Producción de bioenergía a partir de Arundo donax L., un cultivo perenne de alto potencial energético en Argentina

Abstract

Arundo donax L. es un cultivo perenne, que ha demostrado, un buen rendimiento de biomasa por hectárea y su potencialidad como biocombustible sólido. En estetrabajo se evalúa la producción de biometano a partir de la digestión anaeróbica de la biomasa de Arundo donax L., ensilado y sin ensilar, en condiciones mesofílicas en régimen batch y a escala laboratorio y utilizando una relación sustrato/inoculo de 3/1 en términos de sólidos volátiles, con la finalidad de cuantificar su potencial energético para sustituir al silaje de maíz en las plantas de biogás. Se realizó la caracterización físicoquímicade muestras frescas y ensiladas. La estructura de Arundo donax reveló 34.4 y 10.8 % bs de α-celulosa y lignina, respectivamente y una relación C/N entre 15.2 y 18.2 (87% inferior a silaje de maíz). La producción de biometano resultó276 NmL CH4/g SV, 11% inferior al silaje de maíz, sin observar efectos significativos de los tratamientos de ensilado. Considerando el rendimientopor hectárea obtenido para Arundo en Argentina, la productividad energética alcanzaría 5,850 Nm CH4/ha, superior al de maíz (4,423 Nm3 CH4/ha). Estos valores resultan promisorios para considerar a esta biomasa como cultivo con capacidad potencial para reemplazar al maíz en un escenario sostenible de transición energética, debido al bajo requerimiento de nutrientes y recursos, lo que permitiría liberar tierras agrícolas para la generación deproductos de mayor valor agregado.

Arundo donax L. is a perennial crop, which has demonstrated good biomass yield per hectare and its potential as a solid biofuel. In this work, the production of biomethane under anaerobic digestion of Arundo donax L., both ensiled and fresh, was evaluated under mesophilic conditions in a batch regime and on a laboratory scale, in order to quantify its energy potential to replace corn silage in biogas plants. The physical-chemical characterization of fresh and ensiled samples was carried out. The structure of Arundo donax revealed 34.4 and 10.8% bs of α-cellulose and lignin, respectively, and a C/N ratio between 15.2 and 18.2 (87% lower than corn silage). Biomethane production was 276 NmL CH4/g SV, 11% lower than corn silage, without observing significant effects of silage treatments. Considering the yield per hectare obtained for Arundo in Argentina, energy productivity would reach 5,850 Nm3 CH4/ ha, higher than that of corn (4,423 Nm3 CH4/ha). These values are promising to consider this biomass as a crop with potential capacity to replace corn in a sustainable scenario of energy transition, due to the low requirement of nutrients and resources, which allows freeing agricultural land for the generation of products with higher added value.