Cultivo utilizado para la generación de biocombustibles: Jatropha curcas sembrando la energía.

Saludos estimados lectores, en especial a mis compañeros de las comunidades #STEM-espanol, #steemSTEM, #entropia y #cervantes por su constante acompañamiento en cada una de mis publicaciones, en el presente artículo les describiré una especie vegetal productora de aceite no comestible con la cual se han realizado distintos ensayos en la Estación de Pastos y Forrajes Indio Hatuey para la producción de biocombustible, siendo esta planta de crecimiento silvestre en algunos países y la cual se puede utilizar para alternativas agroecológicas sin afectar la seguridad agroalimentaria y el ambiente.

Aunque es un cultivo cuyo aceite no es comestible, dicha especie contribuye a la seguridad alimentaria, ya que actualmente en algunos países se han generado algunas políticas insensatas utilizando grandes superficies de cultivos alimentarios como la caña de azúcar, maíz, yuca entre otros para generar combustibles. Trayendo estas medidas consecuencias a corto, mediano y largo plazo con la escasez de materia prima, degradación ambiental, y pérdida de biodiversidad ya que se enfocan en producir un solo cultivo olvidándose de la diversificación de rubros agropecuarios, generando una lucha entre la producción de alimentos para consumo VS la producción de alimentos para la producción de combustibles.

Por todo lo antes mencionado, surge la inquietud de mostrarles las características del cultivo de Jatropha debido a que surge como alternativa para generar agroenergía sin competir con la producción de alimentos, ya que el aceite no es comestible y en países como India se ha generado electricidad utilizando aceite crudo de jatropha además de biodiesel para bombas de agua y sus subproductos como fertilizantes.

A continuación se presentan algunas características morfoagronómicas del cultivo, soportado con algunos resultados obtenidos por los profesores Dr. C Jesús Hernández y Dr.C Rey Machado en la Estación Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey.

La jatropha curcas, es una planta de porte arbustivo que puede llegar alcanzar hasta seis metros de altura sino se realiza labores de poda. Por otro lado según Alfonso (2008), es procedente de centro américa y puede adaptarse a las condiciones tropicales, se conoce comúnmente por el nombre vulgar "Piñon" en países como Cuba, Honduras entre otros, también se conoce como "Tua Tua" , particularmente en Venezuela existe una planta conocida como Tua Tua que pertenece al mismo género Jatropha pero no es la misma especie productora de aceite, generalmente es utilizada para remedios medicinales. La J. curcas pertenece a la misma familia de la yuca familia Euphorbiacea, ella genera látex que se puede observar con abundancia en cualquier herida provocada, para conocer detalladamente la morfología del cultivo a continuación se describen sus órganos vegetativos.

Las características que se mencionan a continuación se soportan en una caracterización realizada en un banco de germoplasma de J. curcas realizada por (Machado 2012)

Las semillas presentan una cáscara o tegumento negro, debajo de la cáscara existe una película blanca blanca que cubre la almendra, algunos investigadores como Machado (2012), que las semillas contienen 7,2 %de agua, 37,5 % de aceite y 53 % de azúcares como almidón entre otros. Las semillas de J. curcas presentan según Chun (2013), componentes tóxicos como éster de forbol que son potentes promotores tumorales causando cambios en el organismos, por ello el aceite no es comestible.

Cabe destacar que el aceite proveniente de dicha semilla aunque no es comestible, se han realizado ensayos en muchos países como Brasil, Cuba, Paraguay entre otros para la producción de biocombustibles, por ello a continuación se abordarán algunos aspectos agronómicos de importancia ya que se ha visto como un cultivo potencial para la producción de agroenergía.

La J. curcas según lo señalado por Machado (2012), se adapta a climas tropicales, con precipitaciones desde los 300 hasta los 1800 mm anuales, tomando en cuenta que el lugar donde se piense establecer presente buen drenaje debido a la poca tolerancia al exceso de humedad, se desarrolla perfectamente en lugares con altitudes desde los 0 hasta los 1200 metros sobre el nivel del mar (msnm).

En cuanto al recurso suelo, aunque se han establecidos parámetros de tipo de suelo como los siguientes: suelos francos, buen drenaje, pH neutro y abundante materia orgánica, es necesario señalar que para esta planta no existe un suelo milagroso, ya que en algunos países se han adaptado a distintos tipos de suelo incluyendo aquellos denominados de baja fertilidad, con pH moderadamente ácidos y bajos niveles de materia orgánica.

Por ello en necesario decir, que de existir la inquietud por parte de los entes gubernamentales de establecer este tipo de cultivos en Venezuela, una de las zonas idóneas para su establecimiento sería el Municipio Jesús María Semprum al Sur del Lago de Maracaibo conocido comúnmente como Casigua el Cubo, ya que en este Municipio es el lugar donde se ha cultivado la palma aceitera de la región, en esta zona se encuentran suelos moderadamente ácidos, de moderada fertilidad y de esta manera no se estaría utilizando suelos de alta fertilidad que pueden ser aprovechados para la siembra de otros cultivos como Plátano, Cacao, Maíz entre otros.

Si se desea establecer una plantación de J. curcas, se puede utilizar semillas y partes vegetativas de las plantas (esquejes), algunos autores recomiendan la siembra por semillas, ya que la planta desarrolla un sistema radical más profundo; sin embargo algunos productores prefieren la utilización de esquejes.

A continuación en la siguiente tabla, se muestran los resultados obtenidos por la Estación Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey, utilizando esquejes de Jatropha con distintos grosores para observar si existe alguna influencia del grosor en la brotación.

Estos resultados experimentales nos permiten tomar excelentes decisiones al momento de recolectar partes vegetativas de una planta, ya que como se puede observar los esquejes que tenían grosores de 2,0 cm hasta 4,0 cm presentaron mayor cantidad de brotes y mayor cantidad de hojas, por ello se recomienda al momento de utilizar esquejes cortar aquellos que presente con un grosor aproximado a los mencionados anteriormente.

Así como la propagación puede realizarse por semillas y por parte vegetativa de una planta, la siembra también puede implementarse de dos formas, una sembrando las semillas directamente en el campo y otras con el trasplante de plántulas provenientes de un vivero, la siembra directa se recomienda si se tiene disponibilidad de agua durante el período de germinación y emergencia, por ello se aconseja sembrar en la entrada de la época de lluvia.

También puede establecerse un vivero, para darle los cuidados a las plántulas, para luego transplantarla en el campo cuando la plántula tenga unos 45 o 50 cm aproximadamente, la finalidad del vivero es controlar el ambiente, plagas entre otras labores y llevar una plántula con buen vigor al campo.

Como se pudo observar en la imagen anterior es una representación fotográfica de cómo realizar una siembra directa, en el caso de la J. curcas la distribución de la semilla para la siembra dependerá de la cantidad de plantas que desee por hectáreas (10.000 mts2) por ejemplo:

A partir de allí se le realizan las labores agronómicas y culturales al cultivo para el buen desarrollo y crecimiento de la planta, dentro de estas labores antes de culminar con los aspectos agronómicos es necesario mencionar la poda para estimular las ramas laterales de la planta y mantener la altura de la misma, además de facilitar la cosecha.

Antes de comenzar a señalar los usos que tiene la planta de J. curcas es necesario tener en cuenta el momento ideal de la cosecha, ya que las frutos pueden ser cosechados cuando presenten un color amarillo o negro, siendo el nivel de madurez ideal cuando se encuentra amarillo ya que según Machado (2012), se puede extraer mayor cantidad de aceite; la cosecha se puede realizar de manera manual, aunque se han implementado otras técnicas para acelerar el proceso de cosecha.

Por otro lado se puede decir que dicho cultivo puede ofrecernos múltiples beneficios, desde la planta hasta su fruto, en el caso de la planta puede servir como protectora de otras plantas si la sembramos asociada, en el caso del fruto se puede utilizar la cáscara para la preparación de fertilizantes (compost), de la semilla se puede extraer aceite no comestible para la producción de biodiesel y de los residuos de la semilla luego de la extracción de aceite se puede utilizar de igual manera para producir fertilizantes e insumo para producir biogás.

A continuación de manera resumida se mostrará un diagrama de flujo para visualizar cuales son los procesos por el cual pasa el fruto para la extracción del aceite y otros subproductos

Comencemos por señalar que el descascarado como su nombre lo indica consiste en quitarle la cáscara al fruto, para ello se utiliza algunas descascadoras convencionales cuando se realiza a menor escala y otras modernas cuando se utilizan de manera industrializada, el residuo de la cáscara se puede moler y ser utilizado como se mencionó anteriormente para la elaboración de compost (fertilizante orgánico).

Cabe destacar que en la Estación experimental de Pasto y Forrajes Indio Hatuey se realizó una análisis químico de la cáscara del fruto y al residuo de la semilla luego de la extracción de aceite y presentaron valores de proteína en la cáscara de 7,5 % y en los residuos de la semilla de 59,1 valores que se acercaron a los obtenidos por la Moringa oleifera en cáscara y residuos de semilla, estos resultados podrían indicarnos que podríamos utilizar dicha materia prima para la elaboración de alimentos para rumiantes, pero no pueden ser usadas directamente como suplemento debido a la presencia de toxinas, por ello antes el material debe ser detoxificado.

Hay que mencionar también, el proceso de prensado, en esté proceso se le extrae el aceite a la semilla, generando esto un residuo llamado torta cuyo valor proteico se mencionó anteriormente, este residuo puede ser utilizado para la elaboración de compost, el prensado se puede realizar con prensas convencionales o de alta tecnología dependiendo de sus niveles de producción.

Es necesario mencionar que Rodríguez y colaboradores (2012), evaluaron el aceite ya procesado de J. curcas como posible biolubricante, dentro de las distintas pruebas ellos evaluaron la fricción (roce entre dos partes, por ejemplo el piston de un vehiculo con el cilindro), para ello utilizaron un tribómetro pin -disco el cual es adecuado para realizar ensayos de desgaste mediante el contacto y rozamiento de dos materiales entre sí en forma de disco. Se comparó el aceite de J. curcas con un aceite mineral, obteniendo como resultados que el aceite de J. curcas disminuye la fricción en comparación con el aceite mineral utilizado, pudiendo ello ser una alternativa en cuanto a lubricantes se refiere, teniendo en cuenta que deben existir mejoras que abren el campo de investigación de la misma.

Estimados lectores, el uso de tecnologías sustentables nos permite mantener nuestros ecosistemas estables y la seguridad alimentaria, el artículo presentado nos muestra como existen recursos locales de gran utilidad y beneficiosos para nuestras sociedades, con anterioridad en muchos países la J. curcas era considerada como una maleza, hoy en día es un árbol prodigioso que nos permite generar energía sin afectar la alimentación de nuestros países, son amplios los estudios que se están realizando sobre dicho aceite y sus subproductos, actualmente algunos países trabajan en la implementación de métodos para la desintoxicación de los residuos generados por la semilla y así ser utilizados como posible alternativa en la alimentación de rumiantes. Espero dicho material permita generar inquietudes en agrónomos, químicos, ingenieros mecánicos, ingenieros petroleros entre otras áreas de conocimiento y comenzar a investigar sobre este tipo de alternativas sustentables. Saludos a todos.

*Alfonso, J. (2008). Manual para el cultivo de piñón ( Jatropha curcas) en Honduras. Honduras.

*Colegio de postgraduados. (2014). Manual de buenas prácticas para el cultivo de Jatropha Curcas. México: Autor.

*Estación Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey.(2012). La biomasa como fuente renovable de energía en el medio rural. Cuba: Autor.

*Fuels from agriculture in communal technology. (2009). Manual de Jatropha, Holanda: Autor.

*Machado, R ; Solongo, J; Rodríguez, E. (2012). Caracterización de colecciones de oleaginosas útiles para la producción de biocombustibles. Estación Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey.

*Martín, C. (2012). Composición Química de aceites, tortas de prensado y cascarillas de semillas de oleaginosas no comestible de interés para la producción de biodiesel. Universidad de Vigo España, Estación Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey.

*Mendoza, J. (2008).Cultivos energéticos en Ecuador: Caso proyecto piñón (Jatropha). Ponencia presentada en el Taller: La Agroenergía en la Región Andina: Situación actual e intercambio de experiencias en Ciencia y Tecnología. Bogotá

*Rodríguez, C. (2012). Aceite vegetal de Jatropha curcas como posible biolubricante. Instituto de ingeniería motriz México, Universidad de Oriente Cuba, Universidad Jean piaget Angola.

Si desean indagar un poco más sobre alternativas para la generación de agroenergía te invito a leer el siguiente artículo: