Ingeniería química: producción de diferentes productos bioenergéticas y sus derivados Ciencias en la protección del medio ambiente etc. POSIBLES ALIADOS EN LA INVESTIGACION Las sinergias para seguir andando

POSIBLES ALIADOS EN LA INVESTIGACION Muchas gracias WORKSHOP: ACTIVIDADES DE INVESTIGACION Y DESARROLLO ASOCIADAS A BIOREFINERIA EN URUGUAY 11 de Mayo de 2016, Montevideo