Ahorrar energía hoy

03 de marzo de 2022

Las circunstancias que vivimos hoy en Europa con la invasión y guerra de Ucrania, la escalada de los precios de energía, que no sabemos hasta dónde puede llegar, aunque si sabemos que hoy se cotiza a más de 115 euros el barril BRENT de petróleo, con enorme impacto en la economía, los aspectos sociales y ambientales, y para mayor abundamiento con los coletazos todavía vivos del COVID 19 nos obligan a reaccionar con rapidez y serenidad.

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Tenemos que reflexionar y colocar en la puerta de nuestros hogares el cartel “AHORRAR ENERGIA DESDE HOY”. Como diría Julio Cesar a sus legiones “a marchas forzadas”. No tenemos otra alternativa si no queremos hundirnos. Compartir objetivos y acciones de reducir, no consumir, reutilizar, reciclar, promover la economía circular, decidir y actuar hasta llegar a un compromiso real y efectivo es imprescindible. “CÓMO DESDE AHORA, TODOS, AHORRAMOS ENERGIA”.

Además de las ultimas consideraciones sobre el tema de la energía, publicadas en Crónica Económica, permítanme que insista una vez más sobre el enorme papel que la energía tiene en el Sistema de Producción de Alimentos.

Como introducción es necesario destacar que en la actualidad se pierden y desperdician 1300 millones de toneladas de alimentos cifra equivalente a la tercera parte de los alimentos que se producen en el mundo. Esta enorme cantidad de alimentos que no llegan a comer los consumidores supone un coste mundial de 1,30 billones de dólares USA, una cuantía similar al PIB de España en la actualidad. Además, produce unos efectos adversos considerables en la contaminación y deterioro ambiental con una emisión de Gases de Efecto Invernadero equivalente al 10 % del total de las emisiones, una pérdida de 250 km3 de agua y una huella ecológica de 1,4 millones de hectáreas. No podemos consentir que la tercera parte de lo que se produce con un enorme esfuerzo, trabajo y energía se tire por la ventana.  La opción de ahorro de energía, evitando la perdida y desperdicio de los alimentos está a nuestro alcance y podemos iniciarla sin excusa ni demora.    

La mayoría de literatura sobre problemas actuales de la humanidad, ampliamente compartida en los medios de comunicación y lideres visionarios mundiales, enfoca de manera creciente el NEXO entre tres aspectos fundamentales. “AGUA, ALIMENTACION Y ENERGIA (WATER, FOOD AND ENERGY)”. En este trípode hay un elemento que tenemos garantizado para las generaciones futuras durante los próximos siglos y milenios: Una energía gratuita, constante, permanente, y no contaminante como es la energía solar. No ocurre lo mismo con los otros dos factores agua y alimentación.  Cara al futuro dependen del crecimiento de la población mundial, el estrés hídrico, el hambre y la malnutrición en nuestro planeta. Y, sobre todo, de las decisiones que tomen los lideres políticos mundiales, las administraciones públicas, el sector privado, y los que gestionan con innovación y experiencia las nuevas tecnologías. Siempre con el respeto, y amparo a la dignidad humana.

En una perspectiva de incorporación de dicho NEXO a los Sistemas Alimentarios se hacen las siguientes consideraciones.

Una línea de acción que ilustra y fortalece el análisis de las interrelaciones de agua, alimento y energía es el caso particular de una explotación agrícola de ganado vacuno lechero sin cebo de terneros, que persigue no solo el objetivo del ahorro de energía, sino que incluso abre el camino para conseguir un grado de autonomía energética.

La autonomía energética se lleva a cabo comparando las necesidades anuales de energía global de la explotación agropecuaria con la satisfacción de dichas necesidades mediante la generación de energía derivada del aprovechamiento de los residuos, estiércol y purines mediante una tecnología especifica. Es decir, estableciendo un balance energético entre lo que se demanda y lo que se genera simultáneamente. Siempre en el ámbito de unidad de gestión la propia explotación.

Las necesidades energéticas son de dos tipos nítidamente diferenciadas. Las correspondientes a la producción agrícola al aire libre para producir piensos y forrajes con un sistema de riego por aspersión complementado con una producción de cereales y leguminosas grano de secano. Con ello aseguramos la alimentación del ganado contribuyendo a la autonomía de la explotación.

En segundo lugar, las necesidades energéticas de los equipos e instalaciones de la explotación, tanto eléctricas (kWh) en iluminación, acondicionamiento, molienda y distribución de alimentos, ordeño, refrigeración y almacenamiento como caloríficas (megacalorías) en secado y calefacción.    

Respecto a la satisfacción de dichas necesidades el proceso se basa en  la generación de energía de biogás (un combustible de alta calidad que contiene metano) obtenido por digestión anaerobia (ausencia de oxígeno) de los residuos producidos por el ganado a una temperatura del entorno de los 35º C.

Para cada una de estas alternativas se determinan las producciones energéticas posibles y se comparan con las necesidades definidas anteriormente. Es decir, para establecer el balance energético y el grado de autonomía de energética de la explotación.  

Para facilitar el análisis y evaluación del proceso se establece el concepto de unidad ganadera tipo de ganado que incluye el animal más representativo de la explotación, una vaca tipo en este caso, que a su vez representa las necesidades y productos del conjunto proporcional de otros animales de diferentes sexos y edades existentes en la explotación. En consecuencia, cada unidad ganadera tiene unas necesidades energéticas (producción de piensos y forrajes; preparación, mezcla y distribución de alimentos; acondicionamiento de locales y alumbrado) y genera productos (carne y leche etc.) y residuos ganaderos (estiércol y purines etc.).

En el balance energético, en este caso, solo incluye la energía consumida desde el punto de vista de las necesidades en; a) labores de cultivo, riego y transporte de los alimentos ganaderos; b) la preparación y mezcla de piensos y forrajes; c) acondicionamiento de locales y alumbrado. Queda excluida por lo tanto el consumo energético para la producción de fertilizantes, pesticidas y otros inputs de la explotación. Desde el punto de vista de la generación de energía solo se incluye la resultante del aprovechamiento de los residuos ganaderos, sin tener en cuenta la contenida en los alimentos producidos (leche, carne, cueros etc.). Se trata en consecuencia de un balance energético que gestiona el ahorro energético interno de las actividades de la explotación.

1.Los resultados son los siguientes por Unidad Energética Ganadera Tipo. Es decir, por vaca lechera representativa de todo el ganado de la explotación. Ver el grafico que se acompaña con información de las relaciones agrícola ganaderas, parámetros cuantitativos, opciones así como una descripción preliminar del proceso y diseño de la explotación.

 

2. Generación de energía mediante el proceso de digestión anaerobia de los residuos ganaderos producidos por la vaca lechera representativa. A partir de 56 kg de purín diario con un contenido en materia seca de 3,81 kg se obtienen 0,95 m3 de biogás/día equivalente a 342 m3 de biogás anual. El biogás tiene una potencia calorífica de 5650 kilocalorías por m3, aproximadamente la tercera parte del m3 de gas natural.

Se han analizado tres alternativas de uso del biogás

a. Producción de calor. Combustión del biogás en una caldera para obtener exclusivamente calor. Se obtienen 5,7 termias (megacalorias) por día equivalentes a 2080 termias anuales

b. Producción mixta de electricidad y calor. Generando electricidad con un grupo electrógeno a biogás con recuperación de calor del motor y gases de escape (un m3 de biogás genera 2 kWh de electricidad y 3,5 termias de calor). Es decir, se obtienen 684 kWh de electricidad y 1197 termias anuales en la explotación.

c. Comprimiendo el biogás en bombonas para utilizarlo exclusivamente en la mecanización agraria, (tractores cosechadoras etc.) sustituyendo al combustible fósil. Con un rendimiento del 0,85 se obtienen 170 Nm3/año que permite mecanizar 0,64 hectáreas.

 

3. Consumos de energía en los equipos e instalaciones

Consumo de energía anual para producir el alimento de la vaca lechera representativa. Se necesitan y 0,2 hectáreas de regadío por aspersión para producir los piensos y forrajes y 2,4 hectáreas de secano para producir cereales y leguminosas grano como complemento. Las necesidades de combustible son 105 litros de gasóleo, equivalente a 175 m3 de biogás para la mecanización y 322 kWh para el riego (1,77 kWh/día durante 6 meses de la temporada de riego).

Consumo de energía anual, referido a la vaca tipo, para el funcionamiento de los equipos e instalaciones   de preparación, mezcla, molienda y distribución de alimentos, ordeño, refrigeración, higiene, acondicionamiento y alumbrado. Se requieren un total 375 kWh. Adicionalmente se demandan 255 termias para calefacción.

4. Grado de Autonomía Energética correspondiente a la vaca lechera tipo

100% de consumo eléctrico de los equipos e instalaciones de la explotación ganadera.

100% de consumo de calor en la instalación ganadera.

49 % del consumo eléctrico para el riego

37 % para la mecanización agraria

 

Se obtienen adicionalmente residuos digeridos que constituyen un fertilizante de primera calidad para incorporarlos al regadío, sustituyendo un consumo de fertilizantes sintéticos, altamente contaminantes, así como 0.90 kg de compost.

Es obvio que la intención de presentar este caso aborda el concepto del NEXO  “AGUA  ALIMENTACION Y ENERGIA”  de forma preliminar y por supuesto sin agotar el tema. Pero, en mi opinión, constituye una opción de identificar posibles caminos a seguir con el fin de establecer relaciones cuantitativas, causa efecto, y lecciones aprendidas en los campos de la investigación, la creatividad, la innovación, la agronomía, la ingeniería y economía de los Sistemas Alimentarios del futuro.

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