Sobresalientes son las aplicaciones propias del cultivo de cáñamo hacia el cuidado del ambiente. Mostramos que es posible un desarrollo productivo e industrial a partir de una simple y, pero a la vez, sofisticada planta.
A continuación, una lista de los atributos que hacen a la planta de Cannabis una excelente opción si queremos pensar en un futuro más sustentable.
Cáñamo para la fitorremediación
El cáñamo quita metales pesados del suelo, es decir que tiene la capacidad de descontaminar los suelos. Según cita un estudio del Departamento de Agricultura, Alimentos y Ambiente y la Universidad de Catania de Italia, «se testearon dos variedades de cáñamo en suelos contaminados con metales pesados como plomo, cadmio y níquel durante 2021 y 2022. Esos metales pesados no se eligieron por qué sí. Son los más prevalentes en los suelos contaminados italianos.”
La investigación científica demostró la capacidad “para translocar metales del suelo a las partes aéreas de las plantas, lo que sugiere un buen potencial para el proceso de fitoextracción.”
No es el único estudio que ha relevado la capacidad del cáñamo de extraer metales pesados del suelo a la planta. La bibliografía sustenta que el cáñamo puede ofrecer una solución sostenible y económica para la descontaminación del suelo.
Entre las conclusiones del estudio se sugiere que éstas plantas que absorben y guardan metales pesados pueden ser utilizadas para biomasa sin generar más impactos ambientales. “La biomasa restante, como tallos y hojas, se puede valorizar aún más mediante su conversión en bioenergía, lo que aumenta el interés del cáñamo industrial”, señalaron los investigadores italianos.
Secuestrador de CO2
El cáñamo tiene la capacidad de absorber carbono de la atmósfera con el doble de eficacia que los bosques y, al mismo tiempo, proporcionar biomateriales negativos en carbono, según Darshil Shah, investigador principal del Centro de Innovación de Materiales Naturales de Cambridge. “Numerosos estudios estiman que el cáñamo es uno de los mejores convertidores de CO2 a biomasa. Es incluso más eficaz que los árboles”, agregó Shah. “El cáñamo industrial absorbe entre 8 y 15 toneladas de CO2 por hectárea de cultivo. En comparación, los bosques normalmente capturan de 2 a 6 toneladas de CO2 por hectárea por año, dependiendo del número de años de crecimiento, la región climática, el tipo de árboles, etc.”, explicó el científico.
El Centro para la Innovación de Materiales Naturales, que forma parte del Departamento de Arquitectura de la Universidad de Cambridge, realiza investigaciones sobre biomateriales con el fin de “transformar la forma en que construimos para lograr cero emisiones de carbono”. El trabajo de Shah abarca la madera para aplicaciones de ingeniería, el bambú y los compuestos de fibra natural, así como el cáñamo, que describió como “un cultivo de usos múltiples que ofrece materiales y recursos en múltiples formas”.
Bioplásticos
Cada día, miles de millones de toneladas de plástico terminan en nuestros mares, ríos y suelos, contribuyendo a una crisis ambiental sin precedentes. Entre los productos más comunes se encuentran los desechables de un sólo uso, como son las pajitas (sorbetes o popotes) o los cubiertos (vajillas), que contribuyen significativamente a la contaminación global. Los microplásticos, residuos de estos materiales contaminantes, se fragmentan en el medio ambiente y tienen efectos devastadores sobre el ambiente y, por consiguiente, también sobre nuestra salud. Según el movimiento The Last Plastic Straw, estima que en Estados Unidos se utilizan más de 500 millones de sorbetes de plástico cada día.
Los bioplásticos derivados del cáñamo representan una solución innovadora. Se pueden fabricar a partir del descarte de la biomasa de la planta, siendo éstos productos biodegradables y compostables, es decir, en condiciones adversas se descomponen naturalmente.
Un estudio publicado en Science Advances, el 91% del plástico producido termina en la basura o, peor aún, en el ambiente. A pesar de los esfuerzos para aumentar el reciclaje, la gran mayoría del plástico sigue siendo desechable. Cuando residuos, como pajitas o cubiertos, entran en los ecosistemas, se degradan en pequeños fragmentos de microplásticos que acaban contaminando todo el planeta – incluso en los glaciares y en los fondos oceánicos – entran en la cadena alimentaria y representan un riesgo para la salud humana y animal.
En suma, otro estudio, realizado por la Universidad de Newcastle en Australia y encargado por el WWF, encontró que cada semana ingerimos un promedio de cinco gramos de microplásticos, el equivalente a una tarjeta de crédito, principalmente a través del agua, pero también a través de alimentos como el pescado y los moluscos. Las consecuencias de estas sustancias en el cuerpo humano siguen siendo objeto de estudio, pero muchos investigadores creen que pueden interferir con el sistema endocrino y contribuir a la inflamación crónica.
La empresa fabricante Hemptensils™ di GreenTek Packaging, dicen que se degradan por completo en un período de tiempo comprendido entre unas semanas y 3 meses. También, éstos objetos pueden ser sometidos a temperaturas muy diferentes: desde la conservación de los alimentos en el congelador hasta el calentamiento de los alimentos en el microondas.
Cáñamo en la bioconstrucción
Para la reconstrucción del ayuntamiento de Voorst, en la boscosa campiña del este de los Países Bajos, el estudio de arquitectura De Twee Snoeken desarrolló una fachada de hormigón de cáñamo fabricada con tallos de plantas recolectadas en la región. Se trata de una de las aplicaciones más importantes de este material biológico en la región. De hecho, no sólo ganó la licitación sino que fue nominado al premio al mejor edificio del año 2023 del Real Instituto de Arquitectos Holandeses (BNA).
La empresa local holandesa desarrolló el proyecto con una innovadora fachada envolvente fabricada con cáñamo cultivado en la región. «El entorno en el que se encuentra el edificio es realmente hermoso y natural», explica Joost Roefs, arquitecto del proyecto. «El ayuntamiento dijo que no quería un edificio extremo y llamativo. Los habitantes de Voorst tienen los pies en el suelo, así que queríamos que el edificio fuera algo especial sin alardes.»
El hormigón de cáñamo tiene una textura en capas similar a la del adobe (símil tierra) pero con la característica añadida de ser aislante. No se utiliza como material de carga y, por tanto, para el edificio Voorst se podían fabricar muros de sólo 38 mm de grosor, lo que daría más espacio al programa interior. La elección fue, pues, natural.
El cáñamo es neutro en carbono, reciclable y biodegradable. Tiene una baja energía incorporada y no produce subproductos contaminantes. Se puede cultivar sin pesticidas y puede ayudar a regenerar suelos agotados. A diferencia del hormigón, que emite grandes cantidades de CO2 durante su producción, el cáñamo absorbe CO2 de la atmósfera. Para la fachada de Voorst se plantaron 13 hectáreas de cáñamo en la cercana ciudad de Groningen, que se cosecharon al cabo de cuatro meses, consumiendo unas 200 toneladas de CO2.
Los materiales del cáñamo son resistentes al fuego y al moho. Es un material ligero y poroso que ‘respira’ para permitir la regulación del aire y la humedad; su porosidad también le confiere la característica de ser aislante y acústico para unas condiciones de trabajo interiores más confortables. Por todas estas razones, puede tener el efecto de reducir el consumo de energía a largo plazo de un edificio y resultar en un retorno neto positivo para el medio ambiente.
Cáñamo para fabricar baterías
Ésta fuente vegetal volvió a la actualidad en 2014 tras los estudios de David Mitlin, investigador de la Clarkson University de Nueva York y publicados en el Journal of America Chemical Society, que había utilizado los residuos de un cultivo de cáñamo para hacer un material similar al grafeno en características, pero mucho más barato de hacer.
Si bien es una tecnología en pleno estudio, ha llegado el anuncio de una compañía estadounidense con sede en Texas, Bemp Research Corp., que había desarrollado una batería alternativa a la de iones de litio (Li-ion), con una tecnología desarrollada para baterías de azufre de litio (LiS) llamada B4C-hemp, abreviatura de «carburo de boro obtenido del cáñamo».
Diseñados y probados de forma independiente en la Universidad de Wisconsin-Milwaukee (UWM), los prototipos de tecnología LiS/B4C-hemp de Bemp ofrecen ventajas significativas sobre las baterías de iones de litio. La compañía afirma superarían los desafíos en términos de costo, peso, escalabilidad, rendimiento y reciclabilidad.
Según los fabricantes dicen que las baterías LiS/B4C-hemp son superiores a las baterías de iones de litio en términos de densidad energética gravimétrica, seguridad y, sobre todo, coste y respeto del medio ambiente. Se utilizan materiales ligeros y abundantes como azufre, boro y cáñamo, en lugar de metales pesados como el níquel y el cobalto. Las baterías LiS/B4C-hemp podrán ser ideales para vehículos pesados o hasta para aviones eléctricos.
Éstas baterías LiS/B4C-hemp son más seguras que los iones de litio porque si la batería está dañada, perforada, doblada o aplastada, el azufre reacciona inmediatamente con el litio formando una capa pasiva, por lo que no se quema. Al no haber óxido metálico, no hay riesgo de fuga térmica como en los químicos de iones de litio.
Otra ventaja es que pueden cargarse completamente en 20 minutos y siguen teniendo una densidad de energía gravimétrica doble que las mejores baterías de iones de litio. La duración del ciclo también es muy buena para la ingeniería de litio-azufre y se estima que pueden durar 100 mil millas (equivalente a 160 mil km aprox.) antes de ser recicladas o recuperadas.
Los fabricantes dicen que se espera que la producción en masa comience en 2026.
Producción de papel:
Un potencial del uso de fibra de cáñamo es en la industria del papel, comparado en lo referente a las disponibilidad de cultivos forestales con fines comerciales, que inicialmente se destinan para la siembra y producción de recursos madereros. Se ha considerado de importancia demostrar que el cáñamo, como fuente de producción primaria, brinda ventajas competitivas económicas, ambientales y sociales frente a los cultivos tradicionales.
Según el estudio realizado por la Universidad de Bogotá (UTADEO) dice que “El cáñamo industrial es un material orgánico que presenta concentraciones significativas de polisacáridos (lignina, hemicelulosa y celulosa), los cuales son componentes básicos de sus fibras naturales. Ésta especie además contiene extractos y otros compuestos que pueden ser el punto de partida para el desarrollo de productos con alto valor agregado.
Es un recurso no maderero con factores característicos desde la siembra, tales como un consumo mínimo de agua, un rápido crecimiento de la planta (en comparación con las plantaciones de eucalipto, pino y caña de azúcar, las cuales son actualmente la materia base de la industria papelera), versatilidad, fácil manipulación y un rendimiento superior al de otros cultivos no madereros.”
El estudio arrojó los siguientes datos y resultados:
- El contenido de lignina fue de 12,8%. Comparado con registros de materiales lignocelulósicos similares, como la madera (15-25%), el bagazo de caña (14%) y la paja de arroz (6,1%). Este contenido es un indicativo de que el cáñamo representa un recurso con aplicaciones que van desde la producción de etanol, de dispersantes de pesticidas, emulsificantes y secuestradores de metales pesados y la composición de formulaciones para mejorar las propiedades de desempeño de resinas o adhesivos, hasta la producción de carbón activado.
- Es una excelente fuente de celulosa (50,3%) en comparación con otros materiales lignocelulósicos, como el bambú (34,5%), el coco (46%), la paja de trigo (30%), las hojas de maíz (45%), el residuo de la caña de azúcar (40%) e incluso la madera (38-50%), los cuales son las materias primas de mayor potencial en la industria. Es de importancia destacar que no todos los residuos orgánicos son favorables para la obtención de pulpa para la producción de papel. Así, los residuos con potencial de producción están por encima del 44% de celulosa.
- Registra un contenido de hemicelulosa de 27,8%, un porcentaje superior al registrado por algunos materiales lignocelulósicos con potencial en la industria, como las maderas blandas (23-31%), las maderas duras (20-40%), la paja (23-38%), la hoja de tusa del maíz (11-31%), la corona de piña (14-50%) y el tallo de maíz (20%). Dicho porcentaje lo convierte en material adecuado para la producción de biocombustibles y otros productos derivados del azúcar, tales como bioetanol, biobutanol, furfural y xilital, entre otros.
- El contenido de cenizas (2,3%) está dentro de los parámetros ideales para funcionar como fertilizante. Puede ser muy valioso ya que contiene 24% de óxido de calcio (CaO), 4,85% de óxido fosfórico (P2O5) y 6,3% de óxido de potasio (K2O).
Cáñamo para producir biocombustibles:
A diferencia de la gasolina (derivada del petróleo) que todos conocemos, el biocombustible se obtiene a partir de organismos vivos: desde material o biomasa vegetal, hasta otras sustancias como grasa animal o aceite vegetal. Normalmente se mezclan con el combustible normal para crear un producto que no sea tan perjudicial para el medio ambiente.
Los biocombustibles se clasifican en dos tipos principales: etanol y biodiesel.
El etanol es simplemente alcohol puro, hecho principalmente a partir de caña de azúcar y maíz. La mezcla de etanol-combustible más habitual es la E10, que consiste en un 90% de gasolina y un 10% de etanol. Pero algunos vehículos funcionan con la E85, que contiene un mayor porcentaje de etanol, entre el 51-83%. En cambio, el biodiesel se fabrica a partir de grasa animal o aceite vegetal. De hecho, algunas empresas utilizan residuos de la cocina de restaurantes locales. El tipo de biodiesel más habitual es el llamado B20. Compuesto por un 80% de gasolina y un 20% de biodiesel, se dice que reduce las emisiones de carbono en un 20%.
Utilizar cáñamo para la producción de etanol (tallos y biomasa) evita el posible problema de usar demasiados cultivos alimentarios, como el maíz y el trigo. De hecho, un estudio de 2011, el rendimiento energético de la biomasa de cáñamo fue un 120% mayor que el de la paja del trigo y, del mismo modo, el cultivo de cáñamo no requiere demasiada agua en comparación con las plantas de maíz que necesitan unos 56cm, casi el doble que las de cáñamo que sólo necesitan entre 30-40cm para lograr grandes cosechas.
En última instancia, además, esto hace que la producción de alimentos sea más eficiente, a la vez que minimiza su alteración. Al mismo tiempo, el cáñamo es mucho más fácil de cultivar en comparación con otros cultivos alimentarios. Crecen como hierbas adventicias, pudiendo prosperar incluso en terrenos con condiciones de baja calidad.
Por su parte, el biodiesel de cáñamo (semillas) tiene varias ventajas con respecto a sus equivalentes. Un estudio de 2015 sugiere que es «mucho más limpio» en comparación con los biocombustibles de soja y colza. Además, las plantas de cáñamo crecen con más rapidez y abundancia necesitando un máximo de seis meses para llegar a la cosecha. Llegan hasta 4,5m de altura y producir una media de 318kg (aprox.) de grano por cada 0,4 hectáreas, siendo su contenido en aceite del 30-35% del peso de la semilla, lo que da un rendimiento de aproximadamente 780 litros por hectárea. Es mucho menos que el aceite de palma y coco, pero más del doble que la colza, el maní y el girasol, y cuatro veces más que la soja.
A su vez, tiene un punto de ignición más elevado, es decir, la temperatura a la que se inflama. Por ello, este tipo de biodiesel es mucho más fácil de almacenar, transportar y manipular en general. Por lo que, lo único negativo es que el biodiesel en sí mismo es menos eficiente que la gasolina convencional. Un estudio de la Universidad Estatal de Pennsylvania dice que el biodiesel tiene 117.000 BTU en comparación con los 131.000 BTU de la gasolina. Esto significa menos potencia, y posiblemente un menor ahorro de combustible.
Más cáñamo, más abejas:
Según un estudio publicado en una revista científica donde investigadores de la Universidad Estatal de Colorado (EEUU) instalaron diez trampas en los campos de cáñamo del norte del estado y recogieron abejas en el transcurso de cinco días durante la temporada pico de floración.
El equipo informó de 20 géneros diferentes de abejas que acudían al cáñamo en flor, demostrando que este cultivo es capaz de atraer a polinizadores tan importantes como estos, ya que el polen de las flores de cáñamo macho es usado para alimentar a las larvas de abejas. Si bien la especie vegetal no produce néctar, la naturaleza abundante y rica en polen de las flores machos, lo hace un cultivo ecológicamente importante para mitigar la disminución de los polinizadores más importantes.
Cuando los investigadores observaron más de cerca la colección, encontraron cerca de 2.000 abejas, de las cuales el 38 % eran abejas melíferas clásicas. En concreto encontraron Apis mellifera (38%), Melissodes (25%), Peponapis (16%) y Bombus (5%) que representaban más del 80% del total de abejas en las muestras. La investigación es más que interesante, porque significa que los campos de cáñamo crean una especie de ecosistema propicio y ecológicamente benéfico cuyas flores pueden atraer a una amplia gama de abejas silvestres, además de generar una biodiversidad en general.
Como englobando todas estas características, el Observatorio Europeo de Consumo y Cultivo vincula la regulación del cáñamo con el cumplimiento de la mayoría de los objetivos de desarrollo sostenible de la Agenda 2030, según un informe que han entregado a sus Gobiernos.
“Simplemente es una planta en el centro de un millón de problemas y con otro millón de emergencias. Por ello, la Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible y su millón de temáticas constituyen una matriz relevante para analizar el Cannabis y las políticas públicas al respecto.” Así dice el informe.
“Debido a sus características, a su cultivo y usos masivos, y a la diversidad de aplicaciones de los productos derivados de la planta, se encontró un vínculo entre la planta de Cannabis Sativa L. (y sus políticas públicas) y al menos 64 de las 169 metas que forman parte de 15 de los ODS entre los 17 con que cuenta la Agenda 2030”. Así afirma la hoja de ruta mundial aprobada por todos los Estados Miembros de las Naciones Unidas (ONU). “La sostenibilidad en relación con el cáñamo, también, se relaciona con 75 de las 104 recomendaciones operacionales.” concluye otro documento cardinal adoptado por el UNGASS en el 30º periodo extraordinario de sesiones de la Asamblea General de la ONU.
No es cuestión de seguir mostrando las aptitudes de la planta sino proponérselo y tener una política acorde que otorgue facilidades, aliente y apoye el cultivo de cáñamo. Un recurso al alcance y sustentable.