Energía

Prospectiva energética de la caña de azúcar

Tanto se ha hablado acerca del inminente agotamiento de los recursos energéticos fósiles, que ya casi nadie comprende el porqué los precios suben y bajan cual cachumbambé, cuando lo lógico sería la permanente tendencia alcista en los mercados internacionales del hidrocarburo.

Por otro lado, la energía atómica no acaba de convencer a muchos; no obstante aparentar ser una fuente energética segura, siempre que se maneje adecuadamente. A pesar de ello, los residuos radiactivos continuarán siendo un permanente dolor de cabeza para quienes hoy la utilizan con fines civiles y tema de atención para los ecologistas.

El carbón apenas incide en nuestro país en forma mínima dentro del balance global de energía, con pocas perspectivas a futuro.

Quedan, pues, las otras fuentes energéticas renovables: la hidráulica, afectada permanentemente por la contaminación de las aguas, además de la deforestación de los montes y selvas, y la biomasa vegetal, con grandes expectativas a futuro, una vez superado el reto de hacer viable técnica y económicamente su explotación.

Detengámonos un momento para hablar de la helioenergética, recurso natural prácticamente inagotable, y dentro de ella, hagamos un análisis de la fotosíntesis, proceso que se realiza en ese maravilloso ingenio de la naturaleza llamado caña de azúcar para la conversión de la luz solar en energía (alimentaria e industrial).

La incidencia de la radiación solar por metro cuadrado (después de atravesar las diferentes capas que rodean el globo terráqueo), equivale aproximadamente a 0.8 Kw/m2; o bien unos 8000 Kw/ha de energía disponible.

Todavía hoy no se considera rentable la conversión fotovoltaica, por las relativamente bajas eficiencias de conversión de las celdas y su reducida economía de escala. Por el contrario, el aprovechamiento de la energía solar mediante captadores concentradores para el calentamiento de fluidos, gana terreno día a día en la práctica doméstica (ducha cañera); economizando de paso otros recursos naturales como la leña, sobre todo en regiones rurales.

La biomasa, que ha sido un agente rápido de captación de la energía solar para su posterior transformación en carbohidratos y otros fines, surge ahora como alternativa más que viable para el sector azucarero nacional. Si consideramos que en promedio se producen en el país unas 90 toneladas de la gramínea por hectárea (caña industrializable y residuos de la cosecha); se tienen los siguientes indicadores energéticos:

Asociada con los aspectos energéticos, está el agua; por cada tonelada de caña industrializada, se introducen a la fábrica cuando menos, 700 kilogramos del vital recurso. De la manera como se evapore en el proceso, se podría hablar de mayor o menor aprovechamiento de la energía en la fábrica; razón de más para establecer balances de materia y energía capaces de reducir sendos insumos: agua y combustible (bagazo, petróleo, gas, etcétera).

Hace ya algún tiempo, colaborando con el Programa Universitario de Energía (PUE), se aportaron datos de nuestro agrosector, con miras al establecimiento de una “matriz energética nacional”. La biomasa cañera podría desempeñar un papel importantísimo, dada su característica fundamental de pronta renovabilidad y potencial apenas explotado.

Ante un escenario cada vez más adverso para el azúcar como producto principal del proceso tradicional, llegó el momento de impulsar proyectos más que de investigación, de desarrollo, para poder dar la pelea a los otros edulcorantes (naturales o sintéticos) que van ganando terreno cada día, favorecidos por políticas de subsidio en economías más desarrolladas que la nuestra. No es con llamados a la contracción de la actividad, como claman en forma extemporánea algunos otrora visionarios azucareros, como se dará certidumbre al sector, sino por el contrario, por medio de agresivos planes que coadyuven con las necesarias modificaciones a la política nacional de los energéticos, para lograr la inserción del sector dentro de los nuevos planes consensuados en la materia.

Entonces, se podría hablar del uso de las denominadas “energías verdes”, considerándose el etanol no sólo como aditivo para las mezclas; en forma de etil-terbutil-éter (EETB); o bien como combustible único para grandes flotillas de vehículos con motores diseñados ex profeso (Brasil). Es obvio que para lograr todo esto, será menester partir de una materia prima económica (caña de azúcar barata), con una logística de distribución comprometida con nuestra industria petrolera nacional: Pemex.

Esto último no debe poner a la defensiva al agricultor cañero, puesto que la premisa sería: pagar menos por la caña, pero ganado más el cañero. ¿Cómo lograr esta aparente contradicción?

La respuesta sería relativamente sencilla, incorporando avances tecnológicos al agro y desde luego, afrontando el reto de hacer producir más eficiente y rentablemente la microparcela existente.

¡En la unión está la fortaleza!

Se impone entonces un balance que compare los insumos de energía con el aprovechamiento de la misma; partiendo por supuesto, desde las actividades agrícolas (preparación del terreno, siembra, fertilización, cultivo, hasta la cosecha y el transporte de la gramínea al ingenio), incluyéndose también la energía consumida en la transformación industrial de la caña en azúcar y operaciones colaterales. De esta manera, se tendría un diagnóstico preliminar con señales inequívocas de dónde se desaprovechan los recursos energéticos y en qué monto, para tomar inmediatamente las medidas correctivas (donde sea económicamente factible hacerlo).

El consumo energético para labores agrícolas (cosecha manual), asciende aproximadamente a 12.474 GJ/Ha; (0.183 GJ/TM caña).

La conversión industrial de caña en azúcar, demanda en las condiciones promedio actuales un consumo de aproximadamente 3.4 GJ/TC (1); (231.2 GJ/Ha). El mayor impacto para las condiciones mejoradas, con esquemas de cogeneración a presión intermedia (40 atm. en el turbogenerador), el impacto en lo que a ahorro energético se refiere es importante; estimándose para nuestro caso, una reducción potencial de 40 por ciento.

Considerando un 20 por ciento aproximadamente de ahorro en el consumo específico de vapor en turbinas de accionamiento de molinos; cuchillas; etcétera (presión 17 atm.).

De lo anterior, puede inferirse claramente que existe una oportunidad impresionante para reducir la demanda energética en los ingenios azucareros del país; debiéndose orientar las acciones hacia la atención de los aspectos más urgentes; a saber, reducción del tiempo perdido por causas imputables tanto a la cosecha, como a los problemas del mantenimiento de las factorías; rebalances departamentales (de materia y energía), mediante la sustitución de equipos viejos de baja capacidad (centrífugas y tachos continuos); monitoreo permanente para detección y corrección de fugas, y, sobre todo, aprovechar las auditorías ambientales para revertir el problema de la contaminación (agua y aire), en beneficio tanto del medio ambiente como de la propia economía de las unidades agroindustriales.

Queda ahora tratar sobre la producción de etanol, ya sea utilizando mieles intermedias, o bien, el jugo directo del molino. En el primer caso, al emplear todas las mieles “B” para este fin, se eliminaría de facto la estación “C”, con gran ahorro energético para la planta (se prescindiría de tachos, cristalizadores y centrífugas); brindando mayor flexibilidad al proceso con posibilidad de industrializar una mayor cantidad de caña. Con este esquema, además de contribuir a la eficiencia de las destilerías actuales, se coadyuvaría al balance azucarero nacional, al producir menos azúcar sin afectar el agro cañero.

Ahora bien, las expectativas futuras de operar en un ciclo combinado (turbina de gas con caldera de recuperación de calor) podrían disminuir aún más la demanda energética, ubicándola potencialmente en condiciones de franca competencia con termoeléctricas convencionales; gracias a la utilización del bagazo de caña para la combustión o gasificación (pirólisis).

Actualmente se realizan trabajos serios de investigación en Australia y Brasil, donde se estudia el impacto de residuos agrícolas dentro del balance energético y la gasificación de éstos además del bagazo, para optimizar la generación de energía eléctrica en el sector. Esta innovación tecnológica seguramente establecerá un parteaguas histórico para la diversificación integral de la caña de azúcar, dada su trascendencia en el campo que nos ocupa.

• I Condiciones actuales    (GJ/Ha)

• *E. Labores agrícolas    12.474

• *E. Eléctrica+W mecánico    179.333

• *Combustóleo adicional    39.984

• Total    231.791

• II Condiciones mejoradas (Cogeneración)

• *E. Labores agrícolas    12.474

• *E. Eléctrica+W mecánico (40 atm.)    69.87

• *W mecánico (17 atm.)    82.28

• Total    164.624

• Energía Potencialmente l. Petróleo eq.

• Excedente/Ha

• *Petróleo    39.984

• *Bagazo    27.183

• Total    67.167    1713

• A escala nacional se tendría un potencial de ahorro de petróleo equivalente a 600 mil Ha * 1713l/Ha = 1028.0* 106 litros (1.0 millón de toneladas, aproximadamente.)

• III Producción de azúcar+etanol Impacto energético de (miel “B”)

• *W mecánico + vapor    8.00    ahorro

• *Etanol    23.56    aporte

• Total    31.56    GJ/Ha

• Potencialmente, considerando la superficie nacional con caña (600 mil Ha, aproximadamente), se producirían 901 millones de litros de etanol, a partir de mieles “B”, dejándose de producir unas 450 mil TM de azúcar y cerca de • 1.5 millones de TM de la melaza que actualmente se produce.

IV aprovechamiento de los residuos de la cosecha (GJ/Ha)

– Energía disponible de los residuos    127.33

– Energía p/recolección y transporte    9.77

– Energía p/preparación y alimentación    10.00

• Energía total disponible (aprox.)    107.56

• Esta energía potencialmente disponible, equivale aproximadamente a un     millón 613 mil 400 TM de combustóleo.Conclusiones

En momentos de grave crisis económica para los países productores de azúcar en el mundo, debido a la caída de los precios del dulce, dada la sobreoferta registrada en los últimos años, la alternativa energética, más allá de los ahorros convencionales en el proceso, es tema de estudio obligado para contribuir a la reducción del costo de producción.

En este breve análisis energético del problema, hemos querido activar el ingenio de nuestros investigadores para aprovechar esta coyuntura que hoy se presenta con gran potencialidad dadas las características del agrosector de la caña de azúcar. La disyuntiva que muchos ya proclaman con el concepto de “caña energética”, para fines industriales, deberá sopesarse mediante la comparación y destino final de la biomasa equivalente, pues pudiera correrse el riesgo de impulsar la producción de fibra, con afectaciones de calidad desde el punto de vista de la sacarosa recuperable para diversos fines.

Llegó el momento de dar el gran salto hacia delante, impulsando proyectos para la obtención de productos con mayor valor agregado (distintos a la sacarosa), aprovechando la experiencia de investigación tenida por casi cinco siglos ya de cultivo y explotación de la gramínea en la región.

Por último, la incorporación de los ingenios a los sistemas de calidad ISO 9000 y 14000, será objetivo prioritario para el logro de una industria autosuficiente, operando con técnicas de producción limpias y seguras.

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