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No queda ni el bagazo

Un nuevo proceso puede hacer que la producción de alcohol se incremente un 30% y contribuir así en la reactivación del Proálcool

EDUARDO CESARLa mayor producción y la oferta de alcohol podrá hace que retorne la confianza por parte de los consumidoresEDUARDO CESAR

Una pequeña revolución puede llegar a las centrales y refinerías de azúcar y alcohol de Brasil. Si éstas incorporan una nueva tecnología desarrollada en el Centro de Tecnología (CTC) de la Cooperativa de Productores de Caña, Azúcar y Alcohol del Estado de São Paulo (Copersucar) de Piracicaba, serán capaces de hacer crecer la producción de alcohol alrededor de un 30% sin necesidad de plantar ni una caña más. Esto, que parece arte de magia, es en realidad resultado del aprovechamiento total de la biomasa de la caña, más precisamente del bagazo. Se estima que se muelen 300 millones de toneladas de caña anuales en Brasil, lo que resulta en 81 millones de toneladas de bagazo.

De dicho total, alrededor de 70 millones de toneladas se queman en calderas para la producción de energía eléctrica para el abastecimiento de las propias centrales. Con el aprovechamiento de un 50% de la paja de la caña, que actualmente es quemada o dejada en el campo, pueden liberarse 35 millones de toneladas de bagazo para la producción de alcohol. Sumados a los 11 millones que ya sobran, sería posible producir 5.400 millones de litros de alcohol por año, lo que corresponde a alrededor de un 30% de la oferta actual. La producción de energía eléctrica no se vería perjudicada, siempre y cuando la mayoría de las calderas existentes sean sustituidas por otras más modernas y eficientes, que aprovechan mejor la quema del bagazo y la paja.

La nueva tecnología es el resultado de dos décadas de estudios, en un trabajo conjunto entre investigadores de la Copersucar y del Grupo Dedini, uno de los mayores fabricantes de máquinas e implementos para el sector de azúcar y alcohol. Estos investigadores consiguieron comprobar que es posible fabricar alcohol etílico (etanol) carburante partiendo del bagazo de la caña, mediante un proceso denominado Dedini Hidrólisis Rápida (DHR). Dicho proceso se ha mostrado eficaz en ensayos de laboratorio y en un prototipo a escala piloto construido en el CTC, y ya está listo para ser probado a escala industrial. Si todo marcha bien, la nueva tecnología estará disponible para las centrales brasileñas a partir del segundo semestre de 2003.

“Tenemos confianza en que esta nueva técnica, hasta ahora inédita en términos industriales, será bastante positiva para el país”, comenta el ingeniero químico Carlos Eduardo Vaz Rossell, coordinador del proyecto en la Copersucar. “Todos los países desarrollados están atrás de esta tecnología, para transformar la biomasa vegetal en combustible”. Para Vaz Rossell, el proceso DHR podrá suministrar alcohol a costos competitivos, utilizando una materia prima ya existente y liberando más caldo de caña para la producción de azúcar. “La técnica hará posible el aprovechamiento del bagazo con un máximo de sinergia en las condiciones actuales: el mismo lugar de producción, el mismo producto y los mismos empresarios inversionistas”, dice Vaz Rossell.

La innovación llega en un momento en el cual el gobierno federal, los productores y los fabricantes de automóviles intentan entenderse nuevamente, luego de muchas tentativas a lo largo de la última década, para elaborar el renacimiento del Programa Nacional de Alcohol (Proálcool). Creado en 1975 para sustituir a precios menores a la gasolina, bajo el fuerte impacto ocasionado por la crisis mundial de abastecimiento de petróleo en 1973, el Proálcool tuvo éxito entre 1984 y 1986, cuando el porcentaje de automóviles salidos de las terminales de vehículos con motor de alcohol llegó al 96%.

El programa comenzó a hacer agua al final de los años 80, cuando la cotización internacional del petróleo empezó a bajar y la relación ventajosa de precios entre el alcohol y la gasolina, de hasta un 40%, se redujo hasta caer a la mitad. Al mismo tiempo, los productores redujeron la fabricación de alcohol e incrementaron la de azúcar, cuyos precios internacionales eran más atractivos. El resultado de esto, todo el mundo lo conoce: largas colas para abastecer, pérdida de confianza por parte de los consumidores en el combustible y la consecuente desaceleración del Proálcool. Hoy en día, solamente el 1% de los coches nuevos sale de fábrica con ese combustible.

Otro factor que perjudicó al Proálcool fueron los excesivos subsidios otorgados a los productores. El gobierno compraba alcohol a un precio más elevado que el que se lo vendía a las estaciones de servicio, manteniendo de este modo el valor diferenciado con relación a la gasolina. Al inicio de los años 90, los incentivos del gobierno para el sector de azúcar y alcohol habían consumido alrededor de 11 mil millones de dólares, según cifras divulgadas en artículos de las revistas Carta CapitalIsto É Dinheiro, en sus ediciones del mes de mayo de este año.

“La manutención de la política de precios, anclada en los subsidios, duró mucho tiempo y fue uno de los factores que limitaron al programa”, afirma el economista Luiz Gonzaga de Mello Belluzzo, profesor del Instituto de Economía de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), ex secretario de asuntos económicos del Ministerio de Hacienda y ex secretario estadual de Ciencia y Tecnología en la década del 80. “El Proálcool era un buen programa, pero los subsidios otorgados al comienzo deberían haberse extinguido con el correr del tiempo, para que el éste se volviera competitivo. Los subsidios eran altamente onerosos para el gobierno”, dice Belluzzo, que ve con buenos ojos la revitalización del programa. “O Proálcool le aporta seguridad al país, en la eventualidad de que ocurran problemas en el mercado del petróleo.”

El gobierno federal ya ha insinuado que daría luz verde para una nueva era del alcohol como combustible, siempre y cuando se olviden los incentivos fiscales comunes al comienzo del programa. Sérgio Amaral, ministro de Desarrollo, Industria yComercio Exterior, en un comunicado de prensa difundido tras una reunión con los productores realizada en mayo, dijo que el Proálcool dependerá del mercado y de que los productores les aseguren a los consumidores que no faltará alcohol. “Es necesario que el gobierno, los productores y los fabricantes de automóviles se reúnan para establecer metas y condiciones que den respaldo al proyecto, principalmente en lo se atañe a la oferta. Quienes no cumplan con su parte, serán pasibles de puniciones”, dice el economista Luciano Coutinho, profesor del IE de la Unicamp y primero secretario general del Ministerio de Ciencia y Tecnología en la época de su creación, en 1985.

“No puede ser como fue en el pasado, una política rimbombante sumada a una expansión excesiva del parque, sin planificación de la oferta y la demanda”, completa Coutinho. Para éste, si se corrigen los errores del pasado, no hay ningún problema en la revitalización del programa. El economista sugiere, para estimular el uso del combustible, que parte de la flota sea equipada con motores flexibles al alcohol y a la gasolina y que los utilitarios y vans de transporte de pasajeros funcionen con alcohol o gas.

La mayor oferta de coches propulsados a alcohol, para los productores, es un factor esencial para la revitalización del programa. “Contamos con una producción de etanol abundante. Debemos retomar la producción de autos a alcohol a fin de utilizar el combustible en el mercado interno”, dice Eduardo Carvalho, presidente de la Unión de la Agroindustria de la Caña de São Paulo. “Es el momento ideal para revitalizar el programa.”

El gobierno federal tiene también planes ambiciosos para exportar el producto al resto del mundo. Según estudios llevados a cabo por la Copersucar, la demanda de alcohol en el mercado externo es alta y tiende a crecer más todavía, impulsada por problemas relacionados con el suministro de petróleo y la contaminación en las grandes metrópolis – como es sabido, el alcohol es un combustible con enormes ventajas ambientales si se lo compara con la gasolina.En Europa, se estima que el consumo rondaría los 4.500 millones de litros anuales en 2005. Y en Estados Unidos, la demanda llegará a 11.900 millones de litros en dos años – actualmente, la producción estadounidense de etanol, extraído del maíz, se ubica en torno a los 5 mil millones de litros. En dicho país, el consumo crecerá en función de la utilización del alcohol como aditivo de la gasolina y por su uso en automóviles con motores flexibles al alcohol y a la gasolina.

La estrategia del gobierno brasileño para exportar alcohol también cuenta con el apoyo de ambos economistas, empero, éstos creen que no será fácil. “No creo que, hoy en día, Estados Unidos compre nuestro alcohol”, dice Coutinho. “Es prácticamente imposible venderles a los norteamericanos, ya que ese país cuenta con fuertes barreras aduaneras para proteger el alcohol de ellos, que es producido con base en cereales”, complementa Belluzzo. “La alternativa sería exportar el combustible a Europa, China o la India”, afirma el economista.

El apoyo de la FAPESP
El calentamiento del mercado mundial es visto con entusiasmo por el gobierno y por los dirigentes del sector. Amén de ser el mayor productor de azúcar del mundo, con un 33% del mercado, Brasil domina como nadie la tecnología de producción de alcohol partiendo de la caña de azúcar. De los 15.400 millones de litros de alcohol producidos anualmente en el país, 9.700 millones corresponden a alcohol hidratado y 5.700 millones a alcohol anhidro, el que se mezcla con la gasolina, actualmente en una proporción de un 24%. SãoPaulo, con un 57% del volumen fabricado, es el mayor centro productor, y la Copersucar, con sus 35 centrales afiliadas, responde por el 22% de la producción nacional.

Con un escenario favorable para la retomada en Brasil del uso del alcohol como combustible, la nueva tecnología creada por Dedini y Copersucar tiene todo para ser un éxito. Al comienzo de este año, éstas obtuvieron apoyo financiero de la FAPESP para la instalación una unidad de desarrollo de proceso (UDP), que funcionará anexa a la Usina São Luiz, con sede en Pirassununga, perteneciente a Dedini. Allí es testeada la nueva tecnología DHR a escala industrial. El valor total del proyecto, que forma parte del programa Asociación para la Innovación Tecnológica (PITE, sigla en portugués), llega a 3,58 millones de reales. La FAPESP aportó 1,76 millones de reales; Dedini, 1,32 millones y la Copersucar, 500 mil reales.

El desarrollo del proceso exigió un gran esfuerzo por parte de los investigadores. Dedini empezó a estudiar la hidrólisis (reacción química con el agua) del bagazo de caña a comienzos de los años 80, y desarrolló el proceso DHR en 1993. Pero solamente en 1997, cuando selló un acuerdo de cooperación técnica con la Copersucar, que seguía de cerca varios estudios relacionados con los nuevos usos del bagazo, la empresa logró resultados prometedores. A partir de entonces, una unidad piloto de Dedini, con capacidad para procesar 20 quilos de bagazo por hora, fue trasladada al CTC, en Piracicaba. “Los resultados verificados en esa planta experimental fueron muy importantes”, cuenta el investigador Vaz Rossel, que también es coordinador del proyecto del PITE. “Ahora, con el montaje de la unidad semiindustrial, financiada con recursos de la FAPESP, podremos efectuar la evaluación técnica y económica del proceso”.

Solventes orgánicos
La nueva UDP ampliará la fabricación a 5 mil litros de alcohol diarios, producidos en régimen continuo, lo que equivale a cerca de 50 toneladas de bagazo. Aún es poco si se lo compara con una unidad industrial final, que deberá fabricar 100 mil litros por día, pero será esencial para evaluar el comportamiento de los materiales y de los equipos de procesamiento en condiciones reales de operación. “La UDP es fundamental para demostrar la confiabilidad del proceso y su viabilidad económica”, afirma Vaz Rossel.

La unidad de demostración es relativamente sencilla. Formada por un reactor, que opera a una presión de entre 25 y 27 kg/cm2 y a una temperatura próxima a los 190 grados, es continuamente alimentada con bagazo y con un hidrosolvente orgánico (etanol, preferentemente, pese a que otros, como la acetona, el ácido acético y el metanol pueden también emplearse) mezclado con ácido sulfúrico. Esa mezcla hará la transformación de la celulosa presente en el bagazo en glucosa. En seguida, el jarabe de glucosa es purificado, para retirar las sustancias indeseables, principalmente el ácido sulfúrico, y recibe la adición de nutrientes, resultando en un mosto fermentable que se mezclará al caldo y a la melaza utilizada normalmente para la fabricación del alcohol. El resto del proceso – fermentación y destilación – es realizado en las instalaciones ya existentes en la propia central.

“La gran ventaja del proceso DHR es su rapidez”, afirma el ingeniero químico Antônio Hilst, consultor de Dedini que inventó la técnica. “La transformación se produce en apenas diez minutos, en cuanto que los procesos clásicos de hidrólisis que recurren a ácidos concentrados o diluidos demoran por lo menos cinco horas”. Para entender cómo se concreta la magia de la transformación, es preciso antes saber que el bagazo de la caña es una biomasa vegetal compuesta básicamente por tres sustancias: celulosa, hemicelulosa y lignina, presentes en una proporción aproximada de un 50%, un 30% y un 20%, respectivamente. El fraccionamiento de la celulosa para la producción de azúcar es muy difícil debido a la presencia de la lignina, que funciona como una tela protectora, compactando y uniendo a los demás polímeros vegetales. Gracias a esta sustancia, la fibra de la caña es muy resistente en sus aspectos mecánicos y químicos.

En el proceso DHR, el bagazo permanece dentro del reactor el tiempo necesario para que se produzca la disolución de la lignina y la hidrólisis de la celulosa. “Al final del proceso, pretendemos llegar a un rendimiento de alrededor de un 60% sobre el azúcar contenido en el bagazo”, explica el ingeniero Hilst. Esto significa que el 60% de la celulosa presente en el bagazo se transformará en glucosa. “Con ese tenor de azúcar, estamos en condiciones de garantizar una fermentación y una destilación completamente viables desde el punto de vista económico”, afirma el investigador da Dedini.

La glucosa es tan solo una de las sustancias resultantes del beneficiado. Al margen de ésta, se extraen del bagazo otros subproductos, como el metanol, el ácido acético, la lignina y el furfural, cuyo uso comercial podrá elevar aún más la rentabilidad del proceso. “La lignina, por ejemplo, podrá usarse como prepolímero en resinas y en la fabricación de aglomerados de madera (con adhesivos) o emplearse como combustible, gracias a su alto valor calorífico”, ejemplifica Vaz Rossel. El furfural, que estará disponible en grandes cantidades (15 kilos por tonelada de bagazo), podrá utilizarse en la fabricación de nylon. Todo dependerá del interés del mercado.

Propiedad intelectual
Los investigadores evalúan que, para que esta nueva tecnología sea factible, las centrales tendrán que invertir en los nuevos módulos industriales DHR aproximadamente 0,90 real por litro por año de capacidad instalada. Una unidad con una producción estimada en 100 mil litros anuales costará alrededor de 9 millones de reales. Por los cálculos de la Copersucar y Dedini, la inversión para el aprovechamiento de todo el bagazo que estará disponible cuando la tecnología salga al mercado será de unos 4.900 millones de reales. La estimación indica que se crearían por lo menos 5 mil empleos directos con la nueva tecnología.

Dedini ya ha depositado varios pedidos de patente referentes al proceso DHR en Brasil; dos de éstas ya han sido concedidas y otras se encuentran en estudio. En el exterior, se solicitaron patentes en algunos países de Europa y en Japón. En Estados Unidos, la patente principal ya ha sido otorgada. “La propiedad industrial pertenece a los tres socios, y el reparto de utilidades se dará en la proporción de la participación de cada uno de ellos en el proceso”, afirma Vaz Rossell. “Dedini recibirá cerca del 60% de los ingresos netos por la venta de la licencia del proceso, mientras que la Copersucar se quedará con el 30%, y la FAPESP, con el 10%”, concluye. De esta manera, se concreta otra alianza de desarrollo tecnológico exitosa. Lo que se espera ahora es que la DHR pueda ser un nuevo e importante ingrediente en la revitalización del Proálcool.

El proyecto
Proceso DHR (Dedini Hidrólisis Rápida) – Proyecto, Implementacióny Operación de la Unidad de Desarrollo de Proceso (nº 00/13185-9); Modalidad Asociación para la Innovación Tecnológica (PITE); Coordinador Carlos Eduardo Vaz Rossell – Copersucar; Inversión R$ 1.822.100,00 (Codistil-Dedini) y R$ 1.751.487,00

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