Durante un viaje para recolectar plantas en la Amazonia, el investigador Luiz Joaquim Castelo Branco Carvalho, de la estatal Embrapa Recursos Gen\u00e9ticos y Biotecnolog\u00eda, de Brasilia, conoci\u00f3 una variedad de mandioca que en lugar de almid\u00f3n tiene una gran cantidad de az\u00facares en la ra\u00edz. Esos az\u00facares son, en su mayor parte, glucosa, que es el sustrato utilizado en el proceso de fermentaci\u00f3n para la producci\u00f3n del etanol. La variedad descubierta por el investigador es en la realidad una mutaci\u00f3n gen\u00e9tica, guardada y usada por los indios brasile\u00f1os antes hasta de que los portugueses llegaran al Brasil, para la obtenci\u00f3n de una bebida alcoh\u00f3lica. “Ellos usaban la bebida, llamada caxirim, en las ceremonias religiosas y en las celebraciones”, dice el investigador.<\/p>\n
La planta mutante, despu\u00e9s de un proceso tradicional de selecci\u00f3n de variedades y cruzamiento con plantas adaptadas a algunas regiones escogidas para futuras siembras, result\u00f3 en una variedad que dispensa el proceso de hidr\u00f3lisis del almid\u00f3n de la yuca para la transformaci\u00f3n en az\u00facar y conversi\u00f3n en alcoholes, incluso el carburante para el combustible. “La eliminaci\u00f3n de la hidr\u00f3lisis del almid\u00f3n reduce alrededor de un 30% el consumo de energ\u00eda en el proceso de producci\u00f3n de etanol de mandioca”, dice Carvalho.<\/p>\n
De la variedad, llamada mandioca azucarada, la ra\u00edz es recogida, molida, prensada y el jugo sale listo para ser usado en el proceso de producci\u00f3n del alcohol, lo que es la diferencia de las otras materias primas utilizadas con la misma finalidad. “Los substratos que existen en el reino vegetal o son sacarosa, de la ca\u00f1a, de la remolacha y del sorgo sacarino, por ejemplo, o almid\u00f3n, del ma\u00edz, de ra\u00edz de yuca, granos de arroz y granos de sorgo. Tambi\u00e9n podemos hacer etanol de bagazo de la ca\u00f1a, de gram\u00edneas y residuos de labranzas”, dice Carvalho, que tiene en su curr\u00edculo, adem\u00e1s de graduado de agronom\u00eda en la Universidad Federal de Vizosa, en Minas Gerais, maestr\u00eda en gen\u00e9tica, doctorado en bioqu\u00edmica y post-doctorado en gen\u00e9tica evolutiva y biolog\u00eda molecular. Por el proceso tradicional de producci\u00f3n de alcohol de yuca es necesario recorrer a enzimas para transformar el almid\u00f3n en az\u00facar.<\/p>\n
Nichos agr\u00edcolas –<\/strong> La propuesta de producir alcohol a partir de la yuca azucarada no significa competencia con el etanol de ca\u00f1a de az\u00facar, pero sin la posibilidad de ocupar otros nichos agr\u00edcolas, como la Amazonia, el Nordeste y el Centro-Oeste. Esas fueron las regiones escogidas por Carvalho para dar inicio al teste de variedad, primer paso para saber si la caracter\u00edstica de producir glucosa en vez de almid\u00f3n se manten\u00eda en todos os locales. Como el ciclo de la yuca, de la siembra a la colecta, es largo, en el caso de la convencional queda entre 18 y 24 meses, los testes fueron realizados entre los a\u00f1os de 2001 y 2004. “Para la yuca azucarada lo ideal es que la colecta sea hecha diez meses despu\u00e9s de la siembra”, dice Carvalho. Eso porque, como la ra\u00edz es muy blanda y contiene gran cantidad de az\u00facares, si la planta no fuera recogida en la \u00e9poca indicada las ra\u00edces sufren el ataque de hormigas y roedores, plagas que poco atacan a las yucas tradicionales.<\/p>\n Los resultados de tres a\u00f1os de experimentos se\u00f1alaron una producci\u00f3n que vari\u00f3 de 8 a 60 toneladas de ra\u00edz por hect\u00e1rea, dependiendo de la variedad plantada. La que tuvo el mejor desempe\u00f1o fue utilizada para cruzamientos de autopolinizaci\u00f3n y cruzamientos convencionales con variedades locales, para transferir la caracter\u00edstica de elevada cantidad de glucosa para las plantas adaptadas en diferentes regiones. Dependiendo del lugar, la variedad ya est\u00e1 lista para ser usada para la producci\u00f3n en gran escala con la tecnolog\u00eda agr\u00edcola de la yuca tradicional. “En la regi\u00f3n amaz\u00f3nica podemos ahora hacer propagaci\u00f3n clonal y dar inicio a las labranzas”, dice el investigador. Para el Cerrado, la estimativa es que sean necesarios cerca de tres a\u00f1os para sembrado en un \u00e1rea extensa, e para el Nordeste, unos cinco a\u00f1os.<\/p>\n Con la variedad testada fue obtenido un rendimiento de 14 metros c\u00fabicos (m3) de alcohol por hect\u00e1rea al a\u00f1o. Eso por un proceso de fermentaci\u00f3n que dura solamente diez horas. Por el proceso convencional de hidr\u00f3lisis de almid\u00f3n de la yuca el rendimiento es alrededor de 6,4 m3 de alcohol por un proceso de fermentaci\u00f3n que dura cerca de 60 a 70 horas, mientras el proceso tradicional de la ca\u00f1a lleg\u00f3 a 8 m3 en un tiempo de 48 horas. “Para llegar a los 14 m3 partimos para el mejoramiento por medio del conocimiento de un proceso biol\u00f3gico de la planta en que ella misma hidrolisa el almid\u00f3n despu\u00e9s de cierto estadio de desarrollo y utilizamos la biotecnolog\u00eda para identificar la mutaci\u00f3n ocurrida en los genes que dio origen al az\u00facar disponible en las ra\u00edces de la yuca azucarada”, dice Carvalho. Las mismas herramientas de la biotecnolog\u00eda gen\u00f3mica funcional y de la prote\u00f3mica utilizadas por el equipo de la Embrapa que identific\u00f3 la mutaci\u00f3n en los genes de la yuca azucarada fueron tambi\u00e9n usadas para selecionar la misma caracter\u00edstica en las variedades comerciales.<\/p>\n Alternativa factible<\/strong> – Producir alcohol combustible de la yuca no es novedad en Brasil. Desde los primeros tiempos de la implantaci\u00f3n del Proalcohol, el programa brasile\u00f1o creado en el final de 1975, la planta era considerada una alternativa factible para la producci\u00f3n de etanol. En aquella \u00e9poca, seis centrales fueron instalados en Brasil para la producci\u00f3n de alcohol a partir de la yuca. Entre 1978 y 1983 la Petrobras produjo el combustible en una unidad de Maranh\u00e3o. Sin embargo, como esos centrales fueron\u00a0 construidos en regiones poco tradicionales de producci\u00f3n de la planta, se volvieron no factibles. “Aunque existiesen muchos proyectos para estudios de la yuca en la \u00e9poca, pocos ten\u00edan base cient\u00edfica”, dice la ingeniera agr\u00f3noma Teresa Losada Valle, investigadora del Instituto Agron\u00f3mico (IAC), de Campinas, en el interior paulista, que hace 23 a\u00f1os investiga el tub\u00e9rculo. “Adem\u00e1s de eso, inexist\u00eda una tecnolog\u00eda eficiente para el cultivo en gran escala.”<\/p>\n Desde entonces, el escenario del cultivo de la yuca sufri\u00f3 modificaciones, con un considerable desarrollo tecnol\u00f3gico del cultivo, principalmente en los estados de Paran\u00e1, S\u00e3o Paulo y Mato Grosso del Sur. “En la regi\u00f3n situada en el \u00e1rea lim\u00edtrofe de los tres estados se form\u00f3 un complejo industrial que produce y procesa aproximadamente 6 millones de toneladas de ra\u00edces de yuca para harina y almid\u00f3n”, dice Teresa. Se cre\u00f3 tambi\u00e9n una industria de insumos especializados para el cultivo de la yuca totalmente brasile\u00f1o, lo que hace de la regi\u00f3n un punto de referencia mundial. “El Brasil es gran exportador de tecnolog\u00eda de yuca tanto en el \u00e1rea agr\u00edcola como en la industrial”, dice la investigadora, que tuvo recientemente un proyecto aprobado por el Consejo Nacional de Desarrollo Cient\u00edfico y Tecnol\u00f3gico (CNPq) para estudiar el tub\u00e9rculo para la producci\u00f3n de alcohol. “Con tecnolog\u00edas industriales, m\u00e1s de 600 productos pueden ser obtenidos de la f\u00e9cula de la yuca para su utilizaci\u00f3n en varios sectores, que comprenden desde la industria de alimentos, industria sider\u00fargica, farmac\u00e9utica, alimentaci\u00f3n animal, industria textil y del papel”, dice Carvalho. La planta volvi\u00f3 a entrar en la pauta de discusi\u00f3n para la producci\u00f3n de etanol desde que se intensific\u00f3 la b\u00fasqueda de combustibles renovables y no contaminantes. El almid\u00f3n tambi\u00e9n es una de las materias primas m\u00e1s cotizadas para sustituir a los productos de pl\u00e1stico fabricados con derivados del petr\u00f3leo.<\/p>\n Con relaci\u00f3n al procesamiento, as\u00ed como todas las materias primas amil\u00e1ceas (boniato y ma\u00edz), la yuca debe tener el almid\u00f3n roto en mol\u00e9culas menores para que pueda ser transformada en alcohol por las levaduras. En los anos 1970, ese proceso era bastante restrictivo, sin embargo actualmente las enzimas utilizadas en el proceso son eficientes, aunque a\u00fan con costos elevados, pero de f\u00e1cil adquisici\u00f3n. Y las perspectivas son de mejor\u00eda para el proceso, una vez que Estados Unidos est\u00e1n desarrollando nuevas tecnolog\u00edas para la producci\u00f3n de etanol a partir del ma\u00edz. “El almid\u00f3n es la forma de almacenamiento temporal de az\u00facares de las plantas”, explica Teresa. La yuca almacena ese polisac\u00e1rido, formado por la uni\u00f3n de varias mol\u00e9culas de glucosa, en las ra\u00edces para usar en caso de necesidad, como cuando falta agua o luz para la planta hacer la fotos\u00edntesis – funciona como una reserva energ\u00e9tica.<\/p>\n Para la investigadora, mientras la ca\u00f1a se desarroll\u00f3 como un sistema de producci\u00f3n de gran escala, as\u00ed como ocurri\u00f3 con el caucho y el caf\u00e9 anteriormente, la yuca para la producci\u00f3n de etanol puede basarse en un modelo totalmente diferente, fundamentado en peque\u00f1as propiedades agr\u00edcolas extremamente eficientes. “Podemos caminar hacia eso por dos motivos: por la propia fisiolog\u00eda de la planta y por el desarrollo tecnol\u00f3gico, que hasta ahora progres\u00f3 con m\u00e1quinas, equipamientos y sistemas de administraci\u00f3n y manejo para peque\u00f1as propiedades”, dice Teresa.<\/p>\n Una de las caracter\u00edsticas m\u00e1s relevantes de la yuca es la capacidad de producci\u00f3n, hasta en condiciones adversas. “En suelos pobres, con bajo nivel de fertilizantes, donde otros cultivos no son factibles o de alto riesgo, la planta tiene un desempe\u00f1o bastante satisfactorio”, explica la investigadora. Ese comportamiento es explicado por la eficiente asociaci\u00f3n de hongos con ra\u00edces de la yuca, conocida como micorrizas, y por la asociaci\u00f3n con otros micro-organismos fijadores de nitr\u00f3geno. La planta tambi\u00e9n es resistente a la falta de lluvias tanto en la siembra como durante el per\u00edodo productivo.<\/p>\n Alimento vacuno –<\/strong> La yuca es una planta perenne y, a partir del momento en que las ra\u00edces alcanzan una producci\u00f3n considerada satisfactoria, por alrededor de dos a\u00f1os, pueden ser recogidas, pero si se quedan en el campo contin\u00faan acumulando almid\u00f3n. Adem\u00e1s de la ra\u00edz para etanol, es posible aprovechar las ramas para alimentaci\u00f3n animal. Para una producci\u00f3n de 50 toneladas de ra\u00edz, son producidas de 40 a 50 toneladas de rama, que quedan abandonadas en el campo. “Esa rama es un excelente alimento principalmente para vacunos, porque ella tiene mucha fibra, almid\u00f3n, prote\u00edna, sales minerales y az\u00facares”, dice Teresa. Para usarla, basta picar y dejar evaporar el \u00e1cido cianh\u00eddrico, que es t\u00f3xico.<\/p>\n Una de las grandes ventajas para la explotaci\u00f3n de la yuca como productora de etanol es que no existe en el mundo un pa\u00eds que disponga de tanta diversidad gen\u00e9tica de esa planta como el Brasil, porque ella fue domesticada aqu\u00ed. El almid\u00f3n de la planta es\u00a0 una fuente energ\u00e9tica bastante eficiente. “Mientras 1 tonelada de ca\u00f1a produce 85 litros de alcohol, 1 tonelada de yuca con rendimiento de un 33% de almid\u00f3n y 2% de az\u00facares puede producir 211 litros de alcohol combustible, pero ya existen variedades con un 36% de almid\u00f3n”, dice Teresa.<\/p>\n Hasta con ese resultado favorable, el principal cuello de botella que la yuca es en relaci\u00f3n a la ca\u00f1a para la producci\u00f3n del etanol es la baja productividad agr\u00edcola. Datos del Instituto Brasile\u00f1o de Geograf\u00eda y Estad\u00edstica (IBGE) indican que en 2006 la productividad media brasile\u00f1a de la yuca qued\u00f3 en 14 toneladas por hect\u00e1rea (t\/ha), mientras la de la ca\u00f1a present\u00f3 rendimiento de 74,4 t\/ha en el mismo per\u00edodo. En el estado de S\u00e3o Paulo, la productividad media de la yuca para industria qued\u00f3 en alrededor de 26 t\/ha, pr\u00e1cticamente el doble de la nacional. El ma\u00edz, principal materia prima utilizada en Estados Unidos para la producci\u00f3n de etanol, present\u00f3 productividad media brasile\u00f1a de solamente 3,4 t\/ha.<\/p>\n Los costos de producci\u00f3n de la ca\u00f1a son menores si se comparan a los de la yuca. Seg\u00fan datos divulgados por el Centro de Estudios Avanzados en Econom\u00eda Aplicada (Cepea) de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz de la Universidad de S\u00e3o Paulo en Piracicaba, para la regi\u00f3n de Assis, en el interior paulista, el costo de la tonelada de la ca\u00f1a fue de 37,60 reales por tonelada en la zafra de 2005 a 2006, mientras el de la yuca correspondi\u00f3 a 84,52 reales por tonelada\u00a0 en el mismo per\u00edodo. “El hecho de que la yuca no presente factibilidad en comparaci\u00f3n con la ca\u00f1a de az\u00facar ocurre debido a elevadas inversiones realizadas en el sector sucro-alcoholero, que favorecieron ganancias en productividad agr\u00edcola y en rendimientos industriales”, dice el investigador F\u00e1bio Isaias Felipe, del Cepea, que public\u00f3 estudios conjuntos con Lucilio Rog\u00e9rio Aparecido Alves, de la misma instituci\u00f3n, sobre el alcohol de mandioca como fuente de energ\u00eda. El investigador cree que es posible viabilizar la producci\u00f3n de etanol de la yuca realizando los tratos culturales necesarios e invirtiendo en la tecnolog\u00eda agr\u00edcola. “Ciertamente conseguiremos resultados m\u00e1s favorables para la yuca, pero es necesario pensar en nichos espec\u00edficos de mercado, y no en la competencia con el alcohol a partir de la ca\u00f1a.”<\/p>\n Domesticaci\u00f3n ind\u00edgena<\/strong><\/em><\/p>\n Evidencias obtenidas en test de ADN y estudios arqueol\u00f3gicos se\u00f1alan el origen y la domesticaci\u00f3n de la yuca (Manihot esculenta) en una regi\u00f3n que comprende los estados de Acre, Rondonia y Mato Grosso hace aproximadamente 10 mil a 12 mil a\u00f1os. “El ancestral de la yuca surgi\u00f3 en aquella regi\u00f3n, indicando que la domesticaci\u00f3n fue hecha en la Amazonia”, dice el investigador Luiz Joaquim Castelo Branco Carvalho, de la Embrapa Recursos Gen\u00e9ticos y Biotecnolog\u00eda. El g\u00e9nero Manihot es constituido por 98 especies, 80 de l\u00e3s cuales existen en Brasil, 12 en M\u00e9xico y el resto en la Am\u00e9rica Central y del Norte. “Por la distribuci\u00f3n geogr\u00e1fica de las especies en las Am\u00e9ricas y el n\u00famero de ellas en locales espec\u00edficos es que se formulan las hip\u00f3tesis de posible domesticaci\u00f3n”, explica Carvalho. De las 98 especies de ese g\u00e9nero, solamente una de ellas, que existe en Brasil, fue domesticada y es cultivada por el hombre.<\/em><\/p>\n Con la tecnolog\u00eda del ADN se estableci\u00f3 que la yuca cultivada es derivada de una \u00fanica especie que ser\u00eda su ancestral, denominada Manihot esculenta ssp. flabellifolia. \u00a0“Las investigaciones arqueol\u00f3gicas relatan el hallazgo de residuos de mandioca en un sitio de m\u00e1s de 8.400 a\u00f1os en una regi\u00f3n de la Amaz\u00f3nia, en la frontera entre Brasil, Bolivia y Paraguay”, dice Carvalho. Ese hallazgo corrobora las investigaciones con ADN que indicaron que, alrededor de esa regi\u00f3n, fue encontrada la planta que dio origen a la yuca hace aproximadamente unos 10 a 12 mil a\u00f1os y, con eso, el inicio de la domesticaci\u00f3n por el hombre. El Proyecto<\/strong>
\n<\/em>
\n“La yuca es uno de los grandes legados ind\u00edgenas para el mundo moderno”, dice la investigadora Teresa Losada Valle, del IAC. Las culturas ind\u00edgenas, que hicieron de la yuca su base alimentaria, ayudaron en la domesticaci\u00f3n de plantas que en la actualidad podemos identificar como sofisticados procesos biol\u00f3gicos y bioqu\u00edmicos de gran utilidad en la agricultura moderna. “La ra\u00edz altamente t\u00f3xica de la yuca brava, una variedad que contiene una alta proporci\u00f3n de \u00e1cido cianh\u00eddrico, se transformaba en harina de yuca sin ning\u00fan vestigio de veneno y f\u00e1cilmente almacenable”, dice Teresa. El mismo proceso es utilizado hasta hoy. En la regi\u00f3n fronteriza entre Brasil y Paraguay, tribus ind\u00edgenas desarrollaron variedades mansas, con reducid\u00edsima cantidad de sustancias t\u00f3xicas. La yuca se convirti\u00f3 una planta tan eficiente que se volvi\u00f3 un alimento b\u00e1sico en la cultura de la Amazonia antes del descubrimiento, as\u00ed como el ma\u00edz en la regi\u00f3n de M\u00e9xico y la papa en los Andes.<\/em><\/p>\n
\nInfluencia de la densidad poblacional en diferentes \u00e9pocas de recolecta en la producci\u00f3n y en la calidad de las ra\u00edces de mandioca de mesa (Manihot esculenta Crantz)
\nModalidad
\n<\/strong><\/em>Auxilio Regular a la investigaci\u00f3n
\nCoordinadora
\n<\/em><\/strong>Teresa Losada Valle – IAC
\nInversi\u00f3n
\n<\/strong><\/em>11.250,00 reales y 537,40 d\u00f3lares estadounidenses (FAPESP)
\nEl Proyecto
\n<\/strong>Dividido en tres fases:
\n<\/em>1 – Recolecta del germoplasma y reconocimiento del centro de origen y domesticaci\u00f3n de la mandioca (de 1996 a 2001)
\n2 – Generaci\u00f3n y utilizaci\u00f3n de las herramientas biotecnol\u00f3gicas para la identificaci\u00f3n de las mutaciones (2002 a 2004)
\n3 – Test de funcionalidad gen\u00e9tica de las mutaciones y generaci\u00f3n de las variedades comerciales (de 2005 en adelante)
\nCoordinador
\n<\/em><\/strong>Luiz Joaquim Castelo Branco Carvalho – Embrapa
\nInversiones
\n<\/em><\/strong>1 – 180 mil d\u00f3lares (Fundaci\u00f3n Rockefeller)
\n2 – 194 mil reales (Embrapa Recursos Gen\u00e9ticos y Biotecnolog\u00eda); 160 mil reales (CNPq)
\n3 – 160 mil euros (Agencia Internacional de Energ\u00eda At\u00f3mica – IAEA, en la sigla en ingl\u00e9s)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Variedad de ra\u00edz azucarada reduce etapas en el proceso de producci\u00f3n del alcohol combustible","protected":false},"author":22,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[276,296],"coauthors":[115],"class_list":["post-83669","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-bioenergia-es","tag-energia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83669","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/22"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=83669"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83669\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=83669"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=83669"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=83669"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=83669"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}