En la búsqueda para producir biocombustibles asequibles, los álamos son una de las mejores apuestas del noroeste del Pacífico: los árboles son abundantes, de rápido crecimiento, adaptables a muchos terrenos y su madera puede transformarse en sustancias utilizadas en biocombustibles y de alto valorquímicos en los que confiamos en nuestra vida diaria.
Pero incluso cuando los investigadores prueban el potencial de los álamos para transformarse en todo, desde etanol hasta productos químicos en cosméticos y detergentes, aún no se ha logrado una planta de procesamiento a escala comercial para los álamos. Esto se debe principalmente a que los costos de producción aún no son competitivos con los actualesprecio del petróleo.
Un equipo de la Universidad de Washington está tratando de hacer que el álamo sea un competidor viable probando la producción de álamos más jóvenes que podrían cosecharse con mayor frecuencia, después de solo dos o tres años, en lugar del ciclo habitual de 10 a 20 añosEstos árboles, esencialmente juveniles en comparación con adultos completamente desarrollados, se plantan más cerca y se cortan de tal manera que broten más ramas del tocón después de cada cosecha, usando los mismos sistemas de raíces por hasta 20 años. Este método se llama "siembra ", y los árboles se conocen como sotobosque de álamo.
El equipo es el primero en intentar convertir todo el árbol joven, incluidas las hojas, la corteza y los tallos en bioaceite, un producto oleaginoso derivado biológicamente y etanol utilizando dos procesos separados. Sus resultados, publicados este verano en dos documentos-- uno en ACS Química e Ingeniería Sostenibles y el otro en Biotecnología para biocombustibles - señale un futuro prometedor para el uso de sotobosque de álamo para biocombustible.
"Nuestra investigación demostró que el sotobosque de álamo puede ser una buena opción para cumplir con los criterios baratos y de alto volumen de materia prima para biocombustibles", dijo el autor principal Chang Dou en ambos documentos, un estudiante de doctorado en el programa de Ciencias e Ingeniería Bioresource de la UW ".Nuestros hallazgos son significativos para la futura industria de biocombustibles, y el objetivo final es hacer que el biocombustible de álamo se encuentre un paso más cerca de la bomba ".
Las astillas de álamo de los árboles más viejos han sido el foco de la mayoría de las investigaciones, principalmente porque las partes de madera contienen la mayor concentración de azúcar, lo cual es importante para producir etanol y productos químicos. Estudios anteriores muestran que las astillas de álamo son una fuente viable de biocombustibles, pero aún cuestanno dibuje con lápiz, especialmente porque los árboles se cortan solo una vez cada 10 años o más. Además, otras partes del árbol se desperdician cuando solo se usa el tronco, lo que hace que el proceso sea más ineficiente y derrochador.
Sin embargo, si el álamo se plantara muy cerca, como un cultivo agrícola, y se cosecharan árboles enteros en un ciclo mucho más rápido, podría tener sentido desde una perspectiva de costos y ofrecer un breve retorno de la inversión, y sería más atractivo para los agricultores.
Los combustibles alternativos deben tener sentido económico, enfatizan los investigadores, para que los biocombustibles hagan mella en el mercado impulsado por el petróleo.
"Tenemos los incentivos ambientales para producir combustibles y productos químicos a partir de recursos renovables, pero en este momento, no son suficientes para competir con los bajos precios del petróleo. Ese es el problema", dijo Renata Bura, profesora asociada de la UW en la Escuela deCiencias Ambientales y Forestales y el autor principal.
La investigación de Bura es parte del proyecto Advanced Hardwood Biofuels Northwest, financiado por el Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura del Departamento de Agricultura de los EE. UU. El proyecto, dirigido por el profesor de la Universidad de Washington Rick Gustafson, es un consorcio de universidades e industrias dirigido por la Universidad de Washington cuyo objetivo espara sentar las bases de una industria de biocombustibles y biocombustibles en el noroeste del Pacífico basada en materia prima de álamo Para este estudio, los árboles en Jefferson, Oregon, uno de los cuatro sitios de estudio, se plantaron en hileras muy juntas en la primavera de 2012 y se cosecharonmenos de dos años después antes de que las hojas cayeran
El equipo de UW probó por primera vez si los álamos jóvenes enteros podrían convertirse en azúcar mediante un proceso que utiliza alta temperatura, presión y enzimas para descomponer los materiales de la madera en azúcar. A partir de ahí, es posible producir etanol, ácido acético,ácido láctico y otros productos químicos valiosos fermentando el azúcar.
Después de procesar los árboles, los investigadores descubrieron que las hojas tienen un bajo rendimiento y redujeron la producción general de azúcar, no solo porque las hojas son naturalmente bajas en azúcar, sino que también contienen otras sustancias químicas que impiden el proceso de liberación de azúcar.En una operación comercial, las hojas deben retirarse y pueden usarse para otros fines, como alimentos para animales.
También probaron árboles de álamo enteros de la misma parcela en otro proceso de conversión que usa calor mucho mayor, más de 500 grados Celsius, para transformar los materiales del árbol directamente en bioaceite en un proceso llamado "pirólisis". La investigación está en marcha.para convertir este aceite marrón oscuro en un combustible de transporte que se asemeja a la gasolina o al diesel.
En el experimento, los investigadores descubrieron que la inclusión de hojas no marcaba una gran diferencia en la calidad del bioaceite resultante. Cuando se amplía la escala, los productores podrían ahorrar tiempo y dinero al no separar las hojas de las ramas para lograr un aceite de calidad similar.
Las futuras plantas de producción de álamo podrían aprovechar ambos métodos, sopesando factores como el costo actual de los materiales o el valor en dólares de los productos que se fabrican para determinar qué método tiene más sentido financiero, explicó Dou.
Los álamos jóvenes utilizados en el estudio tienen propiedades similares a los brotes que brotarían de un tocón en una verdadera operación de corte. Utilizando ese método de corte, es posible cosechar árboles cada dos años durante un máximo de 20 años sin el esfuerzo adicional ycosto de arrancar raíces, preparar el suelo y plantar nuevos árboles que se requiere en los regímenes de siembra habituales.
En última instancia, los investigadores dicen que el álamo de coppice es probablemente el mejor equilibrio de costo y confiabilidad para que los productores del Noroeste del Pacífico produzcan biocombustibles.
"Actualmente, estamos analizando cómo podemos cultivar álamos para servicios monetarios monetarios", dijo Bura. "En el futuro, prevemos una industria basada en bio que proporcionará múltiples beneficios ambientales, vigorizará a las comunidades rurales y servirá comoun puente hacia una industria de biocombustibles completamente desarrollada "
Otros coautores de los documentos son Fernando Resende, profesor asistente de ciencias ambientales y forestales de la UW; Devin Chandler, un estudiante graduado de la UW en el programa de Ciencia e Ingeniería Bioresource; Wilian Marcondes, un estudiante de intercambio de la Universidad de São UWPaulo-Brasil; y Jessica Djaja, estudiante de pregrado de la UW.
La investigación fue financiada por una subvención del Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura del Departamento de Agricultura de los EE. UU.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Washington . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencias de revistas :
Cita esta página :