Maíz para la producción de biogás

Los granos de maíz y el ensilado de maíz son las dos materias primas más utilizadas para la producción de biogás. El biogás es una fuente de energía renovable que se produce por digestión anaeróbica de materia orgánica como los granos de maíz o el ensilado de maíz. El biogás así producido puede utilizarse para generar electricidad, calor o como combustible para vehículos.

Los granos de maíz son los granos secos de la planta de maíz, y suelen utilizarse como materia prima para la producción de etanol en el proceso de hilado en seco. Sin embargo, también puede utilizarse para la producción de biogás, solos o en combinación con otras materias primas. El ensilado de maíz, por su parte, se produce a partir de toda la planta de maíz, incluidas las hojas, los tallos y las mazorcas. El ensilado suele utilizarse como piensa en la cría de animales, pero también puede emplearse para la producción de biogás.

El maíz es un cultivo muy atractivo para la producción de biogás debido a su alto rendimiento de biomasa y a su productividad de metano, de 7.500 a 10.200 m³ ha (https://www.mdpi.com/2077-0472/8/11), algo que aún no se logrado conseguir con ningún otro cultivo utilizado para la produccion de biogás. Además, es relativamente fácil de cultivar y cosechar, siendo una opción viable para los productores de biogás. Sin embargo, la calidad de la materia prima puede variar en función de la variedad de maíz, las condiciones de cultivo y las prácticas de cosecha y almacenamiento.

Ventajas de los granos de maíz y el ensilado de maíz para la producción de biogás

Los granos de maíz y el ensilado de maíz ofrecen una serie de ventajas para la producción de biogás. En primer lugar, tienen un alto contenido energético, lo que lo hace una materia prima eficiente para la producción de biogás. En segundo lugar, los granos de maíz y el ensilado de maíz son fácilmente disponibles y ampliamente cultivados, lo que garantiza un suministro constante y fiable. Además, cuando el maíz se fermenta en el proceso de producción de biogás, se consigue un alto rendimiento de biogás. Los residuos del proceso de fermentación también pueden utilizarse como fertilizante rico en nutrientes para fines agrícolas, reduciendo así los costes y fomentando la sostenibilidad. En general, el uso de grano de maíz y ensilado de maíz para la producción de biogás proporciona una fuente de energía renovable al tiempo que utiliza un cultivo agrícola versátil y abundante.

Factores que influyen en la calidad del grano y el ensilado de maíz para la producción de biogás

Varios factores pueden influir en la calidad del grano y el ensilado de maíz para la producción de biogás. La variedad de maíz, las condiciones de cultivo y las prácticas de cosecha y almacenamiento pueden afectar al contenido energético y a la composición de nutrientes de la materia prima. El contenido de humedad del ensilado de maíz también es crucial, ya que puede afectar el proceso de fermentación y el rendimiento de biogás. La presencia de contaminantes como pesticidas o micotoxinas también puede perjudicar la calidad del pienso. Por lo tanto, es importante controlar exactamente estos factores para garantizar una alta calidad constante del grano de maíz y el ensilado para la producción de biogás.

Buenas prácticas de cultivo y cosecha de maíz para la producción de biogás

Para garantizar un crecimiento y una calidad óptimos del maíz para la producción de biogás, deben seguirse varias buenas prácticas. En primer lugar, es fundamental seleccionar las variedades de maíz adecuadas para la producción de biogás, adaptadas a los requisitos de la explotación y la ubicación. Una preparación adecuada del suelo, incluida una fertilización apropiada y el ajuste del pH, contribuyen a un crecimiento sano de la planta. La siembra oportuna y el control regular de plagas y enfermedades también son cruciales. La cosecha en la fase adecuada de madurez, cuando el contenido de materia seca es óptimo, garantiza el máximo rendimiento energético. Unas técnicas de ensilado adecuadas, como la compactación y el sellado, ayudan a mantener la calidad del ensilado de maíz. Seguir estas prácticas puede aumentar el éxito general del ensilado de maíz para la producción de biogás.

Ensilado y fermentación del ensilado de maíz para la producción de biogás

El proceso de ensilado y fermentación del ensilado de maíz es importante para la producción de biogás. Tras la cosecha, la planta de maíz se corta en trozos pequeños y se compacta en silos o fosas sellados. Durante el ensilado, se excluye el oxígeno para crear condiciones anaeróbicas que permitan a las bacterias beneficiosas fermentar el material vegetal. Este proceso de fermentación descompone los compuestos orgánicos del maíz y los transforma en biogás, principalmente metano. La compactación y el sellado adecuado del ensilado ayudan a crear un entorno hermético que favorece una fermentación eficaz. Durante la fermentación es importante controlar el pH y la temperatura para garantizar una producción de biogás óptima.

Maximizar el rendimiento de biogás a partir de grano y ensilado de maíz

Hay varias estrategias que pueden utilizarse para maximizar el rendimiento de biogás a partir de granos y ensilado de maíz. En primer lugar, la elección de variedades de maíz de alto rendimiento, creadas especialmente para la producción de biogás, puede aumentar el contenido energética de la materia prima. Unas prácticas agronómicas adecuadas, como una fertilización y un riego óptimos, favorecen un crecimiento sano de la planta y una mayor producción de biomasa. La cosecha en la fase de madurez adecuada, cuando el contenido energético es más alto, garantiza el máximo rendimiento de biogás. Unas técnicas de ensilado eficaces, que incluyan la compactación y el sellado adecuados, crean unas condiciones favorables para la fermentación. Controlar y ajustar el contenido de humedad, el pH y la temperatura durante la fermentación puede optimizar la producción de biogás a partir de granos de maíz y ensilado.

Tendencias e innovaciones futuras en la producción de biogás a partir de granos y ensilado de maíz

Las tendencias e innovaciones futuras en la producción de biogás a partir de granos y ensilado de maíz se centran en aumentar la eficiencia y la sostenibilidad. Una tendencia es el desarrollo de variedades de maíz modificadas genéticamente con mejor contenido energético y digestibilidad, lo que se traduce en mayores rendimientos de biogás. En la agricultura de precisión se utilizan técnicas como la teledetección y el análisis de datos para optimizar el uso de fertilizantes y agua y reducir el impacto ambiental. Se espera que las innovaciones en la tecnología de ensilado, como el uso de aditivos o inoculantes, mejoren la eficiencia de la fermentación y la producción de biogás. También se está investigando la cofermentación, que combina el ensilado de maíz con otros residuos orgánicos para mejorar la producción de biogás y la utilización de los recursos.

Fuentes:

• Vanessa S. Schulz, Sebastian Munz, Kerstin Stolzenburg, Jens Hartung, Sebastian Weisenburger, Klaus Mastel, Kurt Möller, Wilhelm Claupein and Simone Graeff-Hönninger, Biomass and Biogas Yield of Maize (Zea mays L.) Grown under Artificial Shading, Agriculture 2018, 8(11).
• Mazurkiewicz J., Marczuk A., Pochwatka P., Kujawa S. Maize Straw as a Valuable Energetic Material for Biogas Plant Feeding. Materials (Basel). 2019 Nov 22;12(23).
• Biogas Production from Maize Grains and Maize Silage. Polish Journal of Environmental Studies. 2010;19(2):323-329.