Download 24/01/2013 El Dr. Thomas R. Preston es un renombrado experto

Soberanía en Alimentos y
Energía para el Bienestar de las
Zonas Rurales Tropicales
Thomás R Preston
Finca Ecológica TOSOLY, AA48 Socorro
Santander, Colombia
preston@lrrd.org
La estrategia
• Comprender lo que esta pasando
a nivel mundial
– Socio-político
– Económico
– Ambiental
• Reconocer y aprovechar la
riqueza del trópico
El mundo en cambio
• La crisis creciente de la deuda
soberanía en Europa
• Un estancamiento total del
crecimiento económico en
Europa (y EEUU)
• La tasa de crecimiento
económica en Brasil, China y la
India
La CE: empleo en
diciembre 2012
• La tasa de desempleo juvenil fue del
24,4% en la zona euro, y el 23,7% en la
Unión Europea ampliada.
• El desempleo juvenil - entre las personas
menores de 25 años - fue el más alto en
Grecia (57,6%), seguido de España
(56,5%).
• Esta saga está lejos de terminar y parece
que se empeora en 2013.
La recesión económica
en Gran Bretaña
–La economía está estancada
…… y no es claro de donde
va a venir el crecimiento ….
Fuente: BBC 24 de Agosto de 2012
¿Quién va a impulsar la
recuperación mundial?
• Países como Alemania, China y
Brasil fueron los motores que
impulsaron el crecimiento global,
pero parecen estar perdiendo
fuerza.
• ¿Quién puede impulsar la
recuperación tan necesaria?
BBC News. Enero 18, 2013
El mundo en cambio
•Los países industriales
ya no son:
Países “desarrollados”
•Son:
Países “no-sostenibles”
La raíz del
problema
Descubrimiento del petróleo
y el incremento exponencial
en la población humana
Billones de gente
Primer pozo petrolero
??
La gente en el mundo soportado por
la energía solar y el combustible
fósil
Billones de personas
Carbono
Energia vegetal
solar
Petroleo
5
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
Carbono vegetal
Energía
solar
Petroleo
La globalización de las
fuentes de alimentos
• Producir 1 MJ de energía alimentaria
–1940:
•0.43 MJ de energía de
combustibles fósiles
–2008:
• 10 MJ de energía de
combustibles fósiles
La globalización
• Ha aumentado
La economía mundial
El poder de los ricos
• No es sostenible (no habrán
los recursos para enriquecer
todo los pobres)
El conflicto!
¿Combustibles o
alimentos?
Presidente de Nestlé (30 de
agosto 2012)
• La producción de bio-diesel
ejerce presión sobre la
producción de alimentos
mediante el uso de la tierra y el
agua que de otro modo se utiliza
para producir cultivos para
consumo humano o animal.
Presidente de Nestlé (30 de
agosto 2012)
• Los biocombustibles son sólo
asequibles debido a los altos
subsidios que reciben, sobre
todo en los EEUU.
• “Es absolutamente
inaceptable y no puede ser
justificado"
Biocombustibles;
Guatemala
• La demanda por biocombustibles
se refleja en alzas en los precios
de los alimentos y la escasez de
tierras
• “Los pobres necesitan alimento
– No pueden comer
biocombustibles!!
– Ni manejan coches!!”
New York Times: 11 de enero de 2013
El problema fundamental
• Ni la crisis energética ni la
crisis alimenticia (ni los
cambios climáticos) es el
problema
• Como mundo, como sociedad
como seres humanos – la
crisis es sicológica
jennifer.jackson15774@gmail.com
Para la mayoria
de nosotros
•BAU: Business as usual
(seguimos como
siempre)
•NIMBA: Not in my
backyard! (no en mi
patio)
Tratando de ignorar
los problemas ....
No molestar !!!
Predicciones
equivocadas;
falta de datos
confiables
Loscambios
La ganadería y
los cambios
climáticos.
Quizás los
actores
principales son
los animales:
bovinos,
cerdos y pollos
La producción pecuaria
•…. La estrategia debería
ser reemplazar
productos pecuarios con
alternativos mejores
(bistec de soya)!!
Robert Goodland & Jeff Anhang, (Ex-World Bank),Oct 20, 2009
Energía para refrescar los cerdos (EEUU)
La Revolución Pecuaria
• Demanda creciente para
carne y leche en los países en
vía de desarrollo
Fuente: Delgado et al 1999; IFPRI, FAO, ILRI
Proyecciones para la demanda de
carne en 2020
Mundo
Desarrollados
En desarrollo
1993
2020
China
0
100
200
300
Millones de toneladas
400
Predicciones del uso de granos de
cereales como alimento animal en
países en vía de desarrollo
Millones toneladas
600
Dearrollados
En vía de desarrollo
500
400
300
200
100
0
1983
Delgado et al 2002
1993
1997
2020
Producción de maíz en EEUU
(2008-)
350
Producci'on
Etanol
Exportaci'on
300
300
250
250
200
200
150
150
100
100
50
50
0
0
1980
1990
2000
?
Etanol o exportaci'on MMT
Producci'on de ma'iz (MMT)
350
Noticias desde EEUU
(Agosto de 2012)
La cosecha de
maíz y soya se
redujó en un 40%
debido a la
sequia;
Los precios se
incrementaron!!
Economistas; gentes
peligrosos!!
• Cualquier persona que cree
que el crecimiento
exponencial puede continuar
para siempre en un mundo
finito es o un loco o un
economista
Fuente: J K Rowling en:
http://opinionator.blogs.nytimes.com/2012/08/28/abanker-bets-on-organicfarming/?nl=opinion&emc=edit_ty_20120829
?Se necesita una nueva
“Revolución Verde”?
•Pero la revolución
“Verde” anterior fue una
revolución “Energética!!
(fertilizantes; otros
agroquímicos;
maquinaria)
?La próxima “Revolución
Verde”?
•También una revolución
“Energética!!
•Pero con la energía
producida en la finca
El
calentamiento
global
Las causas del
calentamiento global
• ¿El efecto invernadero debido a las
emisiones de gases?:
– Dióxido de carbono
– Metano
– Óxidos de nitrógeno
• ¿ La producción de calor debido a
la actividad humana?
• ¡¡ Ambos!!!
Descubrimiento del petróleo
y el incremento exponencial
en la población humana
Billones de gente
Primer pozo petrolero
??
Producción mundial de
energía comercial
Total
Petroleo
Carbón
Gas
Nuclear
Deforestación en
Amazonia
Resumen de las
emisiones de calor
desde 1880
Gases de
invernadero
Energía
comercial
26
Energía nocomercial
51
9
14
Diversas
fuentes
Lo que falta
El corazón del
problema
• La demanda creciente
(China, India, Brasil)
• El pico del petróleo (pozos
tradicionales)
• La busqueda de
alternativas (en las rocas
subterráneos)
Consumo y producción del
petróleo
• Cuando la China alcanza a
consumir la misma cantidad de
petróleo per cápita como en
México….
– La demanda se aumentará en 30
millones de barriles de petróleo
diario…
• La producción mundial actual es
alrededor de 80 millones..!!!
Declive del 6%
Estamos aquí
Producción futura de los pozos gigantes
(Fuente: Robelius 2007)
La tendencia en los descubrimientos
del petróleo al nivel mundial
Solución o problema?
• Decubrimiento de gas y
petróleo en las rocas
subterráneas en EEUU
• EEUU exportará petróleo en el
año 2020!! (IEA 2013)
• (? y el calentamiento del
planeta?)
Patrón de declive de la extracción del
petróleo (y del gas) de las rocas
subterráneas
Extraordinario esfuerzo necesario
para extraer petróleo/gas de las
rocas subterráneas
No de equipos requeridos
para perforar las rocas
La busqueda de petróleo
y gas (cada vez más
costosa)
• Un análisis realizado por
economistas del FMI (2013)
muestra cómo la creciente
dificultad geológica de la
producción de petróleo
implica
• $ 180/barrel de petróleo en
2020.
El caso del
fosforo
Producción de roca fosfórica
El futuro!!
Escurrimiento del
suelo (y del fósforo
y otros nutrientes)
hacia el mar
Los bio-combustibles
• Fuentes
•
Etanol
Biodiesel
Relación con el agro?
Los granos /yuca/caña (etanol)
Oleaginosas y arbustos (biodiesel)
La celulosa (etanol; 2nda
generación)
El etanol a partir de la
fermentación de azúcares
• Producir 1 litro de etanol se
necesitan:
–2.60 kg de maíz
–5.45 kg de raíz fresca de yuca
–14 kg de tallos de caña de
azúcar
Etanol a partir del maíz
• BIOFUEL ENERGY CORP,
USA
–Mayo-Junio 2011 pérdida
neta de $8.3 millones
–Mayo-Junio 2012, pérdida
neta de $12.4 millones
Etanol a partir de la
celulosa
• BP canceló los planes para
construir una planta en
Florida para convertir
gramineas en biocombustible
celulósico
25-oct-2012 (Reuters)
Que hacer? A nivel político –
económico?
• Electrificación del transporte
debería ser el enfoque
económico y la respuesta de las
políticas frente a:
– Altos precios del petróleo (pero
más importante - la necesidad de
reducir el consumo de los
combustibles fósiles)
– El calentamiento global y los
cambios climáticos
Fin de la época del
petróleo!
•Estamos entrando en el
siglo de la electricidad
Source: Deutshe Bank, 4 Oct, 2009
Las cuatro épocas de
H. sapiens
• Piedra
• Leña
• Combustible
fósil (carbón,
petróleo, gas
natural)
• Electricidad
Moto electríca importada de la
China
La camioneta eléctrica
¿Fuentes de la
energía
renovable?
Calentador
solar de
agua
Paneles fotovoltaicos en TOSOLY (1.2 KW capacidad)
Nuestra casa TOSOLY
• Consumo: 8 KWh/dia
• Con 1200 vátios de capacidad y 8 h
•
•
diario de sol - 8 KWh/día
Inversión USD 4 700
Reemplazo de 8 KWh/dia
->USD 1.60 (UDSD 0.20/KWh)
• En 7 años se recupera la inversión =
– (15% de retorno sobre el capital)
La biomasa
• Seleccionar las plantas con mayor
•
eficiencia para captar la energía solar
Cultivos y sistemas basado en la
producción de:
– Alimentos
– Combustible
• La gasificación de los residuos
fibrosos
Experiences en otros
países tropicales
Vietnam: Modelo agrario
• 80 millones de habitantes
• Exporta
– 4 millones de toneladas de arroz
– 1.5 millones de toneladas de
pescado
• Granjas familiares en la mayoría
• No hay ganadería !!
Colombia:
Modelo extractivo
El porvenir
•Hoy
–Grecia y España
•¿Y en el futuro?
–El resto del mundo!
En Grecia
• 76% de los griegos desea
emigrar
• Para aquellos que no pueden
salir, volviendo a cultivar la
tierra es una alternativa cada vez
más atractiva.
Fuente: Universidad de Tesalóninca, 24 de Agosto de 2012
En Grecia!!
• Un enorme movimiento desde
las grandes ciudades hacia el
campo
• Piden consejo de como hacer:
–la vida sostenible
–la agricultura ecológica.
Fuente: Universidad de Tesalónica, 24 de Agosto de 2012
Soberania en
alimentos y energía en
zonas rurales
Los principios
• Aumentar la producción de biomasa
•
mediante mayor eficiencia para
captar la energía solar
Para producir:
– Alimentos
– Energía
• Reciclaje de todos los desechos
• La integración de las actividades
Producción de biomasa
Fuente: Padzek (2009)
Alimentos y
energía
(sin conflicto)
Fraccionamiento de la
biomasa
• La parte altamente digerible
(azúcar, almidón, proteínas)
al consumo humano y
animal
• La parte fibrosa para
combustible (y
construcción)
Energía a partir
de resíduos
fibrosos
El proceso: la
gasificación
Gasificación
• El proceso
– La quema de fibra en un ambiente
con aire reducido y alta
temperatura (>500 C)
• Los productos
•
– Hidrógeno (H2): 20%
– Monóxido de carbono (CO): 17%
– Amonio (?)
– Otros gases (N2 y CO2): 63%
1.2 kg de fibra seca
1 KWh
Gasificador de 9 KW en
Camboya (diseñado para leña)
Gasificador
(ANKUR)
Motor de gas y
alternador eléctrico
Caña de azúcar: alimento y
energía (modelo TOSOLY)
Caña de azúcar
(1000 kg tallos)
Tallo prensado (dos
pasos) (Bagazo)
Guarapo
(600 litros)
Gasificador
Cerdos/
Cosumo
humano
Energía eléctrica
(150 kwh)
Biocarbono
(15 kg)
Árboles: alimento y energía
Árboles forrajeros
Cabras
(Hojas =
proteína)
Tallos)
Gasificador
Biocarbono
Energía eléctrica
Las cabras dejan los tallos
listos para el gasificador!
Gasificador-generador
electrico de 10 KW (GEK)
Ultima tecnologia
(USD 16 000
puesta en
California)
La estufa gasificador
¿Como nos
proyectamos al
futuro?
Unidad
para 60100
familias;
7 t de
caña/día
Biocarbono
Motor de gas
y alternador
(40KW)
Miel
enriquecida
Unidad de 40 KVA procesando 7 t de caña/día
Producción anual
Cantidad
USD/unidad
Miel rica, t
438
300
Biocarbono, t
38.3
300
294262
0.0876
KWh
TIR de la unidad de 40 KVA
1
2
3
4
60
6
6
6
24.3
93.5
24.3
93.5
24.3
93.5
24.3
93.5
178
124
124
124
0
131
131
131
0
0
0
-178
11.5
21.4
164
40.5
11.5
21.4
164
40.5
11.5
21.4
164
40.5
USD '000/años
Maquinaria
Mano de obra (6)
Caña
Costos
Miel rica
Biocarbono
KWh
Ventas
Balance
TIR (10 años) 17%
El sistema silvopastoril y el
modelo de energía-alimentos
• La oferta de proteína en un potrero
sembrada con leucaena y Estrella es:
– 17% de protein cruda en MS#
• La suplementación indicada es de
•
100% carbohidratos fermentables
(ej: la miel enriquecida)
La leña residual al recortar las ramas
de la leucaena es de 3 a 4
toneladas/ha/año#
# Carlos Molina, El Hatico 2012
Opciones si no hay
leucaena
• Botón de oro (Tithonia
diversifolia) (¿Pastoreo?)
–Pero proteína muy soluble (sale
en la orina!!)
• Follaje de yuca (cortado!!)
–Mejor fresca que secada
–Mejor con variedades amargas
Rendimiento de leche en cabras
suplementadas con heno de yuca
Producción de leche (corregida por
grasa) , kg/día
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
0.00 0.086 0.154 0.216 0.2590.288
Proporción de la dieta como heno de yuca
Fuente: Ngo Tien Dung et al 2009
Nuevos
(antiguos!!)
descubrimientos
“Terra preta”
(suelo negro)
• Práctica descubierta por
los tribus indígenas de la
Amazonia desde hacen
miles de años
El biocarbono
El biocarbono de hoy
• 100 kg de bagazo seco  10 kg
biocarbono
• Contiene carbono-ceniza
• El carbono no se oxida en el
suelo
Carbono sequestrado
Mejora la fertilidad del suelo
El biocarbono
• Producto de la carbonización de
la biomasa fibrosa en corriente
restringido de aire (oxígeno) y
temperatura alta (>500°C)
(como en un gasificador!)
• Excelente sitio para la adsorción
de nutrientes y actividad
microbial
El biocarbono
• Estructura química
– Presencia de compuestos
aromáticos poli-condensados​​, una
estabilidad prolongada contra la
degradación microbiana.
• Estructura física
– Gran área de superficie
• Hasta 30 m2/g
– Alta capacidad para adsorber los
nutrientes
El biocarbono
• Facilitador de todos los procesos
que involucran actividades de
micro-organismos
• Actúa como bío-película donde se
atraen consorcios de diversos
micro-organismos facilitando así
actividades sinérgicas con el
sustrato
Utilización del biocarbono
• Acondicionador de suelos
• Sumidero de carbono procedente del
•
atmosfera
Fermentación microbial
– ¿En animales rumiantes (reducirá
emisiones de metano?)
– ¿ En biodigestores (se incrementa la
producción de biogas?)
• Extracción de nutrientes de aguas
servidas
La estrategia para secuestrar
carbono en el suelo
En los suelos
Biocarbono, efluente y
crecimiento del maíz (TOSOLY)
Biomasa verde de maíz, g/planta
Sin biocarbono
Biocarbono
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Suelo
bueno
Suelo
Sub-suelo Sub-suelo+
bueno +
efluente
efluente
Desarrollo de los raíces en
el sub-suelo sin y con
biocarbono y efluente
Biocarbono en la
producción de arroz
No biocarbono
Biocarbono 4%
4000
Rendimiento, kg de MS/ha
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Grano
Fuente: Sokchea et al 2013
Paja
Biocarbono y producción
de mostaza verde
Biomasa verde, g MS/m2
160
140
120
100
80
60
40
20
0
0
1
2
3
4
Nivel de biocarbono, g/m2
Chhay Ty et al 20153
Fuente: Chhay Ty et al 2013
5
Biocarbono y valor nutritivo
de mostaza verde
Hojas
Tallos
20
Proteina, % en MS
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0
1
2
3
4
Biocarbono, kg/m2
Fuente: Chhay Ty et al 2013
5
Biocarbono y valor nutritivo
de mostaza verde
Hojas
Tallos
18
Fibra cruda , % en la MS
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0
1
2
3
4
Biocarbono, kg/m2
Fuente: Chhay Ty et al 2013
5
En los
animales
El biocarbono como aditivo en
ganado de la raza local “Amarillo”
Peso vivo, kg
98.0
96.0
Biocarbono
94.0
Testigo
92.0
90.0
88.0
86.0
84.0
82.0
80.0
0
14
28 42 56 70
Días en el ensayo
84
98
Metano en ganado bovino alimentado con raíz y
forraje de yuca; efecto de nitrato y biocarbono
Reducción de metano, %
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Urea
Urea +
biocarbono
Nitrato
Nitrato +
biocarbono
En los
biodigestores
Biocarbono en el
biodigestor
Producción cumulativa de gas, ml
Testigo
1% biocarbono
3% biocarbono
2500
2000
1500
1000
500
0
1
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
Incubación, días
Recursos energéticos en
TOSOLY
• Caña de azúcar 2,0 hectáreas
•
•
•
•
Forraje árboles 1,0 ha
Bore (follaje para cerdos) 1.0 ha
24 m2 paneles fotovoltaicas (1.2 KW)
Excretas de 45 cerdos y la familia
El agua residual (procesamiento del
café, la casa)
Balance energético
• Insumos
– 24000 kg bagazo seco
– 12000 kg tallos de árboles
forrajeros
– 3650 m3 biogas
– 6 Kwh/día paneles solar voltaicos
KWh/año: 20000 + 10000 + 5500 +
2190 = 37690
Balance energético previsto
•Consumo (KWh/año):
Casa: 3 650
Maquinaria: 1 850
[Camioneta eléctrica: 1 500]
• Balance positivo: 37 690 - 7 000
= 30 690 KWh/año
USD 6 000 [$0.20/kwh ]
Balance ecológico
• Carbono sequestrado :
2 ha Caña
1.6 tonelados/año carbono como
biocarbono
1 ha árboles forrajeros
• 0.8 tonelados/año carbono como
biocarbono
2.4 tonelados carbono =8.4 tonelados
dióxido de carbono (CO2)
• Agua de lluvia cosechada
– 1000 m3/year
El fin de la época del
petróleo
•¿ Crisis?
•¿ Oportunidad?
La Macadámia
Pero:
Cuidado!!!!!!!
Tratando de ignorar
los problemas ....
No molestar !!!
¿El pasado, el presente … y el
futuro?
Gracias por su
atención
preston@lrrd.org