NOPALES ENERGÉTICOS

Rodrigo Wayland Morales

INTRODUCCIÓN

En el complejo mundo actual, el medio ambiente ya no es solo un concepto abstracto de significación para los ecologistas. La degradación de praderas, tala de bosques, agotamiento de recursos agrícolas y marítimos, es
una realidad. La necesidad creciente de energía para satisfacer ciudades e industrias, cada vez mas sedientas de combustibles es un proceso irreversible.

La esencia de este estudio no radica en la conversión de una forma de energía en otra, o de la transformación de dióxido de carbono en materia orgánica. El objetivo principal es demostrar en forma concreta, que la utilización de recursos naturales de manera renovable, sustentable, ecológica y económicamente, es viable, sin degradar el medio ambiente.

La Tuna (Opuntia ficus indica) representa una importante fuente de captación de energía solar, almacenándose en la biomasa. Además, es una de las especies mejor adaptadas a condiciones ecológicas marginales, por lo cual resulta interesante la utilización de los desechos del cultivo de cochinilla como alimento suculento para animales, la obtención de energía y húmus.

La tuna pertenece a la  familia botánica Cactáceos, género  Opuntia,  especie ficus indica. Las Opuntias se caracterizan por ser plantas arbustivas suculentas, bien ramificadas, que pueden  alcanzar varios  metros de altura  y tienen una vida útil de 20 años.

La solución a la crisis alimenticia ha sido orientada hacia la intensificación de la producción agropecuaria y de la industria de alimentos. Frente a estos problemas es conveniente considerar a la lombricultura como una vía de solución. Las lombrices aceleran la degradación de los desechos orgánicos, hasta convertirlos en productos no contaminantes y menos voluminosos.

La  biomasa  es una forma de energía solar  almacenada y sintetizada mediante el proceso de fotosíntesis, y por lo  tanto factible  de ser convertida en combustibles sólidos, líquidos o gaseosos (Guzmán, 1981).

La bioenergía, es la obtención de energía mediante procesos biológicos, junto con la  energía eólica y solar son alternativas no contaminantes para suplir las necesidades de la agroindustria. Entre ellas la tecnología que utiliza biogas es la mas desarrollada, la cual está basada en procesos naturales de degradación realizados por bacterias anaeróbicas a  través de  un proceso de digestión que permiten la generación un gas rico en metano (CH4).

En diversos estudios realizados tanto en la Universidad de Chile, Universidad Católica de Chile, Universidad Austral de Chile y Universidad Federico Santa María, así como en el exterior, se vislumbra la utilización de biogas como una alternativa factible técnica y económicamente. En países como China e India su utilización es extensa.

RESUMEN

Este proyecto busca entregar una solución sanitaria y ecológica al problema de generación de pencas de nopal (tuna) ya sea en raleo o poda. Aplicable a plantaciones para cultivo de fruto, en la crianza de cochinilla y para alimentación humana (nopalitos) y animal. Para este fin se proponen tres alternativas básicas distribuidos en cinco estudios complementarios.

Como se muestra en el esquema de utilización del nopal adjunto. El proceso comienza  una ves que se ha producido la recolección de la penca (paleta de nopal); cortada y junto con guanos de animales y paleta en pudrición, es utilizada para la alimentación de lombrices y generación de biogas en digestores.
Las lombrices utilizadas ( Eisenia foetida) generan humus el cual es utilizado como abono en las mismas plantaciones y a partir de su carne se obtiene un concentrado proteico (harina de lombriz).


En los sistemas de digestión se obtiene biogas, sedimento y agua. El sedimento y agua es utilizado en lombricultura para mantener la humedad de las camas de lombrices así como en su alimentación con elementos nutricionales disueltos en los lodos. 

Mediante grupos electrógenos acondicionados para su funcionamiento con biogas es posible entregar la energía eléctrica par el funcionamiento de bombas, secadores oficinas e instalaciones.En el caso de los vehículos se utiliza el Gas Natural Adsorbido (GNA) que una tecnología en la cual el gas es adsorbido por un material poroso adsorbente a presiones relativamente bajas, 500 a 600 psi (34-40 bar). Cuando el gas natural llena un contenedor para ser almacenado con un material adsorbente disponible, la densidad energética es más grande que con el mismo contenedor sin el adsorbente, cuando son llenados a la misma presión. Cuando se compara con el Gas Natural Comprimido, GNA almacena 2/3 de la cantidad de gas pero a 1/6 de presión.

El gas metano proveniente de explotación de biogas, no contiene butano y propano, solo dióxido de carbono, agua  y metano. Lo anterior explica la razón por la cual no es posible utilizar esta tecnología con gas natural o gas de ciudad  ya que el propano y butano son adsorbidos en forma irreversible en carbón activado, imposibilitando la  reutilización del adsorbente.

Rendimientos aproximados obtenidos para pencas de tuna (paletas)
8.300 Kg base húmeda = 1.000 Kg base seca (12% sólido)
= 200 Kg (2.450.000 kcal / expresados como GLP)
= 2.770 Kg de lombrices
= 249 kg. Harina
= 2.770 kg. Humus
= 2846,8 Kwh (g)
= 9490 Kwhe (eficiencia 30 % en motores C.I.)

= 7.304 lt de agua recuperada

Productos obtenidos por el proyecto
•    Carne para alimentación humana
•    Harina de lombriz; similar a la harina de pescado en composición, sin histidina
•    Humus, fertilizante natural
•    Energía  para calefacción; gas
•    Energía eléctrica para motores e instalaciones
•    Cochinilla de carmín a bajo costo

Ventajas
•    Bajo costo de instalación y mantenimiento
•    Almacenamiento de energía en biomasa
•    Recuperación de suelos y zonas áridas
•    Recuperación de agua
•    Intensivo en mano de  obra
•    Diversificación de la producción

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