El cultivo del nopal no sólo es uno de los cultivos de mayor importancia en México, sobre todo en el altiplano y centro del país, sino que también representa una opción energética viable y superior para la producción de biogás y energía eléctrica comparándolo con la jatropha, y otras biomasas, como la yuca, el maíz, la cebada y la caña de azúcar, ente otros cultivos. En México existen 104 especies de Nopal, de las cuales 53 son endémicas.
México tiene una superficie sembrada de 12,500 hectáreas de nopal verdura y una producción de más de un millón de toneladas, alcanzando rendimientos promedio de hasta 100 ton/ha. Milpa Alta, en el Distrito Federal, y el municipio de Tlalnepantla, en Morelos, cosechan los mayores volúmenes de nopal verdura, con 293 mil y 255 mil toneladas, respectivamente. Casi el 90% de la producción de nopal verdura se concentra en el altiplano y centro del país.
Es importante mencionar que el nopal se puede cultivar en suelos degradados o de baja calidad, puesto que se adapta bien a condiciones ambientales desfavorables, por lo que en muchas regiones de México tiene potencial. El consumo de agua de este cultivo es bajo e incluso se puede cultivar en condiciones extremas de sequía.
Aproximadamente el 90% de la biomasa del nopal se puede transformar en biogás, y el 10% restante se transforma en sedimento y es arrastrado con agua que liberan las células de los nopales. El proceso genera sedimento orgánico y agua como subproductos, los cuales pueden ser tratados mediante lombricultura y así obtener humus para su incorporación al suelo y nutrición de los cultivos. El agua nitrogenada obtenida del reactor puede ser incorporada nuevamente en las plantaciones de nopal como fertilizante reinyectado en el sistema de riego tecnificado.
El nopal además se puede aprovechar como verdura, tuna, grana cochinilla (colorante), para producir cosméticos y medicinas, como forraje para ganado y para producir energía eléctrica y biogás. Además, puede generar polos de desarrollo sustentables, tanto económicos, sociales y ambientales. La energía del nopal es limpia, puede generar empleos permanentes y solucionar el problema energético en forma sustentable a corto, mediano y largo plazo.
La productividad energética del nopal depende del rendimiento del biogás, su contenido de metano y el rendimiento del cultivo (ton/ha). En el laboratorio del Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE) se ha producido lo equivalente a 30 y 40 m3 de biogás/ton de nopal fresco. En la planta de Zitácuaro, en Michoacán, se obtiene más del 70% de gas metano, del biogás, con una productividad de 100 m3 de biogás por tonelada de nopal. La alta densidad de plantación y su alta productividad (hasta 1000 ton/ha/año) le permiten competir con otras energías renovables de manera favorable.
El biogás del nopal contiene metano al igual que el gas natural, no obstante su producción no requiere maquinaria o dispositivos de alta complejidad, a diferencia del gas natural. El biogás contiene básicamente metano, dióxido de carbono y otros gases menores, por lo cual presenta ventajas en su manejo, aunque no tiene la misma capacidad calorífica; sin embargo, con tecnología avanzada de limpieza del CO2, alcanza el mismo valor calorífico y es más limpio. Por ello se puede utilizar exactamente igual como el gas natural y los equipos que son útiles para gas natural (cocina, estufa, etc.) perfectamente pueden usar biogás de nopal sin mayores modificaciones.
