Este documento describe las debilidades y desafíos tecnológicos del sector de biocombustibles en Argentina. Entre las principales debilidades se encuentran el escaso desarrollo de alternativas para el tratamiento de efluentes industriales, la falta de esquemas flexibles para producir azúcar y etanol, las limitadas experiencias para obtener biocombustibles a partir de cereales, y el bajo desarrollo de cultivos energéticos en zonas marginales. Superar estas debilidades requiere desarrollos científico-tecnol
3. 2
BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Perfil sectorial
Las perspectivas de agotamiento de los combustibles sólidos sumado a la demanda creciente de energía, posiciona a los biocombustibles como
alternativa energética renovable, en el marco de la creciente valoración de combustibles que tengan bajo impacto en las emisiones de carbono. Entre
los principales biocombustibles se encuentran los de primera generación tal como el biodiesel -proveniente del procesamiento de aceites vegetales
como las oleaginosas- y el bioetanol - obtenido principalmente a partir de la fermentación de azúcares-. Diversos cereales tales como el maíz y el
sorgo, son utilizados también para la producción de bioetanol.
Los biocombustibles denominados de segunda generación –por ejemplo, el biogas-, provienen de la fermentación de desechos orgánicos.
La conversión de una tonelada de bioetanol es el equivalente a 20 toneladas de caña de azúcar o de 3,5 toneladas de maíz, quedando como residuos el
bagazo de caña y granos y solubles secos destilados en cada uno de los casos.
Contexto Internacional
El bioetanol constituye el 90% del biocombustible producido a nivel mundial, siendo la producción de biodiesel el 10% restante. La producción
mundial de bioetanol y biodiesel aumentó cerca de un 30% en 2007, alcanzando 47,4 millones de toneladas de producción total.
Los principales destinos del bioetanol son la producción de combustibles (61%) y, en menor medida, la industria (29%) y bebidas (10%). Con un nivel
de producción de aproximadamente 39,5 millones de toneladas en el año 2007, se continúa evidenciando una tendencia positiva en materia de
crecimiento. Entre los principales productores se ubican EE.UU y Brasil -con maíz y caña de azúcar respectivamente-, los cuales concentran en forma
conjunta el 87% del total del mercado mundial. Brasil, Francia, Arabia Saudita y EE.UU. son los principales exportadores, mientras que entre los
principales importadores se destacan EE.UU., Japón, Alemania y Corea del Sur.
Según las proyecciones para el 2010, la demanda mundial de bioetanol podría ascender a cerca de 60.000 millones de litros. En la Unión Europea ya
se encuentra reglamentada la ley a partir de la cual se debe incorporar el 5,75% del combustible (biofuels) para transporte de los 25 países que la
conforman. En el caso de China se espera que esa proporción se incremente al 10% hacia el 2020.
El sector en la Argentina
Actualmente, la totalidad del alcohol que se produce en la Argentina es de tipo hidratado, alcanzando un total de cerca de 180 millones de toneladas,
de las cuales más del 60% se dirigen al mercado doméstico y, en particular, a la industria. Cerca del 90% de la producción doméstica se destila en los
ingenios azucareros del noroeste argentino (NOA) en las provincias de Salta, Jujuy y Tucumán, destacándose el rol de la caña de azúcar en el
programa alconafta de los años `80 que posteriormente fuera desarticulado.
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Perfil sectorial
Como fue mencionado, en la actualidad no se produce alcohol etílico anhidro pero, a nivel nacional y en el marco de la Ley de Biocombustibles, existe
una demanda cautiva hacia el 2010 de bioetanol como biocombustible -para atender el corte obligatorio del 5%- de 160 mil toneladas de bioetanol
(ascendiendo a aproximadamente 180 mil toneladas hacia el 2010).
Estructura de la cadena productiva
Si bien en la actualidad no existe una cadena productiva de alcohol etílico anhidro, con la promulgación de la ley nacional de biocombustibles se
espera que ésta se establezca. En cuanto a la organización de la cadena, los principales actores son los productores de azúcar, principalmente los
ingenios, puesto que la caña es la materia prima de mayor utilización para la fermentación. Como fue mencionado, estos productores se encuentran
principalmente en el noroeste del país.
En cuanto al ordenamiento territorial de la producción de alcohol etílico anhidro, es de suponer que los centros de producción se instalarán cerca de las
zonas donde se realicen los cultivos de las especies que servirán de materia prima para la producción de este biocombustible.
Sin embargo, otros cultivos que pueden utilizarse para la producción de alcohol etílico anhidro son el maíz y sorgo. La producción de maíz en la
Argentina se encuentra principalmente en la zona de la Pampa Húmeda (Centro del país). En cuanto a la producción del sorgo, su producción se ha
visto desplazada a zonas marginales debido a que es un cultivo más rústico, y también por una cuestión de precio y volumen de producción (Centro-
Norte del país).
5. 4
BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Esquema de la cadena productiva
Mercado
Interno
Comercialización
Preparación de la materia
prima
IndustriaPrimario
Azúcares
Cereales
Biomasa
• Caña de
azúcar.
• Remolacha.
• Maíz.
• Trigo.
• Cebada.
• Sorgo.
• Madera.
• Residuos de
podas.
• RSU
Recogida
Limpieza del
grano
Acondicionamiento
Obtención del azúcar
Fermentación /
Destilación
Triturado
Filtrado
Molienda
Trituración
Licuefacción
Cocción
Sacarificación
1a hidrólisis
ácida
Separación L/S
2ª hidrólisis
ácida
Etanol
Hidratado
Etanol
Hidratado
Etanol
Hidratado
Etanol
Hidratado
Deshidratación
Bioetanol
Bioetanol
Bioetanol
Bioetanol
• Combustible.
• Aditiva a las
gasolinas.
• Pilas de
combustibles.
Etapa
Principales
Actividades
Sector
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Perfil sectorial
Oportunidades de mejora y mercados potenciales
La creciente demanda de fuentes energéticas en la Argentina impulsada fundamentalmente por el fuerte crecimiento de la economía, y especialmente
de las economías regionales, presenta al sector azucarero en su conjunto una oportunidad para recuperar las experiencias del pasado (década del 80)
referidas a la producción de bioetanol, e impulsarla de un modo innovador, para así satisfacer parte de esta demanda energética. En este sentido, una
de las principales oportunidades de mejora del sector refiere al desarrollo de capacidades industriales en los Ingenios, para realizar la deshidratación
del etanol obtenido en la producción de azúcar (etanol anhidro de uso como combustible).
A partir de ello es necesario desarrollar esquemas flexibles para la producción mixta de azúcar y/o etanol en proporciones que respondan a las
demandas del momento en el mercado (producción mixta variable). Esto posibilitará una mayor capacidad de adaptación de los ingenios a variaciones
en la demanda de alcohol y azúcar.
Otra oportunidad de mejora del sector refiere al desarrollo de cultivos energéticos que no compitan con alimentos y presenten alto rendimiento en
zonas marginales, lo cuál permitirá incrementar la producción de alcohol para la transformación en bioetanol. También se requiere mejorar la
productividad y calidad en el ejercicio de prácticas de plantación y cultivos deficientes (preparación del suelo, diseño y densidad de plantación, otras).
El uso racional de energía y de agua en la industria sucro-alcoholera logrará disminuir los consumos de energía y agua en proceso y así reducir los
costos de producción. A su vez, esta mayor eficiencia incentivará la inversión de los ingenios para el desarrollo de esquemas flexibles para la
producción mixta de azúcar y/o etanol.
Finalmente, el sector ha detectado una oportunidad en el desarrollo de alternativas científico-tecnológicas para el tratamiento y aprovechamiento de
efluentes industriales (vinaza). A partir de estos tratamientos se podría utilizar como fertilizante potásico y como fuente de generación alternativa de
energía.
En conjunto, al sector se le presentan oportunidades de mejora que en caso de encararlas, pueden transformarlo a nivel estructural, profundizando la
producción de azúcar y de bioetanol, y orientándose a la relevante demanda de estos productos tanto en el mercado nacional como internacional.
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico
Escaso desarrollo de alternativas científico tecnológicas para el tratamiento y aprovechamiento de efluentes industriales (vinaza)
Insuficiente desarrollo de esquemas flexibles para la producción mixta de azúcar y/o etanol en proporciones que respondan a las
demandas del momento en el mercado (producción mixta variable)
Escasas experiencias y falta de instalaciones industriales para la obtención de biocombustibles a partir de cereales
Limitado desarrollo de cultivos energéticos que no compitan con alimentos y presenten alto rendimiento en zonas marginales
Alto porcentaje de los Ingenios carecen de capacidades industriales para realizar la deshidratación del etanol obtenido en la
producción de azúcar (etanol anhidro de uso como combustible)
Pérdida de productividad y calidad por el ejercicio de prácticas de plantación y cultivos deficientes (preparación del suelo, diseño y
densidad de plantación, otras)
7 Limitado desarrollo de propuestas de uso racional de energía y de agua en la industria sucro-alcoholera
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico
Descripción del problema
La evaluación de producción de biocombustibles líquidos requiere del análisis de rendimientos comparativos en materia de eficiencia energética, aptitud
climática y de suelos, áreas posibles de implantación, disponibilidad de variedades de semillas, tecnología de fabricación y logística entre otros.
Actualmente, la obtención del bioetanol se realiza en su mayoría a través de materia prima de primera generación, es decir, a partir de la fermentación
de azúcares que se encuentran en la remolacha, maíz, cebada, trigo, caña de azúcar, sorgo u otros cultivos energéticos. La mezcla de bioetanol con
gasolina produce un combustible de alto poder energético con características semejantes a la gasolina con la ventaja de una importante reducción de las
emisiones contaminantes en los motores tradicionales de combustión.
La obtención de bioetanol a partir de caña evidencia el mayor grado de eficiencia energética o tasa de retorno energético (valor 7) en relación, por
ejemplo, de la remolacha azucarera (1,3) y aún del sorgo azucarado (5). En este último caso, existen proyectos que proponen estudiar y cuantificar el
contenido de azúcar en los tallos del sorgo, eligiendo el mejor momento del desarrollo de la planta. El sorgo dulce no sólo permite obtener sacarosa a
través de los tallos (mediante el pasaje por trapiche) sino también deja como residuo un bagazo similar al de caña de azúcar. Otra de las ventajas que
dispone este tipo de sorgo es la resistencia a sequías y altas temperaturas, por lo que lo posiciona con alto potencial en zonas tales como el norte del país.
El agregado de bioetanol en la nafta, reduce las emisiones de monóxido de carbono y, en menor medida, las de óxido nitroso.
El biodiesel mezclado con diesel normal genera mezclas que pueden ser utilizadas en todos los motores diesel sin ninguna modificación de los motores,
obteniendo rendimientos similares con un menor grado de contaminación. El mismo puede obtenerse a partir del procesamiento de aceites vegetales
tanto usados y reciclados como aceites obtenidos de semillas oleaginosas de cultivos tales como girasol, colza, soja, cártamo, jatropa, palma u otros. Sin
embargo, la cantidad de litros de biodiesel y la eficiencia energética resulta dispar entre los diferentes cultivos. Por ejemplo, a partir de la soja se
obtienen 520 litros/ha., siendo que la palma permite obtener 4.000 litros/ha., aunque resulta más eficiente la colza en producción de aceite.
Limitado desarrollo de cultivos energéticos que no compitan con alimentos y presenten alto rendimiento en zonas marginales1
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico
Otra alternativa a las cosechas dedicadas a fines energéticos, es el uso de residuos de procesos agrícolas, forestales o industriales, con alto contenido en
biomasa, también denominados de segunda generación. Estos residuos pueden ir desde la paja de cereal, RSU (residuos sólidos urbanos), celulosa de la
caña de azúcar, cáscaras de algunos granos u otros. Los residuos tienen las ventajas de su bajo coste -son parte no necesaria de otros productos o
procesos- salvo cuando son utilizados en la alimentación del ganado, lo que permite despegarse del valor internacional de los commodities y no competir
con la alimentación. Los RSU tienen un alto contenido en materia orgánica -como papel o madera- que los convierte en una potencial fuente de materia
prima, aunque debido a su diversa procedencia pueden contener otros materiales cuyo proceso de separación incremente el precio de la obtención del
bioetanol. Según su origen se pueden clasificar en:
• Biomasa natural producida en ecosistemas naturales. La explotación intensiva de este recurso no es compatible con la protección del medio
ambiente, aunque sea una de las principales fuentes energéticas de los países subdesarrollados
• Biomasa residual: dentro de esta categoría se encuentran los residuos forestales y agrícolas, los sólidos urbanos y biodegradables (efluentes
ganaderos, lodos de depuradoras, aguas residuales urbanas, etc.)
• Cultivos energéticos: son realizados con el objetivo de su aprovechamiento energético y se caracterizan por una gran producción de materia viva
por unidad de tiempo, con el condicionante de minimizar los cuidados del cultivo
• Excedentes agrícolas: son aquellos excedentes que no son empleados en la alimentación humana que pueden ser considerados como biomasa y
aprovechados, por ejemplo, para la elaboración de biocombustibles líquidos
La sustitución de combustibles fósiles mediante la introducción masiva de biocombustibles -tal como es el caso de Brasil o Estados Unidos-, aparece
posible de alcanzar, en la medida que se desarrollen cultivos energéticos alternativos que no compitan con alimentos, en particular, con alto rendimiento,
productividad y aptos a zonas marginales, con el objetivo de diversificar y por lo tanto aumentar las fuentes de obtención de alcohol tradicionales.
Limitado desarrollo de cultivos energéticos que no compitan con alimentos y presenten alto rendimiento en zonas marginales (Cont.)
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico
Posibles soluciones
• Estudiar el comportamiento del sorgo dulce
• Desarrollar materias primas alternativas que no compitan con alimentos y presenten alto rendimiento en zonas marginales
Impacto esperado
• Incremento de la producción de alcohol para la transformación en bioetanol
• Aumento de las materias primas utilizadas para generar bioetanol de mayor rendimiento
• Encontrar fuentes de energía que no compitan con los alimentos
Limitado desarrollo de cultivos energéticos que no compitan con alimentos y presenten alto rendimiento en zonas marginales (Cont.)
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico
Descripción del problema
La correcta plantación o renovación de la caña (campo que ha sido implantado anteriormente con caña) resulta fundamental en materia de colaborar en
el incremento del rendimiento de los cañaverales. Según algunos estudios, esta etapa significa cerca del 20% del total del gasto efectuado en un año,
siendo que la caña se constituye como un cultivo que en promedio tiene una duración de 5 años.
Por lo anterior, las prácticas de plantación y cultivo -tales como las tareas que se incluyen dentro de la preparación del suelo, la época de implantación,
elección adecuada de la variedad, uso de caña semilla de alta sanidad, diseño y densidad de plantación, cruce, troceado y tapado de la semilla como así
también el manejo cultural constituyen herramientas fundamentales para optimizar la productividad del área cañera.
La preparación del suelo incluye tareas tales como el descepado que resulta una operación que permite la eliminación del resto de las cepas viejas -
utilizadas en las plantación anterior- sea mediante sistemas mecánico o químico (a partir de la utilización de herbicidas tal como el glifosato).
La sistematización, por su parte, tiene como objeto mejorar el control de escurrimiento superficial del agua, disminuyendo la posibilidad de
incremento de la erosión en el suelo a implantar. Lo anterior debe articularse con un diseño de plantación que contemple la ubicación y orientación de
los surcos, tanto el drenaje superficial como el interno.
La época de plantación también resulta clave, siendo que se ha identificado los meses de febrero-marzo como los apropiados para una buena
implantación en tanto las condiciones adecuadas de humedad y temperatura, mano de obra, grado de densidad de semilla y velocidad de brotación, a
diferencias de las épocas de marzo-agosto y septiembre-octubre en donde las condiciones en este sentido son menos favorables. A pesar de lo anterior,
no es generalizado en la provincia la plantación en los meses de verano dada la desventaja sobre la cepa por un corte temprano del cañaveral para
extraer la semilla.
El diseño de plantación se refiere a una distribución más eficiente de la caña semilla que impacta mejorando la brotación durante toda la vida útil del
cañaveral, siendo la mejora promedio de aproximadamente 15-20% bajo la utilización de surcos de base ancha con distancia media de 1,6mts.
Mientras número de yemas plantadas también condiciona la productividad en tanto impacta sobre el número total de brotes (rendimiento cultural),
costos de producción y posibles casos de mortandad de tallos en caso de presentarse casos alta densidad.
Pérdida de productividad y calidad por el ejercicio de prácticas de plantación y cultivos deficientes (preparación del suelo, diseño y
densidad de plantación, otras)
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico
El control de la malezas se constituye en una tarea de importancia tanto en la pre-implantación como en la plantación en tanto su control permite una
manejo más eficiente de las denominadas malezas perennes entre las que se encuentran: grama, pasto ruso, cebollín, cola de caballo, camalotes y
chacrillas, pastos blancos, colas de zorro y similares y malezas de hoja ancha, entre otras.
Se calcula que las pérdidas asociadas a la presencia de malezas puede ascender a cerca del 50%, lo cual está explicado fundamentalmente por la
competencia que realiza la maleza con la caña en materia de recursos tales como agua, luz, etc.
Los cañaverales requieren una cantidad de nutrientes básicos que deben ser restituidos al suelo mediante la fertilización. En términos generales se estima
que la extracción de nutrientes es equivalente a 800-1.500kg/ha./año distribuidos entre magnesio, calcio, azufre, fósforo, nitrógeno y potasio, siendo
estos últimos los de mayor demanda relativa en la provincia.
Posibles soluciones
• Mejorar las labores de preparación del suelo a partir del descepado y el drenaje superficial e interno
• Realizar un adecuado diseño y densidad de plantación para generar incrementos de la producción
• Realizar análisis de suelos que permitan identificar la necesidad -cantidad y tipo- de nutrientes extraídos por el mismo cultivo
• Implementar programas de fertilización adecuada y en tiempo para la provisión de la cantidad de nutrientes necesarios para lograr máximos
rendimientos
• Mejorar los programas de difusión del uso de caña semilla de óptima sanidad
Impacto esperado
• Mejora de la cantidad de tallos de tipo uniforme en condiciones de ser molibles
• Mejora del grado de brotación y la obtención de cepas
Pérdida de productividad y calidad por el ejercicio de prácticas de plantación y cultivos deficientes (preparación del suelo, diseño y
densidad de plantación, otras) (Cont.)
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico
• Riego de superficie más eficiente
• Incremento del rendimiento cultural (diseños de plantación, fertilización, riego, entre otros)
Líneas de trabajo existentes
Estación Experimental Obispo Colombres (EEAOC)-Tucumán. Programa agronómico de caña de azúcar
Pérdida de productividad y calidad por el ejercicio de prácticas de plantación y cultivos deficientes (preparación del suelo, diseño y
densidad de plantación, otras) (Cont.)
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico
Descripción del problema
El alcohol producido por destilación contiene una parte significativa de agua, que debe ser eliminada para su uso como combustible, para lo cual se
requiere el proceso de deshidratación. La tecnología más eficiente hasta ahora probada es aquella que utiliza tamices moleculares para separar el agua
que contiene la mezcal al momento de salir del sistema de destilación, obteniéndose el alcohol anhidro. Actualmente, una minoría de las empresas
cuenta con esta tecnología.
El abastecimiento de biocombustibles desde la producción local y en el marco del corte obligatorio establecido a través de la ley 26.093, requiere la
incorporación en la cadena productiva de plantas deshidratadoras. Actualmente en la región del NOA, se dispone de escasas plantas que hagan etanol
anhidro (bioetanol), adicionalmente se ha detectado interés en invertir para la radicación de la actividad en la provincia de Santiago del Estero.
La inversión calculada en plantas deshidratadoras es del orden del 20% de la inversión total, siendo que para la instalación de la planta de 100.000
toneladas se requieren aproximadamente 12 millones de dólares.
Posibles soluciones
• Promover la asociatividad a fin de desarrollar una planta deshidratadora
• Promover el aumento de capacidad de producción de alcohol anhidro
• Estudiar las ventajas comparativas entre las diferentes opciones de deshidratación
Impacto esperado
Aumento de la capacidad de la industria para la producción de alcohol anhidro (materia prima para mezcla con combustibles fósiles)
Alto porcentaje de los Ingenios carecen de capacidades industriales para realizar la deshidratación del etanol obtenido en la
producción de azúcar (etanol anhidro de uso como combustible)
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico
Descripción del problema
En Brasil la cadena productiva del etanol está conformada por más de 60 mil productores de caña, un parque sucroalcoholero de alrededor de 330
unidades de procesamiento industrial de carácter privado. El 6% de las unidades industriales se dedica exclusivamente a la producción de azúcar, el
30% exclusivamente a la producción de alcohol, mientras que el 64% restante es de tipo mixto, produciendo más alcohol o más azúcar en función al
comportamiento del mercado y las ventajas económicas que puede ofrecer cada producto.
Las fábricas están integradas hacia atrás en la cadena, siendo que un 70% de la tierra a partir de la cual se genera la caña es propiedad de las usinas,
mientras que el 30% restante corresponde a productores agrícolas.
Brasil cuenta con dos períodos de zafra diferentes, por un lado las usinas del nordeste adquieren la caña en el período enero-abril y, por otro, la zafra en
el centro-sur va de junio a noviembre, complementándose en caso de presentarse malas campañas.
La estructura del sector es heterogénea, donde coexisten grandes grupos nacionales con varias usinas y firmas de menor tamaño. De este modo las
capacidades de procesamiento son significativamente diferentes y varían desde 600 mil a 6 millones de tn. de caña al año.
En el caso argentino y de requerirse un incremento en la producción de alcohol, sería necesario una revisión de la actual estructura de producción de los
ingenios que contemple la posibilidad de mayor producción de alcohol o incorporar estructuras de tipo mixta como es el caso de las usinas brasileras.
Este tipo de flexibilidad permitiría incrementar la capacidad de producción de alcohol.
Posibles soluciones
• Definir esquemas alternativos y flexibles de producción simultanea de azúcar y alcohol
• Modernización de los procesos de producción de alcohol
Insuficiente desarrollo de esquemas flexibles para la producción mixta de azúcar y/o etanol en proporciones que respondan a las
demandas del momento en el mercado (producción mixta variable)
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico
Impacto esperado
Mayor capacidad de adaptación de los ingenios a variaciones en la demanda de alcohol y azúcar
Líneas de trabajo existentes
• Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres. Programas Bioenergía
• Universidad Nacional de Tucumán, Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología (UNT, FACET). Programa Ingeniería de Procesos
Agroindustriales.
Insuficiente desarrollo de esquemas flexibles para la producción mixta de azúcar y/o etanol en proporciones que respondan a las
demandas del momento en el mercado (producción mixta variable) (Cont.)
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico
Descripción del problema
La obtención de bioetanol se realiza a través de una solución azucarada denominada mosto, la cual puede ser obtenida a partir de la caña de azúcar (jugo
de la caña de azúcar que dispone de 15% de azúcares diluidos o a partir de las melazas de la misma caña) o por la sacarización de sustancias celulósicas
tal como el bagazo o amiláceas, por ejemplo el maíz.
El NOA tiene capacidad de producción para la obtención de etanol a partir de la caña de azúcar -caracterizada por un alto grado de estacionalidad-,
mientras que no dispone de destilerías que permitan la obtención de etanol a partir de cereales. Lo anterior requeriría efectuar cambios para modificar la
estructura actual de producción de los ingenios, aunque con la ventaja de incrementar el uso de la capacidad instalada de los ingenios por fuera del
período de la zafra.
La producción de bioetanol a partir de maíz, por ejemplo, puede realizarse a través de dos métodos, aunque ambos comparten el preparado de feedstock,
la fermentación de azúcares simples, el recupero de alcohol y de los co-productos, presentando diferencias en los sistemas de preparación del grano y su
posterior fermentación. En el sistema a partir de molienda seca se obtiene etanol además de granos destilados secos y solubles que son utilizados como
alimentación para el ganado. Mientras que en el sistema de molienda húmeda además de etanol se obtienen aceite de maíz y gluten (también utilizados
en alimentación animal). El primer sistema, sin embargo, es preferido por productores de menor tamaño, en tanto sus menores requerimientos de capital
en la construcción y operación de planta, mientras que el segundo sistema es capital intensivo siendo que procesa un volumen más elevado de granos.
Esta debilidad no se aplica para Tucumán debido a la escasa disponibilidad de tierras.
Posibles soluciones
Promover la ampliación de las instalaciones de los ingenios para la obtención de biocombustibles a partir de cereales
Impacto esperado
Incrementar la producción de etanol
Escasas experiencias y falta de instalaciones industriales para la obtención de biocombustibles a partir de cereales
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico
Descripción del problema
La industria azucarero-alcoholera produce residuos con alta presencia de materia orgánica. La vinaza se constituye como subproducto de la destilación
del alcohol, proveniente de la fermentación directa de los jugos de la caña o de la destilación de la melaza. La composición de la vinaza depende de las
características propias de la caña de azúcar utilizada en la elaboración de alcohol -incluidas los diferentes tipos de variedades y grado de maduración-
como así también de la eficiencia en el proceso de fermentación y destilación, entre otros.
La elevada carga orgánica de la vinaza la hace altamente contaminante y por lo tanto es necesario un adecuado tratamiento para su control, al mismo
tiempo que presenta cierta ventaja en el grado de aprovechamiento y manejo. Los volúmenes de producción de vinaza están altamente asociados a la
cantidad de alcohol, por lo que se estima que por cada litro de alcohol producido se obtienen aproximadamente 10 litros de vinaza. Actualmente existen
varias propuestas posibles de aplicación de la vinaza, destacándose la necesidad de su concentración en polvo o granulado dado su impacto sobre la
dosificación, transporte y distribución. En particular:
• Fertilización: es una de los destinos más generalizados de la vinaza a nivel mundial. Con la utilización de equipos especiales o mediante
fertirrigación, la vinaza fomenta la reproducción de microorganismos mientras que se aportan nutrientes al suelo. A partir de la fertilización se
aportan componentes orgánicos como así también calcio, sulfatos, micronutrientes y potasio.
• Medio de cultivo: al ser un producto orgánico dispone de alta potencialidad para su utilización como medio de cultivo para microorganismos, en
especial en estado líquido. Suplementado con la urea y sacarosa, la vinaza permite la promoción de crecimiento de levaduras, hongos y bacterias
específicas que se constituyen en fuente de proteínas tanto para la alimentación animal como humana
• Suplemento alimenticio: a partir del suplemento aporta proteínas, sales minerales y energía neta. Puede utilizarse en mezclas para la producción de
alimentos balanceados para animales y sustituye la melaza usa en la suplementación de ganado.
• Combustible: la vinaza puede utilizarse para incineración, generando energía para distintas aplicaciones tales como, por ejemplo, la producción de
vapor en calderas.
• Construcción: el complejo polimérico de la vinaza se aplica para la obtención de aditivo para la preparación de concretos, vía fluidificante o
plastificante y con alto grado de sustitución al agua (se estima que 1kg de aditivo puede sustituir 16 litros de agua). El menor uso de agua
incrementa la resistencia del concreto o disminuye la necesidad de cemento -a igual resistencia del concreto.
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Escaso desarrollo de alternativas científico tecnológicas para el tratamiento y aprovechamiento de efluentes industriales (vinaza)
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico
• Biogas: a partir de la metanización (degradación anaeróbica de los efluentes) se obtiene como subproducto el biogas. A pesar de aparición de
malos olores producto del grado de concentración de ácido sulfúrico, es de destacar que el biogas presenta ventajas en tanto puede ser
aprovechado -a partir de motores de gas- para generar electricidad o en calderas, electricidad para motores y/o turbinas, suministro domiciliario,
entre otros. Este proceso, asimismo, evita la liberación de metano a la atmósfera en el marco del Mecanismo de Desarrrollo Limpio del Protocolo
de Kyoto.
• Otras posibles aplicaciones: permite compactar y eliminar excesos de polvo en la fabricación de aglomerados, productos de limpieza de calderas,
curtiembres, etc.
Posibles soluciones
• Desarrollar proyectos de recuperación de compuestos valiosos y transformación de vinaza con valor agregado
• Evaluar nuevas alternativas de reutilización de efluentes según legislación vigente
• Profundizar la línea de trabajo de la microbiología agrícola como campo de conocimiento para trabajar en la generación de insumos
Impacto esperado
• Disminuir el impacto de la vinaza como efluente contaminante
• Desarrollar sistemas de aplicación de la vinaza en el riego de diferentes tipos de suelos
• Mejorar las características agro-físicas-químicas que impacten en el rendimiento cultural
• Generar ahorro en la utilización de fertilizantes de tipo químico
• Desarrollar proyectos de generación alternativa de energía
Escaso desarrollo de alternativas científico tecnológicas para el tratamiento y aprovechamiento de efluentes industriales (vinaza) (Cont.)
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico
Líneas de trabajo existentes
• En la Estación Experimental Obispo Colombres (EEAOC) -Tucumán se han realizado tareas de investigación y experimentación de fertirriego
con efluentes. Asimismo, ingenios ubicados en las provincias de Salta y Jujuy se encuentran en la actualidad utilizando piletas de evaporación de
la vinaza.
• Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres. Programas: Estudios Ambientales
• Universidad Nacional de Tucumán, Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología (UNT, FACET). Programa Ingeniería de Procesos
Agroindustriales.
• Planta piloto de procesos industriales microbiológicos (PROIMI CONICET) Programa Tratamiento Microbiológico Anaróbico
Escaso desarrollo de alternativas científico tecnológicas para el tratamiento y aprovechamiento de efluentes industriales (vinaza) (Cont.)
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico
Descripción del problema
Con la vigencia en nuestro país de la apertura económica, con el consiguiente ingreso a la competencia internacional, a lo que debe agregarse la puesta
en marcha del Mercosur, resulta importante analizar la necesidad de adaptar, desde el punto de vista tecnológico, a nuestra industria sucro-alcoholera a
estas nuevas realidades de las que resulta imposible sustraerse.
La industria sucro-alcoholera local sigue hoy produciendo con operaciones y técnicas procesadoras muy semejantes a las que se empleaban hace muchos
años atrás. Si bien se han introducido modificaciones e innovaciones en equipos mejorando su performance, se ha continuado con un modelo basado en
grandes equipos con consumos importantes de energía para su operación. La industria de avanzada en el mundo se plantea otro tipo de esquemas
productivos, donde la demanda de materiales para sus equipos es cada vez menor y los consumos de energía se racionalizan buscando emplear
tecnologías menos intensivas en su uso.
Una importante ventaja comparativa de la industria sucro-alcoholera de caña de azúcar frente a productos alternativos como el azúcar de remolacha, la
glucosa de maíz y el jarabe de fructosa, es que dispone de un combustible renovable (bagazo). Un aprovechamiento eficiente del bagazo sumado a
estrategias de uso racional de la energía en fábrica, puede hacer al proceso autosuficiente energéticamente y aún producir excedentes de vapor, que
pueden destinarse a la producción de diferentes subproductos como ser la cogeneración de energía eléctrica.
Racionalizar la energía significa emplearla eficientemente reduciendo a un mínimo las pérdidas, y produciendo como consecuencia un ahorro, que de
otra forma se hubiera desaprovechado. Esto es particularmente beneficioso para las fábricas sucro-alcoholeras, cuyas destilerías no han sufrido aún un
proceso de optimización en el uso de la energía térmica y del agua, y también para las empresas que ya han encarado proyectos de cogeneración con
venta de energía eléctrica a la red pública.
Los estudios de uso racional de energía permiten establecer cómo se distribuye la energía en la planta, dónde se pierde mayor cantidad de energía, qué
equipos funcionan ineficientemente desde el punto de vista energético y los esquemas y estrategias de operación tendientes a minimizar las pérdidas,
racionalizando el uso de la energía.
Limitado desarrollo de propuestas de uso racional de energía y de agua en la industria sucro-alcoholera
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7
BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico
En base a la información obtenida se puede detectar y calcular los posibles ahorros energéticos, y luego evaluarlos económicamente.
De igual forma, plantear estrategias de uso racional de agua en fábrica, implica determinar los consumos mínimos de agua en cada operación y la
calidad requerida por la misma, detectar pérdidas y usos indebidos de agua, plantear estrategias de reutilización de agua en los casos que sea posible, de
modo que la minimización en el consumo de agua permita ahorros de este importante fluido, con el consiguiente beneficio económico.
Estos mecanismos de análisis abren la posibilidad para que nuestra industria local introduzca innovaciones incrementales, es decir evoluciones
paulatinas en equipos y procedimientos actualmente en uso, y cuando fuera posible llegar a innovaciones radicales, lo que implica el reemplazo de
operaciones y técnicas de proceso por otras ajenas hasta aquí a nuestra industria, pero suficientemente comprobadas en otras actividades como eficientes
y de consumos de materiales y energía menos intensivos.
Se considera por ello que el Uso Racional de la Energía y del Agua presenta ventajas estratégicas, ambientales y económicas.
Posibles soluciones
• Optimizar los balances de energía y de agua en la industria sucro-alcoholera
• Desarrollar estrategias de uso racional de la energía y del agua, contemplando diferentes alternativas de producción:
- azúcar;
- azúcar + energía eléctrica;
- azúcar + alcohol;
- azúcar + alcohol + energía eléctrica
Limitado desarrollo de propuestas de uso racional de energía y de agua en la industria sucro-alcoholera (Cont.)
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7
BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Debilidades cuya superación implica un desafío científico tecnológico
Impacto esperado
• Disponer de estrategias de uso racional de energía y de agua
• Disminuir los consumos de energía y agua en proceso
• Reducir los costos de producción
Líneas de trabajo existentes
• Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres. Programas: Industrialización de la caña de azúcar y Bioenergía
• Universidad Nacional de Tucumán, Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología (UNT, FACET). Programa Ingeniería de Procesos
Agroindustriales.
Limitado desarrollo de propuestas de uso racional de energía y de agua en la industria sucro-alcoholera (Cont.)
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Cuadro resumen
Debilidad Posibles soluciones Impacto esperado Tipo de debilidad
1
4
3
2
Estudiar el comportamiento del sorgo dulce
Desarrollar materias primas alternativas que no compitan con
alimentos y presenten alto rendimiento en zonas marginales
Incremento de la producción de alcohol para la
transformación en bioetanol
Aumento de las materias primas utilizadas para generar
bioetanol de mayor rendimiento
Encontrar fuentes de energía que no compitan con los
alimentos
Investigación y Desarrollo de
Productos (I+D)
Limitado desarrollo de cultivos
energéticos que no compitan con
alimentos y presenten alto rendimiento
en zonas marginales
Promover la asociatividad a fin de desarrollar una planta
deshidratadora
Promover el aumento de capacidad de producción de alcohol
anhidro
Aumento de la capacidad de la industria para la
producción de alcohol anhidro (materia prima para mezcla
con combustibles fósiles)
Modernización tecnológica
Alto porcentaje de los Ingenios carecen
de capacidades industriales para realizar
la deshidratación del etanol obtenido en
la producción de azúcar (etanol anhidro
de uso como combustible)
Definir esquemas alternativos y flexibles de producción
simultanea de azúcar y alcohol
Modernización de los procesos de producción de alcohol
Mayor capacidad de adaptación de los ingenios a
variaciones en la demanda de alcohol y azúcar
Modernización tecnológicaInsuficiente desarrollo de esquemas
flexibles para la producción mixta de
azúcar y/o etanol en proporciones que
respondan a las demandas del momento
en el mercado (producción mixta
variable)
Promover la ampliación de las instalaciones de los ingenios
para la obtención de biocombustibles a partir de cereales Incremento de la producción de etanol
Modernización tecnológicaEscasas experiencias y falta de
instalaciones industriales para la
obtención de biocombustibles a
partir de cereales
Pérdida de productividad y calidad por el
ejercicio de prácticas de plantación y
cultivos deficientes (preparación del suelo,
diseño y densidad de plantación, otras)
Mejorar las labores de preparación del suelo a partir del
descepado y el drenaje superficial e interno
Realizar un adecuado diseño y densidad de plantación para
generar incrementos de la producción
Mejora de la cantidad de tallos de tipo uniforme en
condiciones de ser molibles
Mejora del grado de brotación y la obtención de cepas
Mejora de Procesos, Buenas
Prácticas y Calidad
5
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Cuadro resumen
Debilidad Posibles soluciones Impacto esperado Tipo de debilidad
6 Desarrollar proyectos de recuperación y transformación de
vinaza con valor agregado
Evaluar nuevas alternativas de reuso de efluentes según
legislación vigente
Disminuir el impacto de la vinaza como efluente
contaminante
Desarrollar sistemas de aplicación de la vinaza en el riego
de diferentes tipos de suelos
Mejorar las características agro-físicas-químicas que
impacten en el rendimiento cultural
Generar ahorro en la utilización de fertilizantes de tipo
químico
Desarrollar proyectos de generación alternativa de energía
Bioseguridad y uso
sustentable de los Recursos
Naturales
Escaso desarrollo de alternativas
científico tecnológicas para el tratamiento
y aprovechamiento de efluentes
industriales (vinaza)
7 Optimizar los balances de energía y de agua en la industria
sucro-alcoholera
Desarrollar estrategias de uso racional de la energía y del agua
Disponer de estrategias de uso racional de energía y de
agua
Disminuir los consumos de energía y agua en proceso
Reducir los costos de producción
Bioseguridad y uso
sustentable de los Recursos
Naturales
Limitado desarrollo de propuestas de uso
racional de energía y de agua en la
industria sucro-alcoholera
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Imágenes del sector
Cultivo caña de azúcar. INTA Famaillá. Tucumán
Fuente: www.inta.gov.ar
Cosecha mecánica caña de azúcar. Tucumán
Fuente: www.inta.gov.ar
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Fuentes consultadas
• Rodolfo Roballos. Gerente. Ledesma
• Ricardo Fernandez de Ulivarri . Ledesma
• Mario Zapico. Gerente. Tabacal
• Guillermo Jakúlica. Tabacal
• Lic. Guillermo Luis Lamarca. Ingenios Aguilares y La Florida
• Jorge Rocchia Ferro. Gerente General. Ingenios Aguilares y La Florida
• Esteban Poviña. Gerente General. Ingenio Aguilares
• Juan Manuel Nougués. Gerente General. Ingenios La Fronterita y Bella
Vista
• Alejandro Poviña. Gerente General. Ingenios Concepción, Leales y Marapa
• Ing. Esteban Poviña. Administrador. Ingenio Aguilares
• Julio Colombres. Gerente General. Ingenios Ñuñorco y Santa Bárbara
• Javier José Terán. Ingenios Santa Bárbara
• Jorge Zorreguieta. Presidente. Federación de Industrias de Azúcar y
Alcohol
• Jorge Casanova. Presidente. Cámara de Alcoholes
• Claudio Molina. Presidente. Asociación Argentina de Biocombustibles e
Hidrógeno
• Lic. Eduardo Olliver Muro. Gerente secretario. Centro Azucarero Argentino
ENTREVISTAS REALIZADAS
• Bioenergía “El decreto no habla de subsidios”. Claudio Molina. NextFuel
eneregía renovable. www.biodiesel.com.ar
• Biodiesel: más de 20 empresas se lanzan con 3 M de toneladas.
www.infobaeprofesional.com
• Perspectivas de los biocombustibles en la Argentina y en Brasil. SAGPyA /
IICA Octubre 2005 www.sagpya.mecon.gov.ar
• Tormenta en el Sector de las Renovables. Asociación de Productores de
Energías Renovables
• Por la fiebre del biodiesel se invierten U$S 1.000 millones. Clarín
• Ley 26.093 Biocombustibles
• Lester Brown: Supermercados y Estaciones de Servicios compitiendo por
los alimentos. www.crisisenergetica.org
• Programa Nacional de Biocombustibles. INTA SAGPyA.
www.sagpya.mecon.gov.ar
• ¿La era del etanol? Revista BID
• Suplemento electrónico sobre biocarburantes. CIEMAT www.ciemat.es
• Biocarburantes líquidos: biodiesel y bioetanol. www.madrimasd.org
• Biocombustibles. RESA www.resa-bcn.com Recuperación de energía S.A.
• Bio- Fuels. Global Agricultural Service
• ¿Son los biocombustibles el Futuro? Claudio Molina UIA. Perspectivas de
los biocombustibles en Argentina www.sagpya.mecon.gov.ar
FUENTES CONSULTADAS
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BIOCOMBUSTIBLES (etanol)
Fuentes consultadas
• Jorge Scandaliaris. Director Asistente en Investigación y Tecnología
Agropecuaria. Estación Experimental Agropecuaria Obispo Colombres
• Gerónimo Cárdenas. Director Asistente en Investigación y Tecnología
Industrial. Estación Experimental Agropecuaria Obispo Colombres
• Ing. Agrónomo Roberto Sopena . INTA Faimallá
• Mauricio Colombo. Universidad Nacional de Tucumán
• Ing. Qui. Nora Perotti. Universidad Nacional de Tucumán y SIDETEC
• Ing. Susana Monserrat. SIDETEC
• Dra. Rita Waserman de Cunio. Secretaria de Estado de Innovación y
Desarrollo Tecnológico. SIDETEC
• Ing. Ernesto Eisenberg. Coordinador General. Área Ciencia y Técnica.
Provincia de Jujuy
• Lic. Rodolfo Tecchi. Director. Agencia Nacional de Promoción Científica y
Tecnológica
• Dr. José Viramonte. Presidente Fundación Capacitar del NOA
ENTREVISTAS REALIZADASFUENTES CONSULTADAS