Jatropha Curcas L.:

Jatropha: La gran promesa verde para el biodiesel

Hace casi tres años que en nuestro país los investigadores intentan develar los misterios de este cultivo. Su fácil adaptación a suelos pobres, bajos requerimientos hídricos y el alto contenido de aceite de su semilla, son su mejor carta de presentación. Pero aún quedan muchas preguntas sin resolver: la falta de variedades comerciales, la incertidumbre de los subproductos y las incógnitas agronómicas son algunas de ellas. Por Marcela Quiroz.

Es un hecho. Estamos inmersos en la era del petróleo. El 85% de la energía que consumimos proviene de energía no renovable, de la cual el 80% es energía fósil. El futuro no es muy alentador: se estima que el consumo del petróleo se duplicará de aquí al 2050. Sólo en nuestro país se consumen 15 millones de litros de petróleo al día.

                Chile se puso metas claras para intentar revertir esta situación. En 10 años más, el 20% de la energía total de nuestro país debería provenir de Energías Renovables No Convencionales (ERNC). “Vemos la bioenergía como un aporte fundamental para buscar mayor independencia, diversificación de la matriz y sustentabilidad ambiental”, manifestó el ministro de Energía, Ricardo Raineri en la inauguración del seminario de Biomasa realizado el 30 de junio y 1 de julio en Santiago.

                Las investigaciones para lograrlo no se detienen. El 2008 un arbusto comenzaba a llamar la atención de los investigadores nacionales: La Jatropha Curcas L. De su semilla se extrae aceite, que tras un proceso de transesterificación, puede convertirse en biodiesel (ver recuadro). Las expectativas no son bajas: algunos autores sugieren que por há de jatropha se puede producir entre 1.400 y 1.900 litros de biodiesel, rendimiento que incluso supera a  cultivos como el raps y la soya.

Las acciones no se hicieron esperar. El 2008 el FIA cofinanció el estudio que hasta hoy desarrolla la Universidad de Chile y que a fines del 2010 contará con 10 mil plantas. Paralelamente en Arica, la Universidad de Tarapacá planea plantar 10 há y además el INIA posee cuatro parcelas experimentales en la IV región, las que en total suman 1500 plantas. 

                La Jatropha Curcas L. es un arbusto perenne caducifolio que puede llegar a medir hasta 8 metros de altura. Existen germoplasmas tóxicos y no tóxicos, se propaga con facilidad, es resistente a sequías y adaptable a suelos pobres, condiciones que la sitúan como la gran promesa verde para la industria de los biocombustibles.  Vive en promedio 50 años y puede lograr de 10 a 12 kilos de semilla por planta al año. Es originaria de Centroamérica, fue introducida a África y a Asia por comerciantes portugueses, donde su aceite comenzó a utilizarse en las lámparas que iluminaban las calles de las antiguas ciudades y los legendarios templos.

El gran contenido de aceite de la semilla también está dando de qué hablar, la que oscila entre un 30 y 55% de fracciones por solvente. Incluso hay variedades que se desarrollan en México y Guatemala que presentan hasta un 67% de aceite.  “Aún sabemos muy poco de la Jatropha y por eso es bueno que hayan muchos grupos que trabajen con ella para formar un paquete tecnológico y así sacar adelante la industria de este cultivo”, explica Manuel Paneque, quien lidera el proyecto “Desarrollo y validación del cultivo de Jatropha en la zona norte de Chile para la producción de biodiesel”, de la Universidad de Chile.

El mundo también está atento a los desarrollos de este cultivo. China, India y África suman 5 millones de há sembradas, aunque la tarea no ha sido fácil. Variedades poco homogéneas son las principales piedras de tope. “Hemos estado seleccionado genotipos porque hemos monitoreado más de mil árboles con producción de 2 años y hemos visto diferencia en la producción de semilla que van desde los 200 gramos hasta los 2 kg”,  explica Miguel Angulo, investigador mexicano del CIAD, institución que trabaja hace 4 años en la investigación de Jatropha en el estado de Sinaloa. 

El camino por recorrer aún es largo, aunque los vaticinios internacionales no se detienen: se espera que para el 2020 la jatropha proporcione el 19% del aceite que se requerirá para la producción mundial de biodiesel. Esto significa que 20 millones de toneladas de aceite de Jatropha deberán ser producidas cada año, lo que requerirá de al menos 15 millones de hectáreas cultivadas. 

Paso a paso

Si la Jatropha resulta ser la gran promesa verde para la producción de biodiesel, ¿dónde cultivarla? Ésa es la pregunta que intentan responder los investigadores de la Universidad de Chile. Debían rastrear entonces suelos marginales, es decir que no tuvieran hasta el día de hoy uso agrícola alguno. Las miradas apuntan hacia los sectores situados en el secano costero o en el norte de Chile. 

“Tenemos ahora un nuevo escenario: combustibles de segunda generación que cambian un poco la perspectiva del problema de la demanda de nuevos espacios, en primer lugar porque son combustibles cuyas materias primas no tienen destino alimentario y por no competir con terrenos agrícolas”, explica Andrés de la Fuente, quien lidera el grupo de dinámica territorial del proyecto de la Universidad de Chile. El equipo ha logrado rastrear más de 2 millones 300 mil há de suelo sin uso y potencialmente aptas para el cultivo de Jatropha en nuestro país. 250 mil estarían situadas en zonas desérticas/áridas.

Además lograron un convenio con el Ministerio de Bienes Nacionales para que, a través de concesiones, se identifiquen y utilicen suelos sin uso con fines energéticos. A mediados del 2011 estará listo un software de zonificación destinado a cultivos energéticos que contendrá un mapa agroclimático de Chile para asesorar la toma de decisiones de dónde plantar. “También estamos estudiando otros 120 cultivos con potencial energético, para cada uno de ellos estamos investigando la huella de agua, carbono, eficiencia energética, etc. La idea es que al final podamos obtener aquellos 25 cultivos que puedan tener mayor potencial de desarrollo en Chile”, explica Manuel Paneque. 

                Por ahora, el presente de la Jatropha en nuestro país es más escueto. Este año recién se cosechó el primer puñado de semilla en Ovalle, en una de las 13 parcelas experimentales que posee el proyecto de la Universidad de Chile y que planea crecer a 25 a fines de este año. Cuatro de ellas estarán situadas en pleno desierto. 

Preguntas agronómicas

Uno de los grandes desafíos para el desarrollo de la industria de la Jatropha es el desarrollo de variedades comerciales. “Todo lo que hay sembrado hoy son variedades salvajes de las que no podemos predecir la producción”, explica el investigador Manuel Paneque.

Es por eso que un paso importante se llevará a cabo con la importación de material genético desde Guatemala para la multiplicación de germoplasmas. “Nuestro laboratorio tiene desarrollado la propagación in vitro de jatropha y la apuesta es poder utilizar esto para el mejoramiento genético, ya sea a través de mutaciones, de radiación o introducción de genes para tener mayor cantidad de aceite o para modificar el aceite por el que queramos, para resistencia a las heladas o a la salinidad, etcétera”, afirma Paneque.

                Algunas preguntas agronómicas también se han estado trabajando en México. Después de dos años de producción, se han dado cuenta de que es importante seleccionar genotipos con alta producción de flores femeninas: “La ramificación también es importante pero en el manejo del paquete tecnológico podemos manipular eso de alguna manera con la poda”, explica Miguel Angulo, investigador del CIAD. 

En este proyecto, que se desarrolla en el estado de Sinaloa (zona que cuenta con 300 há cultivadas), han experimentado rendimientos al segundo año de 1.58 toneladas por hectárea de semilla. “Esto lo hemos conseguido sin aplicación de fertilizantes, cuando aplicamos fertilizantes orgánicos esta producción se nos dobla”, afirma Angulo.  En esta zona las temperaturas oscilan entre los 11 y 28 grados celcius, los suelos son arcillo/arenosos, profundos y bien drenados, y presenta precipitaciones de 500 mm al año, entre julio y septiembre. Para el 2011 esperan sembrar otras mil há de Jatropha.

“Hicimos una corrida financiera para determinar el valor del cultivo de jatropha a los siete años, con lo que logramos demostrar que el cultivo en la región es rentable si tenemos una segunda producción de 792 kilogramos, 1.58 kg en el año dos, 3.16 en el año tres y en los posteriores años, 4 toneladas 700 kg por há”, explica Angulo. 

El requerimiento de agua también sigue siendo un misterio. La experiencia ha demostrado que la Jatropha es un cultivo altamente resistente al déficit hídrico, aunque no se sabe exactamente cuánta agua necesita. Las hipótesis apuntan a que al ser una planta de metabolismo C3, su consumo de agua no puede ser menor que 2,5 mm. 

El INIA Intihuasi también está trabajando fuerte para responder a esta interrogante y está implementando el riego por goteo en todas sus parcelas, aplicando entre 400 y 500 litros por planta nueva cada temporada. También están fertilizando vía fertirriego principalmente con Nitrógeno y aplicando Fósforo, Potasio y Hierro, dependiendo del sector. “Los resultados hasta ahora han sido óptimos y tenemos plantas que miden hasta un metro y medio”, afirma Carlos Sierra, director del proyecto “Evaluación agronómica de Jatropha Curcas L. como materia prima para producir biodiesel bajo condiciones edafoclimáticas de Chile semiárido”, llevado a cabo por el INIA Intihuasi desde el año 2008.

Las bajas temperaturas son algo a considerar. Este frío invierno ha pasado la cuenta a las parcelas ubicadas en la IV región, donde Sierra relata que todas las plantas prácticamente se congelaron, aunque esperan que revivan como Ave Fénix en primavera.  La conclusión preliminar es que con mínimas  de  5º C las  plantas no  crecen. Los resultados del proyecto del INIA fueron presentados este 5 de Agosto en La Serena, y serán detallados en las próximas ediciones de nuestra revista.

Las plagas y enfermedades también es un punto de alerta. En México los cultivos con dos años de producción han presentado problemas de damping off, cortamiento de tallo y plagas como la araña roja y saltamonte. “En nuestra parcela sólo una planta de 500 ha presentado problemas de arañita aunque las Tetranychus urticae  y T. cinnabarinus son potencialmente dañinas ya que al colonizar el follaje podían causar un daño importante”, explica Carlos Sierra, director del proyecto del INIA Intihuasi.

Por eso hay muchos investigadores que llaman a la cautela. “La Jatropha no es el cultivo maravilloso del que tanto se habla. Tiene sus plagas, hay que preparase. Va a producir siempre y cuando tenga el manejo adecuado. Necesita agua, nutrientes, control de plagas si quieres un rendimiento alto. Hay varios cultivos que están fracasando y esto debería ser una alerta para nosotros”, explica Martjin Venn, perteneciente a la empresa consultora holandesa SNV, compañía que ha trabajado en este cultivo con más de 20 familias en Centroamérica.

                 Pero los investigadores no pierden la esperanza: “El mejoramiento genético y la investigación del cultivo lo pueden convertir en un proyecto económicamente viable y sostenible. Si esto llegara a funcionar como cultivo puede tener gran potencial en nuestro país”, finaliza Paneque.

La importancia de los subproductos

Pasar de la investigación a la industria no es tan simple. El costo inicial de los proyectos puede ser una barrera de entrada que muchos no están en condiciones de superar. Pero lo más relevante es que estos proyectos serán rentables siempre y cuando el precio de barril de petróleo se mantenga alto. Y eso es una incertidumbre.

Es por eso que muchos ya están comenzando a buscar la rentabilidad a los subproductos de la Jatropha.  “Hemos estado trabajado sobre el paquete tecnológico pero también sobre el desarrollo de productos de valor agregado, porque si no le damos valor agregado a los subproductos esto no es sustentable”, explica Miguel Angulo, investigador mexicano.  

En Perú, están investigando el procesamiento de la torta en biodigestores para la producción de biogás o la utilización de ésta en un generador para producir electricidad en comunidades aisladas.  Además, el producto residual de la extracción de aceite tiene hasta un 55% de proteína, lo que convertiría a la Jatropha en un buen candidato para la alimentación animal. Como si fuera poco, las variedades tóxicas también pueden servir como insecticidas y el glicerol, sustancia que se obtiene tras la reacción de transesterificación, es materia prima para la elaboración de jabones. Un abanico de posibilidades que tientan a investigadores del mundo entero.      

En México, separan la cascarilla de la torta para la producción de harina, utilizada especialmente para la dieta de peces. Y de la cáscara del fruto, producen fertilizantes. “Hacemos un proceso de transformación con la lignina para la creación de ácidos húmicos que son muy importante en la agricultura de la región”, explica Angulo.

  Trabajar con cultivos de rotación también puede ser una muy buena alternativa. “Esto puede ser una respuesta a la presión alimentaria, por ejemplo rotar la Jatropha con maní o frijoles pude mejorar las condiciones de suelo. O también funciona muy bien con el girasol en conjunto”, explica Martjin Venn. 

                Son las investigaciones que esperan dar el salto definitivo hacia una producción sostenible más temprano que tarde.

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Recuadro

Del huerto al automóvil

Los biocombustibles de segunda generación son aquellos que son producidos con residuos agrícolas, forestales o con cultivos no comestibles como la Jatropha, de cuya semilla se extrae el aceite que puede utilizarse como materia prima para la elaboración de biodiesel.

El biodiesel es un biocombustible que se obtiene tras la reacción de los metilesteres de los aceites vegetales con metanol, a través de una reacción de transesterificación. Este puede mezclarse con el diesel convencional y utilizarse en vehículos sin necesidad de modificar el motor.  Su uso reduce en un 100% las emisiones de CO2 (dióxido de carbono) y de SO2 (dióxido sulfuroso).