Producción de Higuerilla como energía alternativa expuesto a tratamientos de desalinización

Transcripción

1 Producción de Higuerilla como energía alternativa expuesto a tratamientos de desalinización Dévora-Isiordia G.E., Valdez-Torres L.C., González-Enríuez R., Elizalde-Duarte M., Robles-Lizárraga, A., López-Mercado M.E. Instituto Tecnológico de Sonora Ciudad Juárez, Chihuahua a 20 de octubre de 2016

2 INTRODUCCIÓN

3 (SAGARPA, 2015) Energía

4 Cultivos en México que se pueden utilizar como materia prima para la generación de bioenergéticos: Higuerilla Piñón mexicano Remolacha Sorgo dulce Caña de azúcar Biomasa - Biodiesel Palma de aceite (Hernández et al., 2012; Fernández et al., 2012)

5 HIGUERILLA

6 Potencial productivo de la higuerilla bajo condiciones de temporal en México Variabilidad en el rendimiento en el país Poca información disponible, referente a paquetes tecnológicos MALEZA (SAGARPA, 2012)

7 Subproductos de higuerilla

8 AGUA

9 USOS DEL AGUA Mundo Países de ingresos Medios y Bajos Países de ingresos Elevados (UNESCO, 2016)

10 Planteamiento del Problema Zonas marginadas por: Disponibilidad de agua Valle Yaqui SONORA 325,000 Ha Ciclo Agrícola Oct - Mayo Qué siembro?

11 La escasez de agua: Constituye uno de los principales desafíos del siglo XXI, al que se están enfrentando ya numerosas sociedades de todo el mundo. 1 CAUSALES: Causado por la acción del ser humano, Está distribuida de forma irregular, Abastecer a 7,266 millones de personas, (PNUMA, 2009)

12 La escasez de agua Gestión de forma insostenible Sobreexplotación Contaminada Intrusión Salina Se desperdicia (PNUD,2013)

13 Zonas marginadas por: Pozos salados Valle Yaqui SONORA 450 Pozos abandonados por alta salinidad > 3000 mg/l Recurso sin uso (CONAGUA, 2015)

14 Zonas marginadas por: Suelos salinos Riego Salinización suelos Sobre fertilización Bajos rendimientos

15 Esto obligó a buscar otras fuentes de abastecimiento de agua dulce, entre ellas la desalinización de agua de mar y salobre, Destilación desde Alternativa Técnicas de Desalación Alternativas de Solución Destilación Multietapa (MED) La desalación Destilación consistemultiefecto en un proceso (MSF) de separación de sales disueltas Compresión de aguas de Vapor de mar o salobres para convertirlas en aguas adecuadas para consumo humano, uso industrial ó riegos. 4,5 Membranas Ósmosis Inversa Electrodiálisis Electrodiálisis Reversible Otros Intercambio Iónico Destilación Solar (Medina, 2000); (IMTA, 2002); (PNUMA, 2009).

16 Escasez y manejo de caudales y concentraciones adecuadas para riego. Respuesta:

17 Objetivo Evaluar el rendimiento del cultivo de higuerilla, mediante un proceso de desalinización por ósmosis inversa; para su empleo como energía alternativa.

18 MÉTODO

19 Zona de estudio (Robles, 2015)

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21 Preparación del suelo y división del terreno para asignar los tratamientos Híbrido EVA 855 GALIT K-93 OLGA 864 ZOYA 856 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 mg/l de SDT

22 Densidad, método de siembra y fertilización Híbrido EVA 855 GALIT K-93 OLGA 864 ZOYA 856 *Densidad: 33,067 plantas /ha *Se fertilizó N y P (100 kg de cada uno)

23 Cosecha y Post-cosecha

24 Identificación de las etapas fenológicas de la higuerilla Separación entre planta: 3 por metro Separación entre hileras: 76 cm

25 Desalinización SISTEMA ÓSMOSIS INVERSA

26 Desaladora de 150 m 3 /d Reverse Osmosis 12 módulos de membrana Con eficiencia del 99.1% Remoción

27 Cosecha 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 mg/l de SDT

28 Homogenización en tratamientos de agua C1*V1 + C2*V2 = C3*V3 SDT = 3,700 mg/l SDT = 225 mg/l Tratamientos

29 Riego Monitoreo de parámetros de calidad del agua Alimentación, Producto y Rechazo

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31 Producción por Planta Desalinizadora Inicio de Producción - Riego 12 Febrero de :13am

32 RESULTADOS Y DISCUSIÓN

33 AGUA

34 Calidad del agua Concentración de SDT en las tres corrientes de agua: alimentación, producto y rechazo 10, mg/l de SDT 92% de remoción A: Salobre (1,000-10,000) P: Dulce (<1,000) R: Salina (10,000-30,000) 3, mg/l de SDT mg/l de SDT (Medina, 2000) ; (Valero et al., 2001)

35 Resumen de Producción 2016 Tratamiento mg/l 12 Febrero 12 Abril Volumen Litros 13 Abril 02 Junio Volumen Litros 3 Junio 14 Junio Acumulado Volumen Litros 1, , , , ,000 1, , , , ,000 2, , , , ,000 2, , , , ,000 3, , , , ,000 Acumulado = 2, 950, 000 Litros 18 Junio 13:00 hrs

36 Agua de riego Promedios de los parámetros de calidad del agua producto TRATAMIENTO (mg/l de SDT) TEMP. ( C) OD (%) ph CE (ms/cm) SDT (mg/l) , ± , ± , ± , ± , ± Donde: SDT= Sólidos Disueltos Totales, OD= Oxígeno Disuelto, ± Desviación estándar. (CONAGUA, 2016)

37 HIGUERILLA

38 Crecimiento de higuerilla Etapas fenológicas del cultivo

39 Porcentaje de germinación Porcentaje de germinación Porcentaje de germinación Porcentaje de germinación Porcentaje de Germinación ZOYA 856 OLGA ppm ppm 2 Sem. 3 Sem. 4 Sem. 2 Sem. 3 Sem. 4 Sem. GALIT K-93 EVA ppm ppm 2 Sem. 3 Sem. 4 Sem. 2 Sem. 3 Sem. 4 Sem.

40 Altura de planta Altura de planta a los 28 días después de la siembra (12-marzo-2016) Híbrido Altura de planta (cm) 1000 ppm 1500 ppm 2000 ppm 2500 ppm 3000 ppm ZOYA OLGA GALIT K EVA cm Altura por híbridos Híbrido EVA 855 GALIT K-93 OLGA 864 ZOYA 856 Altura (cm) 14.3 a 14.2 a 13.3 b 12.2 c

41 Resultados en el área de agronomía Altura de planta a los 45 días después de la siembra (29-marzo-2016) Híbrido Altura de planta (cm) 1000 ppm 1500 ppm 2000 ppm 2500 ppm 3000 ppm ZOYA OLGA GALIT K EVA cm Altura por híbridos Híbrido Altura (cm) EVA a GALIT K a OLGA b ZOYA c

42 Resultados en el área de agronomía Altura de planta a los 52días después de la siembra (5-abril-2016) Híbrido 1000 ppm Altura de planta (cm) 1500 ppm 2000 ppm 2500 ppm 3000 ppm ZOYA OLGA GALIT K EVA cm Altura por híbridos Híbrido EVA 855 GALIT K-93 OLGA 864 ZOYA 856 Altura (cm) 55.0 a 53.3 a 39.8 b 32.0 c

43 Rendimiento de higuerilla El cultivo presentó un rendimiento de 2.1 ton/ha en EVA y GALIT, el cual es mayor, a lo reportado por SAGARPA en 2011, que indica que el rendimiento del cultivo de higuerilla es de 2.06 ton/ha.

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45 CONCLUSIONES

46 Se cumplió con el objetivo del proyecto, al evaluar el rendimiento del cultivo de higuerilla mediante un proceso de desalinización por ósmosis inversa para su empleo como energía alternativa. El cultivo presentó un rendimiento de ton/ha. El ph del agua de riego se mantuvo entre 7.04 y Las variaciones de concentración de SDT en el agua de riego, no presentaron algún impacto negativo en el rendimiento del cultivo. Durante todo el proyecto, se prepararon 2, 950 m 3 de agua para riego. Por lo que la lámina de riego total entregada en el terreno experimental fue de cm y la lámina efectiva por surco fue de cm. Es importante implementar un método de reutilización del producto de rechazo generado por la desaladora.

47 Otras investigaciones

48 SORGO Sorgo regado con agua de pozo (9,900 µs/cm); (6,000 SDT) Sorgo regado con agua desalinizada (150 µs/cm); (100 SDT) Costo de producción de agua Concepto Costo ($/m 3 ) Costo energético 3.78 Importe unitario M.O Importe unitario Químicos 0.08 Importe del mantenimiento 0.57 Total 6.16

49 Parámetro Comportamiento del cultivo de sorgo Riego con agua desalada Riego con agua salobre α 95 % Altura (m) X # panojas/m Peso/panoja (g) Rendimiento (ton/ha)

50 TOMATILLO

51 Costo agua desalinizada Concepto Costo (MX$/m 3 ) Costo energético 3.78 Bombas de alta presión, Bombas de dosificación Energía general Importe unitario (mano de obra) Personal operativo 1.73 Asesoría técnica Importe unitario Químicos 0.08 Anti-incrustante RO Clean Importe del mantenimiento 0.57 Tuberías y accesorios Soldadura Total 6.16

52 Rendimiento Ton/Ha Riego con agua desalada Riego con agua salobre

53 Energías Renovables

54 LABORATORIO DE INVESTIGACIÓN

55 LABORATORIO DE INVESTIGACIÓN

56 ACTUALIDAD

57 FUTURO

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63 REFERENCIAS

64 Secretaria de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación. (2009). Programa de Producción Sustentable de Insumos para Bioenergéticos y de Desarrollo Científico y Tecnológico. Recuperado de Benavides, A., Benjumea, P., & Pashova, V. (2007). El biodiesel de aceite de higuerilla como combustible para motores diesel. DYNA, 15. Hernández, M., Zamarripa, A., Teniente, R., & Solis, J. L. (2012). Guía Técnica para la producción de la Higuerilla (Ricinus Communis L.) en Guanajuato. Celaya: inifap. Fernández, V. A., & Mendoza, M. (2012). Aprovechamiento de la Higuerilla (Ricinus Comunnis) para uso bioenergético. En C. N. (CONABIO), La Biodiversidad en Guanajuato:Estudio de Estado (págs ). México: Instituto de Ecología del Estado de Guanajuato. Secretaria de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación. (2012). Guia técnica para la producción de higuerilla (Ricinus communis l.) en Guanajuato. Recuperado de Secretaria de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación. (2013). Estrategia Intersecretarial de los Bioenergéticos. Recuperado de Comisión Nacional del Agua. (2014). Programa Nacional Hídrico México, D.F.: CONAGUA. Comisión Nacional del Agua. (2015). Estadisticas del Agua en México. México, D. F. Recuperado de

65 GRACIAS POR SU ATENCIÓN!!! Para proyectos en colaboración: Dr. Germán Eduardo Dévora Isiordia Cel: