UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS AGRÍCOLAS CARRERA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA SOCIOLOGIA RURAL ALIMENTOS VS. BIOCOMBUSTIBLES Integrantes: Inca Alexandra Garcés Cristian Matailo Edith Perugachi Karina Salazar Kamila GRUPO 5

ALIMENTOS ¿Qué son? ¿Qué aportan? Tipos de alimentos Producto o sustancia de cualquier naturaleza que al ser ingerido aporta materiales asimilables que cumplen una función nutritiva en el organismo. Aporte continúo de energía. Materiales para el crecimiento Sustancias necesarias para reparación de tejidos. Proporciona placer y palatabilidad a la dieta. Alimentos Orgánicos Alimentos Inorgánico

Existe desigualdad de alimentos a nivel mundial En el mundo se produce el alimento suficiente para alimentar aproximadamente a más de 7 millones de personas. Existe desigualdad de alimentos a nivel mundial Existe subalimentación sobre todo en países subdesarrollados.

Subalimentación a nivel mundial Fuente: FAO, 2015

BIOCOMBUSTIBLE :v ¿Qué es? Con base en la bioenergía que hay en la biomasa de la materia prima, siendo biológico y se constituye como un material renovable. :v

Evolución de los biocombustibles Evolución de las materia primas para biocombustibles

TIPOS DE BIOCOMBUSTIBLES Etanol Cualquier materia prima con un alto contenido de azúcar. Los cultivos de azúcar usados como materia prima, como también la remolacha azucarera y el sorgo azucarado. Se obtiene mediante fermentación de biomasa convertido en etanol. Un litro de etanol tiene el 66% de la energía que es suministrada por un litro de petróleo. Biodiesel Se produce a partir de la combinación de aceite vegetal o grasa animal con un alcohol catalizado por transesterificación. Se lo puede extraer de cualquier cultivo oleaginoso de colza y soya, en países tropicales a partir de aceite de palma, coco o jatrofa. Da energía esta entre 85 y 95 % de contenido de energía del diésel.

PRODUCCIÓN MUNDIAL DE BIOCOMBUSTIBLES FAO, 2004

FAO, 2004

Rendimiento de los biocombustibles para diferentes materias primas y países

COMPARACIÓN ENTRE BIOCOMBUSTIBLES Y LAS FUENTES DE ENERGIA FOSILES COMBUSTIBLES FÓSILES 1. Carácter renovable. 2.Precio con baja interferencia política. 3. Se puede extender en cualquier país. 4. Bajo impacto ambiental. 1. El riesgo de agotamiento de la reservas de petróleo. 2. Altos precios y mucho más de sus derivados. 3. Elevada concentración del recurso en pocos países. 4. Elevado impacto ambiental.

Generación de los biocombustibles

Primera generación Primera generación (Bioetanol, Biodiesel y Biogas) son aquéllos provenientes de la biomasa, especialmente de cultivos agrícolas destinados a la alimentación humana.

Primera generación Etanol Se obtiene de cereales (maíz, trigo y cebada), tubérculos (yuca, camote, patata y malanga), celulosa (madera y residuos agrícolas), y sacarosa (remolacha, caña de azúcar, melaza y sorgo dulce). Estos compuestos energéticos se transforman en azúcares, y a continuación se convierten en etanol por medio de la fermentación alcohólica.

Primera generación Bioaceites Se obtienen de las oleaginosas (Girasol, soja, palma africana, manía, mostaza o colza, entre otras plantas) y de aceites vegetales fritos (aceite de cocina). A este tipo de aceites se les ha considerado como un combustible para motores desde que el inventor del motor diesel (Rudolf Diesel) lo mencionara como adecuado para su motor en una patente del año 1912.

Primera generación Biodiesel Es un biocombustible sintético líquido que se obtiene a partir de lípidos naturales como aceites vegetales o grasas animales. Se destina a la combustión en motores de ciclo diesel convencionales o adaptados, según el fabricante y por ello a principios del siglo XXI se impulsa su desarrollo como combustible para automóviles alternativo a los derivados del petróleo.

Ventajas Son producidos empleando tecnología convencional como la fermentación (para azúcares y carbohidratos), transesterificación (para los aceites y grasas), y la digestión anaerobia (para los desperdicios orgánicos). Se consideran energía renovable en la medida en que el ciclo de plantación y cosecha se podría repetir indefinidamente, teniendo en cuenta que no se agoten los suelos ni se contaminen los campos de cultivo. Organismos internacionales que sostienen que la producción de biocombustibles de primera generación (1G) no riñen con la seguridad alimentaria.

Desventajas El impacto del uso alternativo de alimentos por biocombustibles implicó un incremento de precios de los alimentos en 70%. Compiten con las tierras destinadas a la producción de alimentos. El cultivo de biocombustibles ha generado un proceso de deforestación. Se estima que ha provocado 18% de la emisión de gases de efecto invernadero. Para la producción, almacenamiento y transporte de biocombustibles se requieren grandes cantidades de insumos. Se necesita energía para sembrar, producir fertilizantes o pesticidas, cosechar, transportar y procesar los granos o plantas hasta su forma final de biocombustible.

Segunda generación Se obtienen de vegetales que no tienen una función alimentaria y se producen con innovaciones tecnológicas que permitirían ser más ecológicos y avanzados que los de la primera generación. Como se obtienen las materias primas en tierra marginales que no se emplean para el cultivo de alimentos.

Segunda generación Tienen como fuentes prometedoras: El álamo y el sauce de corta rotación El pasto elefante El mijo El bagazo de la caña de azúcar El rastrojo de maíz (tallo, hojas y olote) Paja de trigo Los residuos celulósicos industriales en la elaboración de muebles y otros productos de consumo industrial.

Ventajas Al disponer de una mayor variedad de materias primas y no ser comestibles, no compiten con la función alimentaria de manera que no son alternativos a los alimentos aunque puede que la generen con la industria que utilizan fibras vegetales o madera Pueden plantarse en áreas no agrícolas, no ganaderas.

Desventajas Son los elevados costos a los que se enfrenta debido a que están ahora en el umbral de comercialización por un gasto relativamente alto de manufactura, que no se pueden producir a gran escala. La pérdida de habitas naturales (biodiversidad) debido a monocultivos .

TERCERA GENERACIÓN Generados a partir de cultivos específicos Vegetales no alimenticios de crecimiento rápido Alta densidad energética

¨Cultivos energéticos¨ : Pasto perenne Árboles Algas verdes y verdeazules Oleaginosas El maíz con celulasas integradas Microalgas Euphorbia lathyris

Algas y microalgas Elevado potencial energético Capturan energía solar Producen aceite que se refina fácilmente: diésel y componentes de gasolina Butanol: parecido a la gasolina, no implica daños en el motor

Formas de producir: -Al aire libre: sencillas pero el rendimiento es menor -En sistemas cerrados: atmósferas controladas con CO2 -Fotobiorreactores: tubos cerrados que incrementan productividad, No económicamente viable.

Ventajas Secuestro de CO2 Balance positivo en la emisión de gases Son neutrales en las emisiones de carbono durante la combustión Gran rendimiento por unidad de superficie Se pueden producir en laboratorios o en instalaciones de círculo cerrado Pueden generar gran diversidad de combustibles: gasolina, biodiesel, etanol, butanol, metano, aceite vegetal, etc.

Desventajas Utilización de tierras de cultivo La producción de algas necesita condiciones muy controladas de temperatura Requieren la aplicación de fósforo, que se está convirtiendo en un recurso escaso y que entraría en conflicto con la fertilización para la producción de alimentos. Mayores costes de producción El empleo de ingeniería genética sigue siendo un problema para mucha gente.

Situación en el Ecuador El Centro de Biología Molecular y Celular (CBCM) de la Universidad Técnica Particular de Loja (UTPL) está involucrado en un proyecto para hidrólisis enzimática de residuos de los cultivos de banano. La Universidad de Cuenca está concentrándose en la producción de etanol a partir de residuos de papel (Proyecto CELULOL) La Pontificia Universidad Católica del Ecuador se compromete en un proyecto llamado RESETA (Recursos Sustentables en Etanol), que objetiva estudiar la conversión biológica de varios materiales lignocelulósicos en etanol.

CUARTA GENERACIÓN A partir de bacterias genéticamente modificadas Dicha bacteria efectúa totalidad del proceso Actualmente fase teórica Dependiente de la información genética de bacterias Materia prima: levaduras, hongos, microorganismos

Producen biodiesel: a partir de bacterias oleaginosas Streptococus Enterobacter Bacillus Mycobacterium Pseudomonas La mas importante E. coli: azúcar convertido en moléculas de combustible sintético Ventaja sobre biodiesel y bioetanol sobretodo por compatibilidad con máquinas. Aplicación lejana, no dependiente de petróleo, se requiere de muchas bacterias

Ventajas Las bacterias utilizan residuos orgánicos, transformándolos en un recurso útil y renovable No produce desgaste del suelo No ocupa grandes extensiones de tierra No compiten con el sector alimentario No está influenciada por fenómenos climáticos Puede generar subproductos potencialmente utilizables

participación de biocombustibles en el aumento de precios de productos agrícolas Es marginal y restringida a tres aspectos puntuales como es al maíz norteamericano, colza y trigo Europeo los cuales son los principales productos que tienen un aumento de precios. Cerca del 30 porciento del maíz tuvo destino para la producción de etanol

Área de cultivos energéticos en el mundo

Evolución de los alimentos

Alimento Producto o sustancia de cualquier naturaleza que una vez ingerido aporta materiales asimilables que cumplen una función nutritiva en el organismo

La alimentación con base en frutas, verduras, raíces y semillas La evolución de los alimentos La alimentación con base en frutas, verduras, raíces y semillas La carroñería, la cacería Dieta paleolítica Fuego Almacenamiento

La evolución de los alimentos La emergencia de la agricultura y la ganadería La revolución industrial y la discordancia evolutiva de la dieta Disponibilidad de alimentos procesados, azúcares refinados, aceites vegetales etc.

2023 se estima 160 millones de toneladas de granos

14 países consumen 76% del consumo mundial

Perspectivas consumo de alimentos En los países en desarrollo, la demanda de cereales ha crecido con mucha mayor rapidez que la producción

Factores determinantes consumo alimentario Efectos del ingreso: Disminución consumo de carbohidratos Aumento proteínas de origen animal Efectos cambios sociodemográficos: Dieta monótona de alto consumo energético Dieta diversificada, rica en vitaminas, minerales y proteínas de mejor calidad Efectos de la incorporación de servicios en la alimentación Aumento creciente del consumo de alimentos industrializados Proliferación de comidas rápidas

Energía necesaria Alimentos Biocombustibles La mayor parte de las operaciones de proceso de alimentos implican adición o eliminación de energía térmica para garantizar la seguridad microbiológica, mejorar la calidad, y añadir vida útil del producto. Procesos convencionales; Energía térmica, Procesos avanzados: Energía mecánica, electromagnética, luz, electricidad etc. El procesamiento de alimentos consume el 11% de toda la energía utilizada en procesos industriales en España. El combustible más utilizado es el gas natural (44% del consumo total del sector) De los combustibles renovables utilizados el 98% es biomasa. Las demandas energéticas de nuestra sociedad a base de biocombustibles puede requerir la utilización de un espacio agrícola, y de otros recursos como agua, nitrógeno, fósforo y otros fertilizantes que amenacen seriamente la producción de alimentos y la sostenibilidad ecológica del Planeta. Substituir petróleo por bioetanol procedente del maíz, por ejemplo, requeriría 510 Gigatoneladas de grano, una cantidad entre 8 y 9 veces la producción mundial y para su cultivo resultarían necesarios más de 6000 millones de hectáreas de cultivo, mucho más que toda la superficie agrícola del Planeta que asciende a poco más de 5000 millones de hectáreas

Manejo de desechos sólidos y líquidos Los fabricantes de las plantas para producción de biodiesel y etanol planifican los equipos, procesos y la implementación de las plantas y consideran las necesidades para evitar impacto ambiental En el caso de etanol las plantas modernas operan mediante un sistema de agua industrial casi cerrado

Emisiones de co2 de biodiesel y etanol La contaminación urbana el uso de vehículos a motor consume más de la mitad de la energía necesaria para que funcione un país y genera más del 25 porciento de la contaminación que se vive cada día en las ciudades y una de las alternativas para mitigar la generación de dioxido y monoxido de carbono al ambiente son los biocombustibles como el bioetanol y biodiesel.

Emisiones de etanol

Balance de emisiones co2

CONCLUSIONES

El sector de biocombustibles esta creciendo aceleradamente El sector de biocombustibles esta creciendo aceleradamente . Por tratarse las cuestiones energéticas y alimentarias de gran importancia para la población mundial, es por ello que es necesario tomar en cuenta la rápida expansión del sector de biocombustibles ya que no son solo beneficios sino también posibles consecuencias de la expansión del sector. Como es el aumento de precios de los alimentos por culpa de que se destinan mas campos a biocombustibles y esto taerá la escasez de terrenos para los alimentos.

Debido a las interrelaciones entre los sectores agropecuarios, energéticos y de alimentos y que tanto los alimentos como los biocombustibles son bienes transables, las políticas económicas pueden tener consecuencias difíciles de predecir o no previstas y es necesario cierta coordinación para evitar que la mayor demanda de biocombustibles por economías ricas tengas consecuencias negativas para sectores de bajos recursos o que aumenten la explotación de los recursos naturales.

Sin embargo el uso de biocombustibles como fuente de energía renovable puede contribuir a reducir el consumo de combustibles fósiles, responsables de la generación de emisiones de gases efecto invernadero pero teniendo en cuenta que no afecte la biodiversidad.

Desventaja Proceso de producción ineficiente Velocidad de crecimiento lento Tecnología de alta complejidad Baja capacidad de utilizar fuentes de carbono baratas

BIBLIOGRAFÍA FAO, FIDA y PMA. (2015). El estado de la inseguridad alimentaria en el mundo 2015. Cumplimiento de los objetivos internacionales para 2015 en relación con el hambre: balance de los desiguales progresos. Roma, FAO. http://www.fao.org/3/a-i4646s.pdf