{"id":110805,"date":"2013-03-26T13:52:35","date_gmt":"2013-03-26T16:52:35","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=110805"},"modified":"2015-06-11T18:06:45","modified_gmt":"2015-06-11T21:06:45","slug":"las-biorrefinerias-del-futuro","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/las-biorrefinerias-del-futuro\/","title":{"rendered":"Las biorrefiner\u00edas del futuro"},"content":{"rendered":"

Publicado en febrero de 2012<\/em><\/p>\n

El futuro de la producci\u00f3n del etanol parece ser m\u00e1s prometedor que todas los pron\u00f3sticos realizados hasta ahora. Seg\u00fan un estudio realizado por investigadores de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP), en 20 a\u00f1os ser\u00e1 posible abastecer a todo el parque de autom\u00f3viles del mundo con el etanol y la electricidad producidos en las centrales de ca\u00f1a de az\u00facar. \u201cEso puede realizarse utilizando el etanol y la electricidad en forma m\u00e1s eficiente y con veh\u00edculos m\u00e1s econ\u00f3micos\u201d, dice Sergio Pacca, docente de la escuela de Artes, Ciencias y Humanidades de la USP Este, en la capital paulista, responsable del estudio junto con el profesor Jos\u00e9 Roberto Moreira, del Instituto de Electr\u00f3nica y Energ\u00eda de la misma universidad, ambos autores del art\u00edculo \u201cA biorefinery for mobility?\u201d, publicado en octubre de 2011 en la revista Environmental Science &Technology<\/i>.<\/p>\n

El resultado al que arribaron se bas\u00f3 en los parques automovil\u00edsticos de Brasil y Estados Unidos. Para que la ca\u00f1a provea tanto el etanol como la electricidad, ellos calcularon que lo ideal ser\u00eda que existiese en 2030 una proporci\u00f3n de un 33% de autom\u00f3viles el\u00e9ctricos y un 67% de h\u00edbridos, autom\u00f3viles con motores de etanol supereficientes, que recorran 15 kil\u00f3metros por litro de alcohol, y motores el\u00e9ctricos alimentados por la energ\u00eda generada por el motor de etanol y el frenado del veh\u00edculo, similar al Prius de Toyota. Partieron del hecho de que cada autom\u00f3vil estadounidense realiza 20 mil kil\u00f3metros por a\u00f1o y cada autom\u00f3vil brasile\u00f1o, 12 mil. De esa manera, ser\u00eda suficiente una hect\u00e1rea de ca\u00f1a para 9,2 veh\u00edculos en Estados Unidos y la misma superficie para 11,6 veh\u00edculos brasile\u00f1os, siempre y cuando se mantenga la misma proporci\u00f3n de tipos de autom\u00f3viles.<\/p>\n

Como alternativa, todos los autom\u00f3viles de ambos pa\u00edses podr\u00edan ser del tipo h\u00edbrido plug in<\/i>, con bater\u00edas que ser\u00edan recargadas por un tomacorriente y un motor de etanol que entra en acci\u00f3n cuando las bater\u00edas se descargan, tal como el Volt, de General Motors. El estudio considera la tecnolog\u00eda actual de producci\u00f3n que podr\u00eda utilizarse en todas las centrales para aumentar la generaci\u00f3n de bioelectricidad. Ellos tambi\u00e9n prev\u00e9n el uso de un 50% de la paja desechada actualmente en el campo para la producci\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica. De esa manera, consideran que ser\u00eda posible alcanzar los 90 litros de etanol por tonelada de ca\u00f1a (I\/TC), cuyo promedio actual es de 83 I\/TC, utilizando tan s\u00f3lo un 4% del \u00e1rea cultivable del planeta. El escenario de los investigadores de la USP est\u00e1 trazado sin la perspectiva de la segunda generaci\u00f3n del biocombustible, que se encuentra en desarrollo, cuando, adem\u00e1s del jugo de la ca\u00f1a utilizado actualmente, se pretende utilizar el bagazo y la paja para la fabricaci\u00f3n de etanol.<\/p>\n

El recuento que hacen para el sector productivo de etanol en Brasil, en 2030, manteniendo la proporci\u00f3n de un 33% de autom\u00f3viles el\u00e9ctricos (alrededor de 12 millones de veh\u00edculos) y un 67% de h\u00edbridos (20 millones), prev\u00e9 el uso de 2 millones de hect\u00e1reas de ca\u00f1a para fabricar alcohol, frente a los 8 millones actuales (la mitad utilizada para la producci\u00f3n de etanol y la otra para producir az\u00facar), con una producci\u00f3n de 16.300 millones de litros, alrededor de 8 mil millones menos que la producci\u00f3n de la zafra 2010-2011, de 25 mil millones de litros. La superficie plantada de ca\u00f1a disminuye porque crecer\u00e1 la eficiencia en la producci\u00f3n y los autom\u00f3viles dependientes del etanol ser\u00e1n m\u00e1s eficientes. Dentro del escenario que describen, se producir\u00edan 23 teravatios\/ hora (TWh) por a\u00f1o mediante la quema del bagazo y la paja tan s\u00f3lo para impulsar a los autom\u00f3viles el\u00e9ctricos del pa\u00eds. El excedente de energ\u00eda el\u00e9ctrica, actualmente comercializado, dejar\u00eda de existir.<\/p>\n

Propuestas eficientes
\n<\/b>Pacca considera que para que ese escenario sea posible se necesitar\u00edan planes de pol\u00edticas p\u00fablicas con incentivos fiscales para quienes adquirieran autom\u00f3viles h\u00edbridos, el\u00e9ctricos o plug in<\/i> h\u00edbridos, adem\u00e1s de penalizar con impuestos a los veh\u00edculos que consuman demasiada energ\u00eda. \u201cSe trata de pol\u00edticas destinadas a promover autom\u00f3viles m\u00e1s eficientes\u201d. Seg\u00fan el c\u00e1lculo de Pacca y Moreira, se necesitar\u00edan 66 millones de hect\u00e1reas de tierra cultivada con ca\u00f1a de az\u00facar en todo el mundo (en 2010 fueron 23,8 millones) para abastecer a todo el parque de veh\u00edculos con etanol y electricidad.<\/p>\n

\u201cLos c\u00e1lculos son s\u00f3lidos, aunque para que ese escenario pueda lograrse ser\u00e1 necesario tambi\u00e9n mejorar la productividad del etanol por hect\u00e1rea combinado con la segunda generaci\u00f3n y nuevas variedades de ca\u00f1a, m\u00e1s all\u00e1 de aumentar la cantidad de veh\u00edculos eficientes\u201d, analiza el profesor Lee Lynd, de la Thayer School of Engineering, del Dartmouth College, en Estados Unidos, y coordinador ejecutivo de Global Sustainable Bioenergy (GSB), una articulaci\u00f3n internacional de investigadores en bioenerg\u00eda.<\/p>\n

Los investigadores del Laboratorio Nacional de Ciencia y Tecnolog\u00eda del Bioetanol (CTBE) de Campinas (S\u00e3o Paulo) son menos optimistas en cuanto a la bioelectricidad. En conjunto con la Facultad de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), elaboraron el art\u00edculo \u201cSecond generation ethanol in Brazil: can it compete with electricity production?\u201d, publicado en la revista cient\u00edfica Bioresource Technology<\/i> en octubre de 2011. En \u00e9l analizan la influencia de la segunda generaci\u00f3n en la producci\u00f3n de etanol. Se trata de tres proyecciones que incluyen el uso de la energ\u00eda el\u00e9ctrica generada en la central y las futuras tecnolog\u00edas de hidr\u00f3lisis de la celulosa y de la hemicelulosa, que componen el bagazo. \u201cDesarrollamos simulaciones computadas para hacer un seguimiento de las diferentes rutas de aprovechamiento de la producci\u00f3n. Confeccionamos planillas que calculan los riesgos y valores m\u00e1s probables de ocurrir o no\u201d, explica Antonio Bonomi, director de evaluaci\u00f3n tecnol\u00f3gica del CTBE.<\/p>\n

Uno de los escenarios planteados por los investigadores como modelo de biorrefiner\u00eda actual basado en la ca\u00f1a de az\u00facar se basa en la optimizaci\u00f3n de la primera generaci\u00f3n, la que se produce actualmente sin utilizar el bagazo para la producci\u00f3n de alcohol. \u201cLo primero que ha de resolverse ser\u00eda el aprovechamiento del 50% de la paja. Hoy en d\u00eda queda en el campo casi el 100% de las hojas durante la zafra. Hace alg\u00fan tiempo se las quemaba \u00edntegramente antes de llegar a esa etapa. Ahora comienza a sobrar paja en el campo. All\u00ed se forma un colch\u00f3n, lo cual dificulta a la m\u00e1quina [cosechadora] el ingreso al ca\u00f1averal. Se estima que ser\u00eda posible recoger al menos un 50%. Parte de la paja debe quedar en el campo para proteger el suelo de la erosi\u00f3n, mantener la humedad y reciclar nutrientes\u201d, explica Bonomi.<\/p>\n

M\u00e1s all\u00e1 del uso de la paja, \u00e9l prev\u00e9 un incremento en la producci\u00f3n de electricidad mediante la utilizaci\u00f3n de calderas de alta eficiencia, con presi\u00f3n de 90 bares, en lugar de las actuales, con 22 bares. Eso redundar\u00eda en una mayor producci\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica, tanto para el mantenimiento de la propia central como para comercializar el excedente en la red. La generaci\u00f3n ser\u00eda de 185 kilovatios\/hora por tonelada de ca\u00f1a (kWh\/TC) si todas las centrales renovasen las calderas y utilizaran un 50% de la paja. Un incremento de un 620% sobre los actuales 30 kWh\/TC. En 2010 se produjeron en Brasil 8.774 gigavatios\/hora (GWh) con la ca\u00f1a, seg\u00fan la Uni\u00f3n Industrial de la Ca\u00f1a de Az\u00facar (Unica), lo cual represent\u00f3 un 2% de los 509 TWh del consumo total de electricidad del pa\u00eds. Mediante la optimizaci\u00f3n de la primera generaci\u00f3n, los investigadores prev\u00e9n una producci\u00f3n de 89,3 litros por tonelada de ca\u00f1a (l\/TC).<\/p>\n

En un segundo escenario, los investigadores incorporan la segunda generaci\u00f3n. Se trata de la hidr\u00f3lisis de la celulosa, que representa entre un 40% y un 60% del bagazo, material compuesto incluso por hemicelulosa, entre un 20% y un 40%, y por lignina, entre un 10% y un 25%. Este procedimiento, que tambi\u00e9n utiliza parte de la paja de la ca\u00f1a, incrementar\u00e1 la producci\u00f3n hasta 110,7 l\/TC. No obstante, la producci\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica cae hasta 92,8 kWh\/TC, la mitad del primer escenario. El biocombustible resulta m\u00e1s rentable en ese caso que la electricidad, aunque en ese panorama el emprendimiento cuente con menor \u00edndice de retorno econ\u00f3mico, pues la inversi\u00f3n crece mediante la adopci\u00f3n de la segunda generaci\u00f3n. \u201cEn un estudio realizado por nuestro grupo, calculamos que el rendimiento de la producci\u00f3n de la segunda generaci\u00f3n es alrededor de cinco veces mayor que el rendimiento de la electricidad de la cogeneraci\u00f3n\u201d, dice Lynd.<\/p>\n

La estimaci\u00f3n del CTBE para la inversi\u00f3n de la unidad de producci\u00f3n de etanol de primera y segunda generaci\u00f3n es de 329 millones de d\u00f3lares. En el primer escenario, tan s\u00f3lo con la optimizaci\u00f3n de la primera generaci\u00f3n, la inversi\u00f3n es de 222 millones de d\u00f3lares. \u201cEso pesa demasiado, m\u00e1s que el costo de producci\u00f3n, y produce una tasa de retorno menor con la segunda generaci\u00f3n en relaci\u00f3n con la primera, optimizada\u201d.<\/p>\n

Una de las opciones para mejorar el retorno del productor y que el negocio sea m\u00e1s atrayente consiste en la adopci\u00f3n de la fermentaci\u00f3n de las pentosas, un tipo de az\u00facar producido a partir de la hemicelulosa que puede ser transformado en alcohol. Pero esa a\u00fan no es una tecnolog\u00eda comercial. \u201cCuando fuera posible utilizar la hemicelulosa y otras tecnolog\u00edas avanzadas de hidr\u00f3lisis, la producci\u00f3n de etanol crecer\u00eda hasta 131,5 l\/TC y el peso de la inversi\u00f3n ser\u00eda menor debido a la venta de mayor cantidad de etanol y los costos disminuir\u00edan para el productor, que contar\u00eda con un \u00edndice de retorno mayor\u201d, dice Bonomi. Mediante la utilizaci\u00f3n de la hidr\u00f3lisis, la electricidad generada por las biorrefiner\u00edas disminuir\u00eda, cayendo desde 185,8 kWh\/TC hasta 72,7 kWh\/TC. \u201cEn Brasil, los productores nunca dejaron de utilizar parte del bagazo y de la paja para generar energ\u00eda el\u00e9ctrica para uso propio en las centrales. \u00c9sta es la gran ventaja brasile\u00f1a\u201d, dice Bonomi.<\/p>\n

El uso de la tierra
\n<\/b>Pero en el exterior se cuestiona el hecho de que Brasil, siendo fuerte en una agricultura volcada a la alimentaci\u00f3n, sustituya tierra buena para la producci\u00f3n de alimentos por plantaciones de ca\u00f1a. Un problema inexistente, seg\u00fan un estudio del grupo liderado por el economista Andr\u00e9 Nassar, del Instituto de Estudios de Comercio y Negocios Internacionales (Icone), financiado por la FAPESP en el marco del Programa Investigaci\u00f3n en Bioenerg\u00eda (Bioen). En 2022, seg\u00fan el escenario elaborado por el instituto, la superficie de cultivo de ca\u00f1a ocupar\u00e1 10,5 millones de hect\u00e1reas frente a 8,1 millones de hect\u00e1reas de 2009.<\/p>\n

Este crecimiento de un 30% de los ca\u00f1averales ocurrir\u00e1 en la regi\u00f3n sudeste, fundamentalmente en \u00e1reas de pastoreo de crianza de ganado vacuno, y en la regi\u00f3n centro-oeste, donde reemplazar\u00e1 \u00e1reas tradicionales de cultivo de granos y pasturas. \u201cActualmente los ganaderos producen mayor cantidad de carne por hect\u00e1rea. En 1996 se produjeron 6 millones de toneladas de carne, en 184 millones de hect\u00e1reas. Diez a\u00f1os despu\u00e9s, la producci\u00f3n sum\u00f3 9 millones de toneladas de carne en 183 millones de hect\u00e1reas. La hacienda, durante ese per\u00edodo, creci\u00f3 de 158 millones hasta 206 millones\u201d, explica la investigadora Leila Harfuch, del Icone. \u201cLas pasturas, entre 2009 y 2022 caer\u00e1n en alrededor de 5 millones de hect\u00e1reas, adecu\u00e1ndose en parte a la expansi\u00f3n de los granos y la ca\u00f1a\u201d.<\/p>\n

La conclusi\u00f3n, basada en un modelo creado por el instituto para la oferta y demanda de productos agr\u00edcolas y uso de la tierra en el pa\u00eds, denominado Brazilian Land Use Model, indica que el avance sobre las \u00e1reas nativas no ocurrir\u00e1 con motivo de la producci\u00f3n de biocombustibles, sino por la de alimentos. \u201cLa zona donde existe mayor competencia por la tierra y la rentabilidad resulta mayor para el agricultor es el cerrado, lo cual puede generar impacto en las selvas nativas. Pero la intensificaci\u00f3n de la producci\u00f3n agropecuaria en el futuro conducir\u00e1 a una demanda menor por nuevas \u00e1reas en comparaci\u00f3n con el pasado\u201d.<\/p>\n

En lo referente a la producci\u00f3n de etanol, el modelo muestra una evoluci\u00f3n de 29 mil millones de litros, en 2009, hasta 53,8 millones de litros, en 2022, sin tener en cuenta a la segunda generaci\u00f3n. \u201cNosotros suponemos que las exportaciones hacia Estados Unidos alcanzar\u00e1n 9 mil millones de litros por a\u00f1o en 2022\u201d. La investigaci\u00f3n se realiz\u00f3 con anterioridad al anuncio del fin del arancel a la importaci\u00f3n de aquel pa\u00eds anunciada en diciembre. \u201cCalculamos ese escenario de 9 mil millones de litros porque los estadounidenses deber\u00e1n disminuir el consumo de combustibles f\u00f3siles y, consecuentemente, reducir los gases de efecto invernadero emitidos, y el etanol de ca\u00f1a de az\u00facar brasile\u00f1o y el del ma\u00edz, producido por ellos, cumplir\u00e1n parte de esa misi\u00f3n\u201d, dice Leila.<\/p>\n

\u201cLas proyecciones para el potencial de la energ\u00eda de la biomasa deben ser muy cautelosas, principalmente en un mundo enfocado hacia la energ\u00eda sostenible y el desarrollo de las econom\u00edas rurales que los biocombustibles pueden ofrecer, si se los implementa con precauci\u00f3n\u201d, completa Lynd.<\/p>\n

El Proyecto
\n<\/b>Simulating land use and agriculture expansion in Brazil: food, energy, agro-industrial and environmental impacts \u2013 n\u00b0 2008\/56156-0.
\nModalidad <\/b>Proyecto Tem\u00e1tico. Coordinador <\/b>Andr\u00e9 Nassar \u2013 Icone. Inversi\u00f3n <\/b>R$ 67.886,54 (FAPESP).<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos<\/em>
\n<\/b>1. Pacca, S.; Moreira, J.R.. A biorefinery for mobility? Environmental Science & Technology.<\/b> v. 45 (22), p. 9.498-505. On-line <\/i>el 3 de octubre de 2011.
\n2. Dias, M.O.S.; Bonomi, A. et al<\/i>. Second generation ethanol in Brazil: Can it compete with electricity production? Bioresource Technology.<\/b> v. 102, n. 14, p. 8.964-71. oct. 2011.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Estudios muestran previsiones sobre la participaci\u00f3n del etanol en la agricultura y en la matriz de combustibles","protected":false},"author":10,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[189],"tags":[],"coauthors":[97],"class_list":["post-110805","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-politica-ct"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/110805","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=110805"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/110805\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=110805"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=110805"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=110805"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=110805"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}