Repercusiones del Incremento de la Producción de Biocarburantes en la Alimentación de Rumiantes. Àlex Bach IRTA-Unidad de Rumiantes

Transcripción

1 Repercusiones del Incremento de la Producción de Biocarburantes en la Alimentación de Rumiantes Àlex Bach IRTA-Unidad de Rumiantes

2 Introducción Rudolf Diesel, 1912: El uso de aceites vegetales (biodiesel) como combustible de motores puede parecer insignificante hoy en día, pero será importante cuando el carbón y el petróelo escaseen.

3 Introducción La fiebre por la energía alternativa es consecuencia de: Altos precios del petróleo Preocupación por la seguridad de la energía (terrorismo...) Preocupación por el calentamiento global (Kyoto) Varios gobiernos proporcionan subvenciones (al productor, al generador, y al usuario) para que la producción de etanol sea lucrativa (a pesar que la cantidad neta de energía que se produce sea mínima y por tanto no alivie la dependencia del petróleo).

4 Introducción Alemania, ha fijado un precio mínimo del kw solar de 0.57 para los próximos 20 años (mientras que el coste actual del kw generado con carbón o petróleo es de 0.05 ). La UE quiere que el en 2010 el 5.75% de todo el combustible consumido para el transporte sea en forma de etanol o biodisel. En el 2020 se pretende alcanzar el 10%. Este objetivo no es alcanzable con la cantidad de tierra dedicada en la actualidad para la agricultura. Se espera que en la UE, en el 2008 se destinen 7 millones de toneladas de cereales a la producción de etanol, y para el 2010 esta cifra ronde los 30 millones.

5 Introducción Brasil genera una gran cantidad de etanol a partir de la caña de azúcar EEUU produce etanol a partir de maíz, y biodiesel a partir de soja, mientras que la UE produce etanol a partir de cebada, trigo, y maíz, y biodiesel a partir de colza. El crecimiento de biodiesel será, probablemente, a base de girasol, soja, o aceite de palma importados, aceites industriales y grasas animales.

6 El Futuro Thomas Edison del siglo XXI: Stanford Ovshinsky: El inventor del Hydrogen loop La energía del futuro será la bomba de H, y con ella se terminará el uso de biocarburantes.

7 Futuro: Globalización La agricultura, junto con el resto de recursos naturales, es el sector que más sufrirá los efectos de la globalización El 40% de lo que consume una vaca lechera procede del exterior. La defensa de los productos locales... Requiere más energía la producción de corderos en UK que en Nueva Zelanda (incluyendo el transporte).

8 Co-productos de los Biocarburantes Qué nivel de inclusión usaremos? Qué ingrediente substituirá en la ración? Diferencial de coste Seguridad, salubridad Disponibilidad del producto Repercusiones sobre la productividad (crecimiento, leche, calidad del producto final...)

9 La Glicerina

10 La Glicerina 3 Metanol Aceite (TG) + 3 Alcohol Catalizador Hidróxido de sodio o potasio 3 Metilester (Biodiesel) + 1 Glicerol La glicerina para alimentación animal tiene un 80% de pureza (la destinada a farmacología tiene un 99.5%).

11 La Glicerina Composición de la glicerina Residuos de jabón Componente % Glicerol EE P K Na 0.1 Metanol Residuos de dietilen glicol (DEG) y metanol. Entre un 9 y 12% de sal (Defrain et al., 2004; Ogborn 2006)

12 La Glicerina Cuerpos cetónicos

13 La Glicerina Aditivos tradicionales para la cetosis son el propionato cálcico o sódico y el propilenglicol ( g/d). El glicerol se incorpora en la cadena de precursores de glucosa en un punto distinto al de los aditivos tradicionales. Entra al nivel de la triosa-fosfatasa. Por tanto, no depende del enzima limitante piruvato carboxilasa o de la fosfoenol piruvato kinasa.

14 La Glicerina La mayoría del propilenglicol es fermentado a propiónico en el rumen (Kristensen et al., 2002). Es mucho más efectivo cuando se dosifica oralmente que cuando se incluye en el carro unifeed.

15 La Glicerina El glicerol puede ser convertido a glucosa en el hígado o bien a acético y propiónico en el rumen. Cuando fermenta a acético pierde su poder gluconeogénico. 1.9 a 2.3 Mcal de NEl/kg en raciones pobres o ricas en concentrado, respectivamente.

16 La Glicerina La administración de 48, 78, 131, o 184 g/d de glicerol en ovejas: No afectó la digesibilidad de la fibra, almidón y MO en raciones ricas en concentrado Disminuyó la digestiblidad de la fibra en raciones ricas en forraje. En ambos casos, la inclusión de glicerol aumentó el consumo de agua y disminuyó la relación acético:propiónico en el rumen. Schröder and Südekum, 1999

17 La Glicerina Los primeros estudios sugerían que el uso de glicerol es más efectivo que el uso de propionato cálcico o propilenglicol para tratar la cetosis. Fisher (1973) administrando 375 g/d de glicerol perdían menos peso después del parto que las vacas suplementadas con 175 g/d de glicerol o propilenglicol.

18 La Glicerina % kg 1.66 kg 2.49 kg Goff and Horst, 2001 Una cantidad similar de glucosa debería resultar en más de un 125% de aumento de la concentración de glucosa en sangre.

19 La Glicerina IMS, kg/d 42.7 Leche, kg/d Ogborn, Control Oral Unifeed+Oral

20 La Glicerina Glucosa, mg/dl NEFA, meq/l Control Oral Unifeed+Oral Ogborn, 2006

21 La Glicerina Control 430 g/d glicerol 830 g/d glicerol IMS pre, kg/d IMS post, kg/d Leche, kg/d Grasa, % Proteína verdadera, % Defrain et al., 2004

22 La Glicerina Control 430 g/d glicerol 830 g/d glicerol Glucosa, mg/dl Insulina, pg/ml 1.2 Insulina/Glucosa Defrain et al., 2004

23 La Glicerina Por qué en algunos estudios funciona y en otros no? Nivel de pureza? Los resíduos de metanol pueden llegar a ser un problema? En el rumen la mayoría del metanol es convertido a metano. Cuidado con las raciones acidogénicas

24 La Glicerina La suplementación de glicerol al pienso puede ejercer un efecto higiénico de disminución de la carga microbiana del alimento. Puede también ejercer un efecto sobre la flora ruminal? El uso de la glicerina para la alimentación del vacuno de cebo intensivo parece muy atractivo. Sin embargo no hay estudios al respecto. Potencial inhibidor de la flora ruminal Disminución/control de la ingestión Fermenta a propiónico

25 Granos de Destilería

26 Los Granos de Destilería Los granos de destilería proceden de la producción de etanol a partir de: Maíz (408 l/t) Cebada (399 l/t) Trigo (375 l/t) Sorgo Los DDGs son un subproducto (co-producto) que ha cambiado y seguirá cambiando en los próximos años. DDGS de biomasa celulósica

27 Los Granos de Destilería DDGs de Trigo Cenizas, % EE, % PB, % FND, % FAD, % Lignina, % Almidón, % Joan Bolet, Abengoa

28 Los Granos de Destilería DDGs Cebada Cenizas, % EE, % PB, % FND, % FAD, % Lignina, % Almidón, % Joan Bolet, Abengoa

29 Los Granos de Destilería El tamaño de partícula ejerce un efecto sobre 1) la composición nutricional 2) la digestibilidad y degradabilidad < 500 µm > 500 µm 35% 65% PB, % FND, % < 500 µm > 500 µm % Akayezu, 1998

30 Los Granos de Destilería Durante el proceso de producción de etanol, el cereal se calienta para gelatinizar el almidón. Al final del proceso, el material se vuelve a calentar para evaporar la humedad residual. La Lys es el AA limitante. Vigilar la sustitución de soja por DDGs en raciones ricas en silo de maíz. De todas formas, los restos de levaduras (4%) mejoran la cantidad de Lys en comparación con el maíz.

31 Los Granos de Destilería El color de los DDGs se ha usado como indicador de calidad. En rumiantes, sólo cuando el ADIN > 13% existe una relación (r = 0.80) entre el color y la digestibilidad de la proteína. En muestras con menos del 15% ADIN, la relación entre el color y la digestibilidad es sólo del 3% (Cromwell et al., 1993)

32 Los Granos de Destilería Digestibilidad de la RUP, % DDG-A1 DDG-A2 DDG-A3 DDG-B DDG-B2 DDG-B3 DDG-C1 DDG-C2 DDG-C Ruíz Moreno & Stern (datos no publicados)

33 Los Granos de Destilería Colza DDGs Trigo DDGs Cebada DDGs Maíz Soja 44 Girasol PB, % RUP, % PB Grasa, % FND, % FAD, % LAD, % Almidón Ca, % P, % Na, % K, % Cu, ppm FEDNA, María Hermida (Mouriscade), Joan Bolet (Abengoa)

34 Los Granos de Destilería Vacuno de leche El valor energético de los DDGs está subestimado por el NRC (2001). Schingoethe (2004) y Birkelo et al. (2004) les asignaron un valor de 2.26 Mcal/kg de NEl. Niveles de inclusión en la ración hasta un 25% de la MS son aceptables (en función del contenido de grasa) Por encima del 30-40% la IMS disminuye. Con altos niveles de inclusión (> 10%) vigilar los aportes de Lys, Met, His al intestino delgado.

35 Los Granos de Destilería Vacuno de cebo PB: 14.5 a 16.5% Urea SBM DDGs 10 DDGs 20 DDG a 320 kg IMS, kg/d GMD, kg/d IC Trenkle, 2003

36 Los Granos de Destilería Vacuno de cebo 200 a 600 kg Urea SBM DDGs 10 DDGs 20 DDG IMS, kg/d GMD, kg/d IC Trenkle, 2003

37 Los Granos de Destilería Vacuno de cebo La inclusión de hasta un 50% del concentrado de DDGS (maíz) no alteró la calidad sensorial, color, y la ternura de la canal de terneros Holstein (Gill et al., 2004) En la actualidad se usan varias fuentes de levaduras en vacuno de cebo. Los DDGs podrían representar un efectivo substituto de los extractos (no de las vivas) de levaduras?

38 Los Granos de Destilería La gran mayoría de estudios han sido realizados con DDGs de maíz. Faltan estudios con DDGs de trigo y cebada en vacuno de leche, carne, y pequeños rumiantes. Los DDGs de cebada son los más ricos en ß-glucanos (seguidos de trigo y maíz). Es una fibra muy fermentable y que no contribuye a la acidosis ruminal. Los DDGs de cebada son los más ricos en Lys.

39 Perspectivas

40 La Cesta de la Compra... Trigo

41 La Cesta de la Compra... Cebada

42 La Cesta de la Compra... Maíz

43 La Cesta de la Compra... Soja 44

44 La Cesta de la Compra... Alfalfa en Rama

45 La Cesta de la Compra... Estabilidad en el precio de las proteínas Disminución de la disponibilidad de CNFs Aumento del coste del almidón o CNF

46 Y los beneficios... Leche en polvo El precio de la leche depende más del clima en NZ y Australia, disponibilidad de novillas en EEUU y Méjico, consumo de países del segundo mundo (Rusia, China,...) que del coste local de producción.

47 Fuentes Alternativas de Proteína Coste de la proteína Ingrediente Proteína Precio Coste TM PB Vinazas Girasol DDG Trigo Soja DDG Cebada Cascarilla Arroz Guisantes Palmiste Corn gluten feed

48 Fuentes Alternativas de Almidón Coste del Almidón Ingrediente Almidón Precio Coste TM Almidón Maíz Cascarilla de arroz Trigo Cebada Guisantes Harinillas Cilindro Corn gluten feed

49 Fuentes Alternativas de Almidón La glicerina??? Si funciona, puede ser un producto interesante para el vacuno de carne y corderos. Resultados por confirmar. Para el vacuno/ovino/caprino de leche es bastante incierto.

50 Fuentes Alternativas de Almidón CGF

51 Conclusiones Se espera un aumento muy considerable en la producción de biocarburantes, con un posible concomitante descenso en disponibilidad de ingredientes ricos en almidón. La glicerina, a pesar de su reducción en el precio, no parece un ingrediente interesante para el rumiante de leche. Potencialmente, podría ser beneficioso para el vacuno de carne, pero hacen falta estudios al respecto.

52 Conclusiones Los DDGs son una buena fuente de proteína, que puede usarse con altos niveles de inclusión. No todos los DDGs son iguales. Los DDGs de trigo son mejores que los de cebada, y éstos mejores que los de maíz. Vigilar la variabilidad en la composición de los DDGs. Parte de esta variación es debida al manejo. Evitar DDGs con ADIN>13% de color oscuro. Los niveles altos de P en los DDGs pueden limitar su inclusión en los piensos de corderos y terneros.

53 Conclusiones Es posible que el precio de los ingredientes proteicos se mantenga estable o incluso llegue a bajar. El problema estará en las fuentes de almidón/azúcares. Si el precio de la leche y carne no se acomodan a los precios de las materias primeras, el sistema no será sostenible. Las alternativas son pocas y poseen riesgos de salubridad.

54 Gracias