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martes, 1 de octubre de 2024

Identifican materiales genéticos “élite” de la palma americana de aceite

 Se estima que en los últimos 50 años las poblaciones de estas palmas han disminuido a la mitad, a pesar de que sus características nutricionales son mejores que las de la palma africana. Por ello, un estudio evaluó híbridos que dieron resultados prometedores para la industria aceitera, ya que estos tendrían mayor resistencia a enfermedades como la pudrición –una de las principales amenazas para estos cultivos en Colombia–, le harían frente a la extinción y representarían una mayor vida útil.

La palma americana (Elaeis oleifera) es una especie nativa de América que se encuentra en los valles de los ríos Sinú, Cauca y Magdalena, y en la Amazonia colombiana. Históricamente ha sido apreciada por su resistencia a enfermedades, sus características nutricionales y por la alta calidad de sus aceites con concentraciones de ácidos grasos insaturados como el ácido oleico y linoleico, similares a los de oliva.

Esta planta está en peligro de desaparecer debido a la pérdida de su hábitat natural a causa de la deforestación. Sin embargo, la baja productividad de la palma americana y su carácter silvestre, en comparación con su hermana africana, han limitado su cultivo a zonas naturales y de reserva, dejando su potencial en gran parte sin explorar.

Entre 2006 y 2010 la pudrición del cogollo destruyó las plantaciones en el sur del país, llevando a la erradicación de aproximadamente 35.000 hectáreas que fueron afectadas en el municipio de Tumaco (Nariño), en donde se realizó el estudio. Como respuesta se han replantado cerca de 20.000 hectáreas con “híbridos interespecíficos” producto del cruce entre palmas americana y africana más resistentes a esta enfermedad.

Para producir híbridos más resistentes a enfermedades ante el riesgo de extinción en Colombia, el estudio halló posibles parentales de gran importancia y con características heredables para ser usados en programas de mejoramiento genético.

El proyecto de la investigadora Leidy Paola Moreno Caicedo, magíster en Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, inició en 2014 con la selección de materiales genéticos que la Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria (Agrosavia), resguarda en su colección, y allí adelantó el trabajo de la tesis.

Luego se caracterizaron el tamaño, la estructura y la forma para seleccionar las mejores palmas madre, evaluando color del racimo y productividad. A partir de ellas la tesista hizo cruzamientos para crear “nuevas progenies” o plantas que pueden ser parentales para nuevos materiales genéticos. Las semillas obtenidas se germinaron y sembraron en condiciones controladas y luego se trasplantaron al vivero.

Estos híbridos, además de superar los 40 años de vida útil en comparación con los 25 años de la palma africana, mostraron un rendimiento superior, alcanzando hasta 42 toneladas de racimos por hectárea, frente a las 24 toneladas que produce la palma africana.

“En palma no es que los materiales dejen de ser productivos, sino que cuando se dificulta la cosecha por la altura (superior a los 25 m) es necesario hacer renovación de cultivo, por lo que estos híbridos permiten tener una vida útil mayor de la plantación”, explica.

Con los resultados, la magíster identificó la herencia de genes de palma americana con características de interés para la producción de híbridos interespecíficos OxG (americana africana), se mostró precocidad en la floración y resistencia a la pudrición de cogollo, por lo que son candidatos prometedores para futuros programas de mejoramiento ya que pueden garantizar la sostenibilidad y productividad del cultivo en esta región del país, asegurando su resistencia frente a futuras amenazas fitosanitarias.

Además se ajustaron los procesos de germinación de las semillas, logrando superar el bajo porcentaje de germinación que caracteriza a la palma americana (alrededor del 2 %). Estos avances no solo mejoran la capacidad de producción de híbridos, sino que además contribuyen a la conservación de una especie nativa cuya población ha disminuido considerablemente en las últimas décadas.

El proceso de siembra se desarrolló en tres fases: primero en previvero, donde las palmas jóvenes se mantuvieron bajo observación para evaluar el crecimiento inicial; luego, en la fase de vivero, se midieron parámetros de crecimiento como la altura y el grosor del tallo, los cuales son indicadores importantes en programas de mejoramiento. Por último, las plantas se trasladaron a campo abierto, donde se sembraron a una distancia de 9 m para permitir un óptimo desarrollo.

La investigadora evaluó cada 6 meses el crecimiento de las palmas y la aparición de los primeros racimos, factores determinantes para el interés agronómico. También dio especial atención a la precocidad en la floración, que en algunos casos se presentó a los 30 meses, así como a la herencia de la altura de las plantas, que mostró un alto grado de transmisión de padres a hijos.

El siguiente paso en el proyecto incluye la publicación de los resultados en revistas científicas, así como la implementación de pruebas a mayor escala en diferentes zonas afectadas del país, ya que se espera que estos híbridos se conviertan en la nueva base genética para la industria palmera en Colombia, con el incremento de la producción de aceite por hectárea y la conservación de la biodiversidad.







miércoles, 5 de julio de 2023

Bioaceite mejoraría combustibles de avión obtenidos con aceite de cocina usado

 El calentamiento a altas temperaturas de hojas, bagazos o cuescos, entre otro material orgánico, produce un líquido llamado “bioaceite de pirólisis rápida”, del cual aún se desconocen sus componentes. Investigadores de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín constataron que este se puede mezclar con combustible de avión obtenido a partir de aceite de cocina usado, con el fin de mejorar su calidad.

En Colombia los residuos agrícolas, es decir lo que sobra de las podas y los cultivos –como los recortes de pastos, el bagazo de caña de azúcar o el cisco de café– se pueden aprovechar para generar energía y combustibles limpios.

“El uso de los residuos agrícolas –que en estos casos son llamados biomasa lignocelulósica– contribuye a reducir las emisiones por ser carbono-neutro y renovables; por ejemplo en Colombia solo los residuos de café tienen un potencial energético anual que ronda los 46.000 TJ (terajulios), lo que equivale aproximadamente al doble de la energía que hoy genera Hidroituango” señala Raiza Johanna Manrique Waldo, doctora en Ingeniería – Sistemas Energéticos de la UNAL Sede Medellín.

En su investigación se centra en la pirólisis rápida, que consiste en el calentamiento de la biomasa a altas temperaturas (alrededor de 550 °C) y en una atmósfera inerte o en ausencia de oxígeno. A partir de ese proceso se obtiene un tipo de aceite del que aún se desconoce poco.

“Tomé una fracción de ese líquido, llamada fracción pesada o lignina pirolítica, para identificar qué tipo de moléculas la componen y proponer diferentes maneras de valorizarla para diferentes usos”, anota.

Para ello desarrollo un modelamiento en mecánica cuántica (simulación a nivel atómico) que le permitió conocer la “forma” de las moléculas; también analizó dos diferentes vías para valorizar la fracción.

“La primera consistió en separar la fracción mediante procesos de extracción sólido-líquido (en diferentes fases) y de otras técnicas avanzadas de purificación y caracterización, a partir de las cuales encontramos cuatro diferentes subfracciones que se podrían usar para desarrollar compuestos químicos de alto valor”, destaca.

Aunque con el Grupo de Investigación Termodinámica Aplicada y Energías Alternativas (Tayea) se estudió la ruta para obtener compuestos químicos, la doctora Manrique también analizó diferentes formas de aprovechar la fracción para fines energéticos.

“A partir de esa búsqueda, y con el acompañamiento de la Washington State University (Estados Unidos), encontramos que están utilizando aceite de cocina para obtener combustible de avión, entonces evaluamos cinco concentraciones de este, mezclado con la fracción pesada obtenida en laboratorio”, explica la investigadora.


Se encontró que el uso de la fracción en cualquier otra mezcla suele generar un sólido llamado coque. “Estudios realizado en otros países han identificado que la formación de coque de este  tipo ronda el 8 %, lo que es un problema porque tapona el catalizador y se debe interrumpir el proceso, pero en las mezclas que hicimos llegamos a valores que estuvieron apenas entre 0,7 y 2,5 %”.

Así, se evidenció que la fracción se puede mezclar de forma favorable y hacer rendir en cantidad el aceite de cocina usado.

Además se presume que la fracción aportaría componentes aromáticos que harían la calidad del combustible alternativo muy similar a la del fósil.

Algunas petroleras, como Neste, producen más de 500.000 toneladas de combustible para avión a partir de aceite de cocina usado, y según la investigadora en 2019 se utilizó en el mundo menos del 1 % de combustibles sostenibles para avión.

Sin embargo, para la Asociación Internacional de Transporte Aéreo (IATA) la meta es reducir el 50 % de las emisiones para 2050, lo cual aumentaría el uso de combustibles sostenibles para avión.

“El panorama es alentador. Sin embargo, el aceite de cocina usado también resulta ser un recurso finito, por eso hacerlo rendir con la fracción representaría un beneficio en el desarrollo de energías limpias. De aquí en adelante queda mejorar el proceso para obtener los combustibles con la fracción. El camino está abierto”, concluye la doctora Manrique.