Imprimir Republicar

Fisiología

Más alimentos y selvas en el aire

La avidez de las plantas por el gas carbónico genera perspectivas de mayores producciones de alimentos en menores espacios y de mitigar el calentamiento global

detalle de Abacaxi e Mamão, óleo sobre lienzo albert eckhoutLa producción actual de estudios sobre la caña de azúcar es una tarea que se agrega en la planta utilizada para producir el azúcar indispensable para la mayoría de los brasileños y el alcohol que atrae las miradas del mundo y mueve casi la mitad de los automóviles del país. La caña emerge ahora como una posibilidad para detener el calentamiento global: la continua acumulación de gas carbónico (CO2) en la atmósfera, que tiende a elevar la temperatura del planeta, es alarmante para la humanidad, pero óptima para las plantas, entre ellas, la caña. El mismo CO2 que para nosotros es polución, se comporta como una forma de abono para las plantas. Como consecuencia de ello, la caña, así como otros cultivos agrícolas y muchas especies de árboles, podrían beneficiarse y crecer más rápidamente en presencia de una atmósfera con más polución.

La bióloga Amanda Pereira de Souza estudió la caña durante cinco años en el Instituto de Botánica, en la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp) y en la Universidad de São Paulo (USP). Llevó a cabo una serie de experimentos hasta demostrar que la caña, mantenida en un ambiente con el doble de la concentración actual de CO2, realiza un porcentaje mayor en un 30% de fotosíntesis y produce un 30% más de azúcar que las que crecen con una concentración normal de CO2. En las cámaras que mantenían esa atmósfera rica en gas carbónico surgieron plantas de mayor altura y con más cuerpo, con un índice 40% mayor de biomasa. La soja y la papa evidenciaron resultados similares, en experimentos semejantes. La conclusión que va cobrando fuerza es que la mayoría de las otras plantas, incluyendo los árboles, se benefician con el probable exceso de gas carbónico, uno de los ingredientes principales de la fotosíntesis, aunque algunas en mayor medida que otras. (Véase la tabla).

Los resultados podrían representar una ventaja para Brasil, India y China, los mayores productores de caña de azúcar, frente a un escenario de mayor concentración de gas carbónico. Sin embargo, esa conclusión merece ser examinada con cautela para evitar la expansión de cañaverales como forma de limpiar el aire y al mismo tiempo producir riqueza, ya que el rol de los cañaverales para extraer gas carbónico del aire sería muy modesto si se lo compara con las selvas tropicales, advierte Marcos Buckeridge, botánico de la USP y coordinador de ese experimento. Sus estimaciones indican que los cañaverales de todo el país absorben apenas una milésima parte de las tres mil millones de toneladas de CO2 liberados por año con las quemas producidas en la Amazonia.

La soja, que ocupa un área tres veces mayor que la de la caña, realiza aún más fotosíntesis y aprovecha el agua en forma aún más eficiente, cuando se la somete a la misma concentración de CO2, de acuerdo con los experimentos coordinados por Carlos Martinez en la USP de Ribeirão Preto. Según su opinión, las plantas con estructuras de almacenamiento de azúcares como la caña, la papa, el tomate, la soja y el maíz pueden crecer hasta un 40% más con esos porcentajes de CO2 en el aire. Sin embargo, subraya, no solamente el exceso de CO2 elevará la productividad de las plantas. Otros factores, como el agua, nutrientes, luz y temperatura también debes ser favorables. Dos especialistas en fisiología vegetal, Jon Lloyd, de Inglaterra, y Graham Farquhar, de Australia, advierten sobre un reciente estudio que indica la posibilidad de que la tasa de fotosíntesis caiga cuando la temperatura sobrepasa los 30º C.

Hasta ahora, los experimentos fueron realizados en laboratorio: las plantas crecen en recipientes rodeados por cámaras cilíndricas transparentes sin tapa, con bastante gas carbónico, agua, luz y nutrientes. Resta ensayar en condiciones reales en campo, cuando las plantas son sometidas a variaciones diarias de agua y temperatura. Desde ya parece cierto, empero, que el exceso de CO2 atmosférico altera la biodiversidad y composición de las selvas. Especies de árboles pioneras, como la acacia negra y la embaúba, las primeras en ocupar los nuevos espacios, tienden a crecer aún más rápido que las especies definitivas y de vida más larga como el palo santo y el guapinol. Como ejemplo, fue con el guapinol, que en un estudio pionero, Buckeridge demostró en el año 2001 que una planta puede crecer más rápidamente bajo concentraciones más elevadas de gas carbónico.

Esos y otros estudios realizados en Brasil y en otros países valorizan a la caña de azúcar como fuente de etanol, un combustible verde y renovable, diferente de los de origen fósil como el petróleo. El maíz, la materia prima para la producción de etanol en Estados Unidos, hasta ahora no se reveló tan ávido por el CO2 como la caña. Además, saber que la caña crece más con mayores concentraciones de gas carbónico, haría posible obtener el mismo rendimiento en la mitad del área plantada, aprovechando la otra mitad para plantar frijol, arroz o maíz, por ejemplo. podemos producir más y en forma más sostenible, considera Buckeridge. Él defiende la idea de un cañaveral con selva: la zona que dejaría de ser ocupada por caña podría ser aprovechada con bosques de uso sostenible, que ayudarían a generar beneficios, a retener CO2 y a detener el impacto ambiental de la caña. ¿Por qué no pensar también en cómo utilizar el gas carbónico liberado en las cubas de fermentación de la caña en las centrales para irrigar el cañaveral y aumentar la productividad y el tenor de azúcar?

Los biólogos de la USP, en colaboración con colegas de la Unicamp, del Instituto de Botánica y de una institución privada, el Centro de Tecnología Cañera, verificaron que la caña no sólo capta más CO2, sino también más luz, otro ingrediente esencial para la fotosíntesis. Seguidamente, identificaron cuatro genes asociados con la mayor absorción de luz y dos que expanden la pared celular, que guarda casi la mitad del carbono obtenido con la incorporación de CO2.

Encontrar genes como esos no es nada común: la caña de azúcar, genéticamente, es bastante compleja. Las variedades de caña más utilizadas actualmente para producir azúcar, alcohol, aguardiente, jugo de caña y la raspadura, contienen un número variable de cromosomas de 100 a 130. Cada célula mantiene por lo menos parte de la herencia genética de las especies originales, la Sacharum spontaneum, cuyo número de cromosomas varía entre 36 y 128, y la Sacharum officinarum, con 70 a 140 cromosomas. Y cada cromosoma posee de seis a diez copias no siempre iguales.

No hay por qué perderse en ese laberinto. Desde el año 1999 hasta el 2003, casi 250 investigadores de instituciones paulistas, de Pernambuco y de Río de Janeiro trabajaron en el Genoma Caña ou Sucest e identificaron el 90% de los 80 mil genes estimados de la caña, representados por 43 mil secuencias activas de genes. Conseguimos seguir paso a paso el desarrollo internacional en genética molecular de vegetales, observa Marie-Anne Van Sluys, investigadora de la USP que participó del Sucest.

Genes útiles
Tanta información acerca de la genética de la caña ha ayudado a validar y a orientar el perfeccionamiento genético clásico, que comenzó a principios de siglo en instituciones como el Instituto Agronómico de Campinas (IAC) y hoy sucede también en universidades de todo el país. En un artículo reciente, el equipo del Sucest presenta los genes que pueden ayudar a obtener las características agronómicas deseables, como tenor de azúcar o resistencia a plagas o enfermedades, o como potenciales identificadores moleculares para las características más requeridas de la caña; otro trabajo describe los genes y los mecanismos bioquímicos por medio de los cuales una de las variedades actuales de caña acumula sacarosa. Por primera vez, dice Marie-Anne, existe un esfuerzo conjunto de genetistas, bioquímicos y agrónomos para identificar genes que puedan acelerar la identificación de nuevas variedades y facilitar la selección de las plantas más prometedoras.

eduardo cesarDe ese camino de doble vía entre genetistas y perfeccionistas devienen también las cañas transgénicas o modificadas genéticamente, con mayor porcentaje de azúcar o más resistentes a la sequía, que podrían aumentar la productividad y contener la expansión sobre el Cerrado, una de las vegetaciones naturales que viene siendo más reemplazada por el cultivo agropecuario. Algunas de esas variedades experimentales ya pasaron los primeros exámenes: los test realizados en cultivos en universidades o empresas de biotecnología nacionales. En uno de los experimentos sólo se aprobaron dos de las cuarenta plantas que podrían proveer más sacarosa que las variedades de uso común. Esas nuevas plantas se encaminan ahora hacia la prueba de fuego: los ensayos en campo, bajo las variaciones de sol, lluvia y humedad, además de las plagas, a las que se encuentran sometidas normalmente. Igualmente, los más optimistas no apuestan porque esos experimentos en campo den resultado: hasta ahora, la mayoría de las plantas modificadas genéticamente decepciona cuando se las prueba en las condiciones reales de plantación. Una serie de artículos y reportajes sobre el genoma de las plantas publicados en la revista Science, en la edición del 25 de abril (www.sciencemag.org/plantgenomes/) demuestra que no siempre el optimismo halla recompensa. El arroz genéticamente modificado para evitar ceguera y muerte por carencia de vitamina A en millones de niños aún es una promesa, casi ocho años después de haber aparecido en la tapa de la revista Time.

De cualquier modo, el ingeniero agrícola y profesor de la Unicamp, Luís Augusto Cortez, no se desanima fácilmente. Hace quince años que desarrolla la idea de extraer de la caña mucho más que el azúcar y el alcohol. Insistió y, con su equipo, construyó una planta piloto que transforma 200 kilos de bagazo en 80 kilos de aceite que podrían sustituir al gasoil en turbinas y calderas, entre otras aplicaciones, y 50 kilos de carbón que podrían servir como combustible o aditivo para el suelo. Tanto la materia prima como los productos finales son versátiles, ya que el ingeniero químico Juan Pérez asegura que otros residuos agrícolas como el bagazo de naranja y el aserrín, podrían utilizarse en lugar de la caña, con los mismos resultados.

Erosión y polución

La caña también genera controversias. Mientras que una parte de los investigadores enfatiza los beneficios de la caña de azúcar, otra advierte de un efecto indeseable: los impactos ambientales y sociales provocados por métodos de producción que poco cambiaron en casi cinco siglos, cuando esa planta comenzó a ser cultivada en el país. El interés del mundo por el etanol de caña motiva ese debate sin cuestionar el hecho de que ese combustible sea hoy una alternativa más adecuada que el petróleo y puede acelerar la implantación de propuestas y leyes ya disponibles, que reducirían los impactos de la producción de azúcar y alcohol.

En efecto, como se produce actualmente, el etanol no es verde, sino gris, observa el agrónomo Luiz Antonio Martinelli, profesor del Centro de Energía Nuclear en agricultura (Cena) de la USP y autor de un estudio de revisión acerca de los impactos ambientales y sociales del cultivo de la caña de azúcar en el país. No podemos construir más centrales talando bosques, dice José Goldemberg, físico de la USP que coordinó otro estudio de revisión, denominado así por evaluar las tendencias indicadas por decenas de estudios anteriores. Goldemberg recuerda que las primeras centrales que se instalaron en polos como Ribeirão Preto no se hallaban sujetas a limitaciones ambientales. Los propietarios actuales aún reclaman, alegando que sus abuelos no contaban con esas restricciones.

Martinelli y Goldemberg demuestran que los efectos negativos del actual método de producción de azúcar y alcohol no se limitan a la época de la cosecha, cuando el humo de la quema que precede al corte de la caña agrava enfermedades respiratorias como el asma, principalmente en niños y ancianos. Otras repercusiones son más sutiles y persisten durante todo el año: la erosión y la compactación de los suelos, la polución de los ríos con fertilizantes y residuos de la producción de azúcar y alcohol, como así también la eliminación de los bosques nativos que ayudan a estabilizar la temperatura y el abastecimiento de agua en las ciudades.

Atenta a las posibilidades de cambios, la bioquímica de la USP Gláucia de Souza dice que el Programa Bioenergía FAPESP (Bioen), que ella coordina y será anunciado públicamente, deberá apoyar la investigación sobre nuevas formas de reducción del impacto de los cultivos y del procesamiento industrial de la caña. Según ella, los proyectos de investigación en biomasa intentarán aumentar la productividad de la caña por hectárea plantada y así producir más sin ocupar más tierras.

miguel boyayanTenemos que cambiar el modelo de producción que nos trajo hasta este presente por un modelo ambientalmente sostenible, que utilice menos agua y menos fertilizantes, usando más la razón que la fuerza, afirma Cortez, quien coordina un proyecto de políticas públicas en colaboración con la Agencia Paulista de Tecnología de Agronegocios (Apta) y con la colaboración de universidades, empresas e institutos de investigación públicos y privados (los resúmenes de los debates y estudios de esos y otros equipos pueden encontrarse en el sitio www.apta.sp.gov.br/cana). Nuestro objetivo es mostrar lo que debe estudiarse y realizarse.

Mientras que continúa el debate sobre que hacer, empresarios extranjeros se acercan a los cañaverales: en abril, luego de los norteamericanos y franceses, fue el turno de que los ingleses anunciaran la compra de centrales productoras de etanol en Brasil. No son movimientos aislados, porque la producción de azúcar y alcohol sufre una creciente desnacionalización: entre el 2006 y 2007, la participación extranjera se incrementó del 5,7% al 12% y solamente durante el año pasado el Banco Central registró inversiones por seis mil quinientos millones de dólares en ese rubro, de acuerdo con un dossier sobre el negocio del azúcar y el alcohol elaborado por la socióloga Maria Aparecida de Moraes Silva, docente de la Universidad Federal de São Carlos (UFScar) y de la Universidad Estadual Paulista (Unesp).

Llegan también más presiones por cambios. En mayo, representantes de la Comunidad Europea anunciaron que pretenden condicionar la compra de etanol brasileño al cumplimiento de criterios ambientales y sociales aceptables. Fábio Feldmann, uno de los coordinadores del Foro Paulista de Cambios Climáticos, considera que el mercado internacional, en especial el europeo, debe motivar a los productores a luchar por la certificación ambiental y social, hasta ahora voluntaria.

No sería necesario debatir demasiado para poner mayor orden en los cañaverales, porque ya existen propuestas, leyes y soluciones disponibles. Tenemos que hacer como en Mato Grosso do Sul, que demarca zonas (delimita las áreas que serán cultivadas), dice Goldemberg. Cortez concuerda, aunque nota resistencias: Los propios organismos públicos que deberían estar cuidando el medio ambiente son los que autorizan la instalación de nuevas usinas. Definir dónde se puede plantar y donde no tal vez ayudaría a contener la expansión de los cañaverales sobre otros espacios. De acuerdo con un estudio del Cena y del Instituto Forestal, cañaverales y pasturas ocupan el 75% del área que bordea los ríos de las siete mayores cuencas hidrográficas del estado de São Paulo. De acuerdo con la ley, el área costera de los cursos de agua debería mantenerse con su vegetación natural.

La producción puede adecuarse a las exigencias ambientales por medio de simples medidas y el cumplimiento de las leyes existentes, dice Martinelli. Quien quisiera cumplir las leyes restaurando la vegetación original cuenta con diversas formas de abordaje, algunas con demostrada eficacia (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 144, de febrero de 2008). Y, en relación con las ganancias generadas por la tierra no representaría una erogación mayor. Un equipo de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) de la USP desarrolló una de esas metodologías y estimó en tres mil quinientos reales por hectárea el costo por la restauración de la vegetación original. Ese valor equivale a menos del 10% del ingreso obtenido con la agricultura y la industria en las regiones drenadas por las cuencas de los ríos Piracicaba y Mogi, dos ejemplos extremos de la ocupación agrícola, que cuentan con menos del 20% de sus selvas originales.

En marzo, el gobierno federal anunció la intención de invertir nueve mil millones de reales para ampliar la producción actual de etanol desde 17,7 mil millones de litros hacia 23,3 mil millones de litros para el año 2010. Manteniendo el mismo modelo de producción, los daños ambientales y sociales serán aún mayores, alerta Martinelli. Por cada litro de etanol, recuerda él, las centrales producen entre 10 y 12 litros de vinaza, un residuo marrón, con fuerte olor, corrosivo y rico en materia orgánica. Como consecuencia, quien cargue el tanque con cincuenta litros de alcohol consume el resultado de cuarenta minutos de trabajo de un cortador de caña y la producción de al menos quinientos litros de un residuo de destino incierto. Pocas centrales cuentan con la capacidad de utilizar toda la vinaza que producen como fertilizante en sus propios cañaverales, dice él. Cuando los tanques de almacenamiento se rompen y la vinaza llega a los ríos, el oxígeno se reduce a cero y los peces mueren. Es el mismo efecto que producen los desagües.

En la época de quema entre noviembre y abril las internaciones en los hospitales de las ciudades próximas a los cañaverales, motivadas por problemas respiratorios, se triplican, de acuerdo con Eduardo Cançado, de la Facultad de Medicina de la USP. Las partículas transportadas por el viento y la lluvia pueden contener pesticidas. Algunos de ellos son los organoclorados, prohibidos en el año 1985, pero hallados en 1997 en peces de la cuenca del Piracicaba, según Martinelli y Fernando Lanças, de la USP en São Carlos. Los organoclorados reaparecieron en el año 2003 en arroyos cercanos a los cañaverales de la región central del estado.

Los resultados de los relevamientos de Martinelli y Goldemberg no siempre coinciden: el primero concluye que la caña utiliza de 80 a 100 kilos de nitrógeno por hectárea como fertilizante anualmente, mientras que el segundo sustenta que son 50 kilos. No obstante, ambos reconocen que resultaría sensato aprovechar este momento histórico de una industria ya madura y con productividad creciente para promover ajustes en los métodos de producción. Desde 1960 hasta 2007 la productividad avanzó desde 45 hasta 75 toneladas de caña por hectárea, como consecuencia de la utilización de mejores técnicas de cultivo y del mejoramiento genético de las variedades plantadas. El cortador de caña también está rindiendo más: en 1950 cortaba en promedio tres toneladas por día, alcanzó las seis toneladas en 1980 y hoy corta con su machete diez toneladas por día. Debemos hallar alternativas más dignas, que remuneren más y no perjudiquen la salud, propone Cortez.

Él sugiere un enfoque global: el azúcar y el alcohol como resultados de una cadena productiva, mereciendo más, por lo tanto, que estudios enfocados en aspectos aislados de la plantación o la producción. Maria Moraes propone un abordaje aún más amplio. Si no comprendemos la situación del país, siempre dispondremos de un conocimiento muy restringido de la realidad. En abril del año pasado ella pasó muchas horas escuchando a los habitantes de los barrios periféricos de Timbiras y Codó, dos ciudades de Maranhão cercadas por selvas de palmeras babasú. Su objetivo era descubrir por qué centenares de hombres dejaban a sus familias y viajaban tres días con sus noches para cortar y arrancar caña en el interior paulista.

Maria Moraes descubrió que los hombres migraban hacia São Paulo porque habían sido expulsados de tierras que cultivaban en municipios aún más distantes. Representantes de empresas que crían ganado, quemaron los campos de arroz, fríjol y maíz, las selvas de palmas babasú, los animales domésticos y las casas de las familias que vivían allí. Después los amenazaron de muerte si no dejaban las tierras de las que no eran dueños. Los 85 procesos judiciales que ella consultó describen lo que sucedió, cuestionan la legitimidad de las escrituras de posesión de tierras utilizadas como argumento para esas actitudes y el esfuerzo de las familias por regresar a las tierras que cultivaban.

Republicar