El debate acerca de si se debe priorizar alimentos o combustibles, tomando como ejemplo el caso de Estados Unidos, evidencia que es posible y beneficioso que ambos coexistan

Iniciado en 2023 por Vertex Bioenergy y el grupo de investigación Smart Biosystems Laboratory de la Universidad de Sevilla (http://smartbiosystemlab.com/), el proyecto iMASO tiene como objetivo proporcionar datos precisos sobre las emisiones de carbono del cultivo de maíz para la producción de bioetanol en Castilla y León.

En 2023, el 22.5% de la energía en Europa provino de fuentes renovables, de acuerdo con la Agencia Europea de Medio Ambiente (Eurostat, 2023). La Unión Europea tiene como meta aumentar esa cifra al 42.5% para el año 2030, un objetivo que se pretende conseguir gracias a las ayudas estatales, la influencia política y una mayor demanda de los consumidores. Así mismo, la búsqueda de alternativas energéticas, como los biocombustibles, es algo esencial para conseguir este objetivo (Echendu et al., 2023). Todo ello se presenta como la hoja de ruta para acelerar la transición energética y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

El bioetanol producido en las biorrefinerías europeas, sujeto a auditorías y evaluaciones por parte de los gobiernos, ha logrado disminuir en un 78% las emisiones de CO₂ comparado con las gasolinas. La sostenibilidad de esta industria ha experimentado un crecimiento continuo durante más de diez años, y el futuro se presenta prometedor gracias a las técnicas de captura de CO₂ de fermentación y reformado para su uso en bicombustibles.

Para la producción de bioetanol, se exige que la huella de carbono generada durante todo el proceso sea inferior a lo regulado por Europa. En España, el uso de un valor estándar para la huella de carbono del maíz nacional obliga a las empresas productoras a comprar maíz en terceros países con valores calculados más bajos, reduciendo así la huella total del proceso de biorrefino.

En Europa, la disminución de la superficie agraria y el cambio de uso debido a la demanda alimentaria, aumento de productividad y costes laborales sugiere la disponibilidad de aproximadamente 4 millones de hectáreas de tierras abandonadas, útiles para el cultivo sin afectar áreas forestales. El agricultor europeo enfrenta dificultades para competir con productos no transformados de terceros países. La industrialización del campo a través del biorrefino puede contribuir al desarrollo rural, creando empleos industriales, aumentando la demanda agrícola y promoviendo una ganadería más competitiva mediante la producción local de proteínas concentradas, alternativa a la soja importada.

También debe tenerse en cuenta la repercusión socioeconómica que tiene la producción de estas materias primas en la zona de cultivo. En áreas rurales donde la agricultura suele ser la principal fuente de ingresos, la dependencia de un solo cultivo puede ser arriesgada. El bioetanol de maíz introduce una oportunidad de diversificar la economía local al permitir a los agricultores dar un valor añadido a su producción de maíz y generar ingresos adicionales a través de la producción de proteínas y biocombustible. Esta diversificación económica reduce la vulnerabilidad a las fluctuaciones en los precios de los cultivos y brinda estabilidad financiera a las comunidades rurales.

Su producción promueve prácticas agrícolas sostenibles, ya que los agricultores tienen un incentivo adicional para adoptar técnicas de agricultura de precisión capaces de reducir las cantidades de fertilizantes y fitosanitarios necesarias por tonelada de producción, repercutiendo positivamente en la economía de estos. Esto también ayuda con el cumplimiento de otros de los objetivos de la agenda 2030, como son la reducción del uso de fertilizantes en al menos un 20% o el uso de fitosanitarios en un 50%.

Esto no solo beneficia a nivel global, sino que también mejora la calidad del aire local y la salud de las comunidades circundantes. Además, estas herramientas de agricultura de precisión permiten un seguimiento detallado de todo el ciclo productivo del maíz, así como de todas las actividades agrícolas realizadas durante este proceso derivando en una mejor trazabilidad del producto. La creación de una industria de biorrefino conlleva la construcción y mantenimiento de infraestructuras locales, como plantas de procesamiento y redes de distribución, creando empleos directos y fomentando el desarrollo de habilidades técnicas en la comunidad.

Además, una infraestructura sólida puede atraer inversiones adicionales y apoyar el crecimiento de otras empresas locales. Por otra parte, la producción de este tipo de biocombustibles y proteínas con materias primas locales reduce la dependencia energética (fuentes fósiles) y alimentaria (cultivo de la soja), ayudando a garantizar un suministro constante de energía y alimentos al tiempo que se evita la deforestación en terceros países para el cultivo de soja y otros productos importados.

El debate acerca de si se debe priorizar alimentos o combustibles, tomando como ejemplo el caso de Estados Unidos, evidencia que es posible y beneficioso que ambos coexistan. La puesta en marcha de la producción de bioetanol en Estados Unidos ha generado aumentos significativos en la productividad y reservas de alimentos, además de contribuir a descarbonizar la economía estadounidense a un ritmo más rápido que en Europa. La fabricación de bioetanol a partir de maíz en Estados Unidos ha tenido impactos positivos al diversificar la economía local, fomentar prácticas agrícolas sostenibles y mejorar la calidad del aire, así como la salud de las comunidades. La mayor trazabilidad y la presencia de una infraestructura sólida han atraído inversiones adicionales que respaldan el crecimiento de otras empresas locales.

Iniciado en 2023 por Vertex Bioenergy y el grupo de investigación Smart Biosystems Laboratory de la Universidad de Sevilla (http://smartbiosystemlab.com/), el proyecto iMASO tiene como objetivo proporcionar datos precisos sobre las emisiones de carbono del cultivo de maíz para la producción de bioetanol en Castilla y León. Utilizando tecnología avanzada, como imágenes satelitales, inteligencia artificial y sensores en la maquinaria agrícola, se busca reducir significativamente las emisiones de carbono durante el proceso productivo. Además, el proyecto acompaña a los agricultores de maíz en la toma de decisiones para un manejo más eficiente y sostenible del cultivo.

Los equipos de monitorización instalados en la maquinaria, conectados al puerto CAN del vehículo, permiten el seguimiento en tiempo real de la parcela, registrando rendimientos, potencia empleada y consumo horario de diésel. También permiten realizar un seguimiento del tractor/cosechador que tiene el dispositivo con la aplicación, vía móvil y web, además de realizar la estimación directa del consumo de combustible para cada tarea y, por tanto, la emisión de gases emitidos a la atmósfera (Figura 1).

Actualmente, disponemos de numerosos satélites en órbita que nos proporcionan imágenes con diversas resoluciones temporales y espaciales. Estas imágenes pueden ser procesadas y utilizadas para visualizar combinaciones de bandas e índices espectrales, permitiéndonos obtener información detallada sobre los cultivos y su evolución. La tecnología de imágenes satelitales no solo facilita una observación de las características visibles de la vegetación en comparación con lo que podemos observar sobre el terreno, sino que también permite detectar características y proceso vegetales visibles únicamente en regiones del espectro electromagnético que no son perceptibles por el ojo humano.

Con las imágenes satelitales, es posible calcular índices combinando bandas, lo que constituye una base de análisis crucial para evaluar la heterogeneidad del cultivo y su evolución espacio-temporal a lo largo de la campaña del maíz. Además, esta tecnología posibilita la creación de mapas de prescripción variable de abono y siembra utilizando el historial de imágenes (Figura 2). En nuestros estudios, hemos empleado los índices NDVI y MSAVI.

Tras el análisis de los datos obtenidos durante el primer año de estudio se concluye que las emisiones de la zona de Castilla y León son muy inferiores al valor por defecto asignado por Europa. Para los casos estudiados, la media de emisiones de carbono calculada ha sido de 235’39 kg CO₂eq por tonelada de peso seco de maíz con una media de 15’37 toneladas de maíz seco por hectárea, mientras que el valor establecido conforme a la Directiva RED es de 400 kg CO₂eq por tonelada de peso seco de maíz.

También se observa que lo que más afecta a las emisiones de carbono es la fertilización nitrogenada, la cual supone un 78’59% de las emisiones totales (Figura 6). Además de los resultados cuantitativos, es importante mencionar los resultados cualitativos que ha tenido este estudio sobre los agricultores con los que hemos trabajado. Inicialmente, algunos agricultores no percibían el interés del estudio ni la importancia de cuantificar las emisiones de CO₂ en sus parcelas. Sin embargo, a lo largo del proceso, su perspectiva ha cambiado significativamente. No solo han descubierto una manera de añadir valor a su producto, sino que también han mostrado un creciente interés en utilizar los análisis de sus parcelas para identificar áreas de mejora. Esta iniciativa les permitirá incrementar su producción y mejorar la eficiencia en el uso de insumos, como semillas y fertilizantes.

Figura 6. Emisiones calculadas de CO₂ para cada operación.

Adicionalmente, los agricultores nos han expresado su satisfacción con la presencia de una industria de biocombustible en la zona, que no solo genera puestos de trabajo, sino que también invierte en infraestructura, como la mejora de las carreteras, contribuyendo al bienestar de la comunidad agrícola. Esta industria también asegura la compra de gran parte del maíz que producen, brindándoles una estabilidad económica significativa.

Tras el análisis de los datos obtenidos durante el primer año de estudio se concluye que las emisiones de la zona de Castilla y León son muy inferiores al valor por defecto asignado por Europa

Agradecimientos

Queremos expresar nuestro más sincero agradecimiento a Vertex Bioenergy por la financiación del proyecto iMASO. Gracias a su contribución, podemos avanzar en soluciones que beneficiarán a toda la comunidad agrícola.

Referencias

D. P. van Vuuren et al., Alternative pathways to the 1.5°C target reduce the need for negative emission technologies. Nat. Clim. Change 8, 391–397 (2018).

Echendu, A. J., Hampo, C. C., Olatunde, D., Obasih, J. I., Oni, O., Ojo, D., … Oladipo, S. (2023). Biofuels as a Key Renewable Energy Source: a Review of Life Cycle Assessment Studies in South Africa. Biofuels, 15(5), 605–613. https://doi.org/10.1080/17597269.2023.2264037.

Eurostat 2023. Agencia Europea de Medio Ambiente.

Territorial Facts and Trends in the EU Rural Areas within 2015-2030. JRC REPORTS (JointResearch Centre – European Commission). Perpiña Castillo C., Kavalov B., Ribeiro Barranco R., Diogo V., Jacobs-Crisioni C., Batista e Silva F., Baranzelli C., Lavalle C.