Septiembre 2020 | 41-3

Sorgo fibroso para la producción de bioenergía

Sergio Casen*; Eduardo Romero*; Pablo Fernández González* y Guillermo De Boeck**
* Sección Caña de Azúcar, EEAOC – Subprograma Agronomía. ** Sección Ingeniería y Proyectos Agroindustriales – Email: scasen@eeaoc.org.ar

La utilización de cultivos bioenergéticos como alternativa para la reducción del uso de los combustibles fósiles ha adquirido gran importancia durante los últimos años. Teniendo en cuenta la creciente demanda energética de nuestra región, el cultivo del sorgo fibroso es perfectamente complementario a la cadena bioenergética de la caña de azúcar en la producción de energía eléctrica.

Este cultivo constituye una fuente renovable de energía alternativa, pudiendo ser cultivado en distintas regiones agroecológicas de nuestra provincia, incluyendo zonas marginales, debido a la poca exigencia de agua para completar el ciclo de cultivo.

 Generalidades del cultivo

El sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench) es una planta C4 de días cortos. Es un cultivo multifuncional de alto potencial tanto por su elevada productividad de biomasa, como por su ciclo corto de producción (cinco meses). Además, provee una amplia gama de productos alimenticios e industriales, pudiendo proporcionar productos bioenergéticos.

El sorgo, que pertenece a la familia de las gramíneas, es de origen tropical pero fue adaptándose, a través del mejoramiento genético, a una gran diversidad de ambientes, siendo considerado por estas características como uno de los cultivos aptos para sostener políticas de seguridad alimentaria alrededor del mundo.

Es uno de los cultivos que mejor tolera la sequía y las altas temperaturas. Las estrategias de fitomejoramiento han robustecido las características naturales del cultivo, imprimiéndole la característica de latencia que suspende el crecimiento hasta que se restablezcan nuevamente las condiciones favorables.

El sorgo tiene la particularidad de aportar elevadas cantidades de rastrojo que contribuyen a mejorar la cobertura de los suelos. Además presenta un sistema radical muy desarrollado y profundo que le permite una buena exploración del perfil del suelo y contribuye a mejorar la estructura y las condiciones físicas, químicas y biológicas de este.

¿Cuáles son los sorgos fibrosos?

Los sorgos fibrosos son aquellos de tipo silero que se caracterizan principalmente por la alta  producción de biomasa y fibras que producen en sus tallos.

La partición vegetativa de este tipo de sorgo está representada por un 70 al 80 % de tallos, 10 al 15% de hojas y el 15 al 20 % de panojas. (Figura 1) Son plantas de alto porte que pueden superar los tres metros de altura y que presentan un importante  sistema radicular con raíces secundarias que confieren el anclaje al cultivo .

Estos sorgos tienen un bajo requerimiento hídrico para la obtención de adecuados rendimientos de biomasa (400 mm mínimos para todo el ciclo), permitiendo así su incorporación en tierras marginales con problemas de salinidad y suelos degradados, logrando en el largo plazo un importante beneficio agronómico en la recuperación de suelos.

Los sorgos fibrosos presentan en cosecha niveles de jugos en tallos inferiores al 12%, mientras que los valores de fibras son superiores al 20 %, y 25% en materia seca. (Parrella et at, 2010).

 

Figura 1: Composición industrial del cultivo de sorgo fibroso.

El sorgo fibroso es ideal para implementar sistemas de rotación, como en el caso de la soja, por la cantidad de rastrojo residual y su relevante sistema radicular para mejoramiento de las propiedades físicas del  suelo (Figura 2).

Actualmente, existe un renovado interés en este cultivo por su  particular importancia energética, por su potencial uso en la fabricación de papel y aglomerados de maderas, como así también en la alimentación de ganado.

Figura 2: Cultivo de sorgo fibroso. 155 días de ciclo. Las Talitas. Tafí Viejo. Tucumán

Decálogo del buen sorgo fibroso

El Programa Bioenergía de la EEAOC trabaja en el desarrollo agroindustrial de materiales de  sorgos fibrosos que sean útiles para ser integrados en la cadena energética de la provincia.

A través de años de experiencia, se determinó un decálogo que permite el reconocimiento de materiales con alta cantidad y calidad de fibra, y aptitud agronómica adecuada. Las reglas de este decálogo se detallan a continuación:

  • Alta producción materia verde, superior a las 50 toneladas por hectárea
  • Alto contenido de fibra, superior al 20%
  • Bajo contenido de azúcares, menos jugo en tallo
  • Senescencia acelerada al final de ciclo (secado natural)
  • Tallos tolerantes al vuelco. Presencia de raíces secundarias para su anclaje
  • Baja incidencia de la panoja para un mejor aprovechamiento energético de la biomasa
  • Buena sanidad
  • Adaptación a estrés hídrico y salinidad

Importancia para Tucumán y el NOA

La utilización del sorgo fibroso es una opción muy importante para complementar el consumo de bagazo en los ingenios y poder autoabastecerse sin depender de combustibles fósiles.

Indudablemente, la caña de azúcar es un cultivo importante en el NOA y el sorgo fibroso se complementaría muy bien con la industria cañera por los aportes energéticos que lo caracterizan (Romero et al, 2010).

Las razones de por qué el sorgo fibroso se complementa perfectamente a los ingenios de Tucumán son:

  • Inserción en la cadena productiva regional por la similitud de sus productos bioenergéticos, los procesos de producción, sus elevadas eficiencias energéticas y el bajo impacto ambiental que produce
  • Aprovechamiento común de equipamiento agroindustrial ya disponible (cultivo, cosecha, transporte y cogeneración).
  • Utilización de áreas de producción agrícola no competitiva y cercana a los ingenios
  • Contribución a la sustentabilidad: biodiversidad, sanidad, rentabilidad, conservación y mejora de los suelos, rotación de cultivos, aprovechamiento de recursos, etc.

 Aportes de la EEAOC

A través del Programa Bioenergía, nuestra institución trabaja en la evaluación y caracterización de materiales genéticos de sorgo fibroso que cumplan con los requerimientos de los ingenios azucareros, implementando prácticas de manejo agronómico adecuado y las respectivas recomendaciones industriales.

La información respecto de los genotipos aptos de sorgo con alta fibra es aún limitada;  por eso nuestra institución trabaja con semilleros privados en la búsqueda permanente de materiales que reúnan los requisitos planteados (Figura 3).

Figura 3. Tallos de sorgo fibroso al momento de cosecha.

 

Durante varios años de ensayos experimentales en microparcelas y macroparcelas se lograron importantes avances para seleccionar materiales que cumplan con el decálogo propuesto.

De acuerdo a la aptitud agronómica  y a los criterios de calidad industrial de fibra, fueron dos los materiales que resultaron  aptos para ser utilizados en la producción de energía, siendo en la actualidad híbridos comerciales disponibles para tal fin (Tabla 1).

 

Tabla 1: Características agroindustriales de materiales comerciales de sorgos fibrosos.

Cabe destacar que el secado natural de estos materiales en pie en el  campo se completó entre los 135 y 150 días desde la siembra, siendo la tolerancia al vuelco una virtud importante de los mismos  para alcanzar valores superiores a 50 toneladas en verde en todo su ciclo.

La calidad de energía de sorgos fibrosos se mide a través del poder calorífico, siendo la cantidad de energía por unidad de masa que se libera al quemar un determinado combustible (Parrella et al, 2010).

Estudios realizados en la EEAOC confirman que puede reemplazarse el combustible usado actualmente en el ingenio (gas natural) por un combustible renovable alternativo compuesto por sorgo fibroso y bagazo de caña de azúcar en una proporción de 30% y 70% respectivamente, a razón de las cenizas presentes en los sorgos fibrosos (Cruz et al, 2019).

El  poder calorífico superior de los materiales seleccionados fueron de 3900 a 4080 Kcal/Kg en base seca, siendo valores  levemente inferiores a los registrado para bagazo de en caña de azúcar.

Ambos materiales seleccionados se caracterizaron por presentar parámetros industriales de similar magnitud (porcentajes de fibra, poder calorífico superior (PCS) y materia seca).

El contenido de fibra del sorgo, varía entre 22 y 25%, y los niveles más altos se obtienen en la cosecha después de la maduración fisiológica de los granos (May et al, 2014).

Los porcentajes de cenizas estuvieron 6 % a 7 %, siendo valores superiores a los registrados en caña de azúcar y un aspecto a tener en cuenta en el mejoramiento de estos genotipos mediante la genética.

 

Consideraciones finales

Los sorgos de  alta fibra poseen un elevado potencial bioenergético para la producción de energía en las calderas bagaceras de los ingenios de nuestra provincia. El manejo en conjunto con el bagazo de caña de azúcar, antes y después de la zafra, permitiría ampliar la cantidad de combustible sustentable para autoabastecimiento en las industrias.

El Programa de Bioenergía de la EEAOC trabaja en el desarrollo energético sustentable  de nuevos materiales de sorgo, mediante el aporte de semillas experimentales de empresas privadas para lograr avances en el corto plazo.

Es evidente que para lograr la incorporación de este cultivo a la cadena productiva es necesario  el compromiso y la participación de la actividad público-privada, que contribuirá a lograr el ajuste de todos los aspectos técnicos y de aprovechamiento industrial.

 

 Bibliografía citada

Romero,E.R.; S. Casen; J. Tonatto; P. Fernández  González;; A. Sánchhez Ducca y G. De boeck. 2010. El sorgo: un cultivo energético promisorio. Avance Agroind. 31 (3): 26-30

Parrella, R. A. da C.Rodriguez, J. A. S.; Tardin, F. D.;  Damasceno, 2010.

M. B.; Schaffert, R. E. Desenvolvimento de híbridos de sorgo sensíveis ao fotoperíodo visando alta produtividade de biomassa. Sete Lagoas: Embrapa Milho e Sorgo, 2010. 25 p. (Embrapa Milho e Sorgo. Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento, 28).

Cruz, M.C.; G. De Boeck, y D. Paz. 2018, Sorgo Fibroso como alternativa para inter zafra azucarera en Tucumán. Acta de la XLI Reunión de Trabajo de la Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente. Vol. 6, pp. 04.25-04.33, 2018.ISBN 978-987-29873-1-2

May, A.; Parrella, R. Sorgo biomassa é ótima opção para geração de energia.2014.(Embrapa Milho e Sorgo. Noticia Agroenergia de Pesquisa e Desenvolvimento, 14).

 

 

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