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Carbón 2.4 % Nucleoenergía
1.1% Hidroenergía
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Energía eólica
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CAPITULO I:
Establece las bases para:
Promover la producción de insumos bioenergéticos a partir de las actividades
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PERSPECTIVAS
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GRACIAS
Dr. Alfredo Zamarripa Colmenero
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414 alfredo zamarripa avances e investigaciòn de cultivos energeticos en mexico

  1. 1. Avances de investigación de cultivos energéticos en México IV Congreso de Energías Renovables y Biocombustibles Dr. Alfredo Zamarripa Colmenero Coordinador Nacional de la Red de Investigación e Innovación en Bioenergéticos del INIFAP Lima, Perú. 14 de Octubre de 2010
  2. 2. CONTEXTO NACIONAL E INTERNACIONAL Reservas probadas de fuentes fósiles de energía en disminución; necesidad de reducir la dependencia de combustibles fósiles Actividades humanas generan gases con efecto invernadero que inducen calentamiento global y cambio climático; necesidad de disminuir las emisiones de gases contaminantesemisiones de gases contaminantes Demanda nacional e internacional creciente de Biocombustibles; aumentar el valor agregado de las actividades económicas. Aviación mexicana demanda 700 millones de litros de bioturbosina.
  3. 3. El consumo mundial de energía pasó de 68,000 millones de barriles de petróleo crudo en 2000 a mas de 86 mil millones en 2010. El crecimiento medio anual es de 2.6 % ( China 10.8%; India 3.9%, México 1.6%) Fuente: SENER, ONU, 2007 Constante aumento de los precios de recursos no renovables Dependencia actual de oxigenantes (MTBE, TAME)
  4. 4. BALANCE ENERGÉTICO EN MÉXICO Carbón 2.4 % Nucleoenergía 1.1% Hidroenergía 2.5 % Energía eólica 0.7 % Biomasa 3.3 % Hidrocarburos (petróleo y gas) 90% Fuente: Secretaria de Energía, 2010. México
  5. 5. CAPITULO I: Establece las bases para: Promover la producción de insumos bioenergéticos a partir de las actividades agropecuarias, forestales, algas, procesos biotecnológicos y enzimáticos del campo mexicano; sin poner en riesgo la seguridad y soberanía alimentaria. LEY DE PROMOCIÓN Y DESARROLLO DE BIOENERGÉTICOS DOF: 1 DE FEBRERO DE 2008 POLÍTICA EN BIOENERGÉTICOS Promover el desarrollo regional y el de las comunidades rurales menos favorecidas Procurar la reducción de emisiones contaminantes a la atmósfera y gases de efecto invernadero (GEI). Coordinar acciones entre los Gobiernos Federal, Estatales, Distrito Federal y Municipales, así como la concurrencia con los sectores social y privado.
  6. 6. SEGURIDAD ENERGÉTICA ESTRATEGIA INTERSECRETARIAL DE LOS BIOENERGÉTICOS MOTIVACIÓN PARA EL DESARROLLO DE LOS BIOCOMBUSTIBLES IMPACTO AMBIENTAL DESARROLLO RURAL BIOCOMBUSTIBLES
  7. 7. INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO DE BIOCOMBUSTIBLES EN MÉXICO
  8. 8. Especies en estudio con potencial energético Ventajas: Riqueza Genética Adaptación a Zonas Marginales Bajos Requerimientos de Agua Alto Potencial de Rendimiento Altos Contenidos de Aceite y Sacarosa
  9. 9. Modelaje y sistemas de información geográfica Conservación y caracterización morfológica, bioquímica y molecular de recursos genéticos Mejoramiento genético Manejo agronómico LINEAS DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO EN BIOCOMBUSTIBLES Inoculantes microbianos para cultivos energéticos Manejo y aprovechamiento de coproductos Certificación de calidad de los Biocombustibles Estudios de rentabilidad, competitividad, sustentabilidad ambiental y balance energético
  10. 10. Que es una condición de éxito en potencial productivo? Es la identificación de zonas con las mejores condiciones de éxito en la producción de un cultivo. * Condiciones consideradas en el presente estudio ¿Qué es el potencial productivo? Es el lugar más idóneo que por condiciones climáticas, edáficas y topográficas permite el buen desarrollo de la planta. LINEA 1 Modelaje y sistemas de información geográfica Topográficos edáficos climáticos Altitud Pendiente Suelos Textura Fases físicas Fases químicas Precipitación Temperatura Climas En los estudios de zonificación que INIFAP realiza, se utilizan los Sistemas de Información Geográfica (SIG).
  11. 11. Potencial Productivo de Jatropha curcas L.
  12. 12. Alto potencial productivo para Piñón e Higuerilla BIODIESEL
  13. 13. LINEA 2.1 Colecta y conservación de Jatropha curcas L. 400 accesiones de piñón con gran diversidad genética (variación en precocidad, vigor, adaptación, contenido de aceite) colectadas en nueve estados del país.
  14. 14. Se utilizaron 68 descriptores varietales para la caracterización morfológica de 90 colectas Planta: 6 Hoja: 14 2.2. Caracterización morfológica del Piñón mexicano (Jatropha curcas L.) Hoja: 14 Flor femenina: 8 Flor masculina: 7 Racimo: 4 Fruto: 21 Semilla: 8 Análisis de componentes principales (ACP) Análisis de conglomerados jerárquico (ACJ)
  15. 15. Diversidad genética en piñón Colectas de Jatropha curcas Figura 1.- Dendograma de colectas de piñon a partir de 68 descriptores varietales I I I III IV V VI
  16. 16. De 400 colectas del Banco de Germoplasma Nacional de Piñón (Jatropha curcas L.) del INIFAP se seleccionaron 88, para el análisis de diversidad genética mediante Microsatélites (Secuencias Simples Repetidas) y AFLP (Polimorfismos en la Longitud de los Fragmentos Amplificados) 2.3. Caracterización molecular del Piñón mexicano (Jatropha curcas L.)
  17. 17. 39 32 31 36 35 37 90 42 19 33 34 49 38 26 40 41 62 17 49 44 43 45 38 52 48 46 47 96 57 42 10 14 38 88 47 2 58 57 56 53 54 72 72 37 50 51 52 55 43 17 13 67 61 64 66 89 61 18 55 62 41 1 13 7 5 6 56 47 10 9 72 76 54 1 2 96 33 11 12 92 52 14 16 17 39 13 8 18 25 26 4727 11 10 100 0.1 26 23 24 29 38 16 4 21 22 29 4 7 30 27 28 74 13 38 27 19 20 18 58 83 82 86 76 77 78 27 20 80 79 81 39 30 6 68 69 60 1 75 73 74 61 13 1 1 10 8 15 3 4 93 52 36 66 42 65 59 63 60 72 42 35 41 12 87 84 85 78 65 9 7 21 70 71 71 47 Figura 2.- Dendrograma de las relaciones genéticas entre colectas de Jatropha curcas con marcadores tipo microsatélite
  18. 18. Marcadores SSR: 74% de diversidad genética en Jatropha curcas Marcadores SSR: 84 % de diversidad genética en Ricinus communis
  19. 19. 8163 6331 5831 6497 4998 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000RendimientoKg -1 ha LINEA 3.- Mejoramiento genético Evaluación y selección de materiales elite de Jatropha Figura 3.- Rendimiento de genotipos Elite seleccionados de piñón Jatropha curcas L. en Chiapas, México. 91 833 750 583 1438 1017 989 976 964 18117142167 0 1000 2000 IN IFAP-R I-C 3 IN IFAP-R I-C 72 IN IFAP-R I-C 29 IN IFAP-R I-C 31 IN IFAP-R I-C 4 IN IFAP-R I-C 76 IN IFAP-R I-C 95 IN IFAP-R I-C 1 M edia RendimientoKg Rendimiento de fruto Rendimiento de grano
  20. 20. 1998 1260 960 8401000 1500 2000 2500 Rendimiento(Kg/ha) Figura 4. Rendimiento de genotipos Elite seleccionados de higuerilla Ricinus communis L. en Chiapas, México. 840 693 660 589 502 474 0 500 IN IFAP-RIRIC-9 IN IFAP-RIRIC-7 IN IFAP-RIRIC-1 IN IFAP-RIRIC-4 IN IFAP-RIRIC-6IN IFAP-RIRIC-19 IN IFAP-RIRIC-3IN IFAP-RIRIC-17 Prom edio Rendimiento(Kg/ha)
  21. 21. Tecnología de producción LINEA 4. Manejo Agronómico Generación de componentes tecnológicos de Jatropha Fechas de siembra, Densidades de población Fertilización Podas Sistemas de producción
  22. 22. Niveles de fertilización Diámetro (cm) Altura (cm) No. de Hojas No. de ejes Rendimiento (kg/ha) Incremento en la producción (%) T3: 60-40-20 2.42 a 50.29 a 28.92 a 1.13 284.46 350 Cuadro 1.- Resultados del experimento dosis de fertilización en piñón Jatropha curcas en el Soconusco, Chiapas. T2: 40-40-40 2.33 a 48.77 a 24.96 a 1.38 233.78 286 T1: 20-40-20 2.54 a 52.92 a 29.38 a 1.25 226.75 278 T4: Orgánico 2.28 a 41.83 a 22.67 a 0.50 170.40 209 T5: Testigo 1.76 b 22.16 b 10.78 b 0.00 81.28 100 Medias con letra diferente en la columna son estadísticamente diferentes (Tukey a ≤ 0.05) Medias sin letra;no se encontraron diferencia significativas entre tratamientos .
  23. 23. Distancia de siembra Densidades No. plantas/ha Desarrollo fenológico Rendimiento de Maíz Kg/ha Altura (m) Diámetro (cm) No. Hojas Cuadro 2.- Resultados del experimento de Piñón con Maíz en el Estado de Chiapas, sistema de callejones. Sistemas de Producción 2 x 2 2,500 1.41 2.85 130 1422 2 x 4 1250 1.10 2.21 79 4248 4 x 4 625 0.96 2.33 67 4406
  24. 24. Materia prima •Contenido de lípidos. •Humedad •Cenizas •Proteínas Calidad del aceite •Perfil de ácidos grasos. •Viscosidad •Densidad •Índice de Yodo •Índice de Saponificación •Valor de peróxidos LINEA 5. Certificación de calidad de los Biocombustibles •Valor de peróxidos •Acidez Titulable •Contenido de esteres • Glicerina libre y total •Mono, di y triglicéridos •Contenido en metanol •Viscosidad •Densidad •Humedad •Índice de Acidez •Índice de Yodo •Estabilidad de Oxidación •Residuo carbonoso •Punto de inflamación •Corrosión en lamina de cobre •Contaminación total Calidad del Biodiesel Laboratorio de Bioenergía
  25. 25. Cuadro 3.- Relación del contenido de aceite y proteína obtenidos de muestras analizadas de J.curcas e Higuerilla. Cultivo energético Rango de contenido de aceite (%) Rango del contenido de proteína (%) Para la determinación del contenido de aceite de semillas de Jatropha curcas y Ricinus communis se utilizo el método Soxhlet de acuerdo a la norma oficial NMX-F-089-S-1978. Jatropha curcas L. 26.32 a 56.94 40.25 a 67.81 Ricinus communis L. 27.9 a 66.0 30.0 a 68.0
  26. 26. El Balance Energético permite contabilizar el flujo de energía no renovable a través de un inventario de insumos de las diferentes etapas y actividades en la obtención del Biocombustible, así como las salidas del sistema tomando como sistema de análisis un periodo determinado . LINEA 6. Balance de Energía EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA BIOENERGÉTICA
  27. 27. Cuadro 4.- Balance Energético en diferentes sistemas de producción de higuerilla y piñón (Jatropha curcas L.) PAQUETE TECNOLÓGICO CICLO DE VIDA RELACIÓN ENERGÉTICA (MJ/ha) GASTO ENERGÉTICO (MJ/ha) PROD. ENERGÉTICA (MJ/ha) HIGUERILLA TRÓPICO SECO UNICULTIVO TEMPORAL 12 606 63 121 1 : 5.0 HIGUERILLA TRÓPICO HUMEDO UNICULTIVO TEMPORAL 7 889 34 918 1 : 4.4 PAQUETE TECNOLÓGICO CICLO DE VIDA RELACIÓN ENERGÉTICA (MJ/ha) GASTO ENERGÉTICO (MJ/ha) PROD. ENERGÉTICA (MJ/ha) PIÑON EN UNICULTIVO DE TEMPORAL (AÑO 1) 16 821 8 032 1 : 0.48 PIÑON EN UNICULTIVO DE TEMPORAL (AÑO 1) 16 821 29 141 1 : 1.73 PIÑON ASOCIADO CON MAÍZ DE TEMPORAL PIÑÓN: 13 232 MAÍZ: 12 808 PIÑÓN: 11 131 MAÍZ: 65 100 1 : 2.82
  28. 28. Programa de Biocombustibles del estado de Chiapas: Siembra de 10, 000 ha de Jatropha curcas con 3,000 productores Establecimiento de dos plantas de producción de biodiesel con capacidad de 20 000 y 2 000 L diarios Uso en transporte urbano en dos ciudades 72 autobuses en Tuxtla Gutiérrez, Chiapas (Conejobus) 35 autobuses en Tapachula, Chiapas (Tapachultecobus) PROYECTO DE DESARROLLO 35 autobuses en Tapachula, Chiapas (Tapachultecobus)
  29. 29. PERSPECTIVAS La producción de biocombustibles continuará en incremento debido a diversos factores que la impulsan: • Demanda mundial en constante crecimiento • Impulso al desarrollo regional • Seguridad energética (ahorro de petróleo) • Contribuir a reducir emisiones contaminantes Existe voluntad política para el desarrollo y uso de los biocombustiblesExiste voluntad política para el desarrollo y uso de los biocombustibles México cuenta con diversidad genética, climática y edáfica para la producción sostenible y competitiva de especies bioenergéticas. Se cuenta con especies que no compiten directamente con la producción de alimentos considerados en la canasta básica de México
  30. 30. GRACIAS Dr. Alfredo Zamarripa Colmenero zamarripa.alfredo@inifap.gob.mx www.inifap.gob.mx
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