{"id":333729,"date":"2020-02-20T18:38:51","date_gmt":"2020-02-20T21:38:51","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=333729"},"modified":"2020-02-21T16:47:55","modified_gmt":"2020-02-21T19:47:55","slug":"el-desafio-de-la-generacion-de-bioenergia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/el-desafio-de-la-generacion-de-bioenergia\/","title":{"rendered":"El desaf\u00edo de la generaci\u00f3n de bioenerg\u00eda"},"content":{"rendered":"

La extracci\u00f3n indiscriminada de la paja de la ca\u00f1a de az\u00facar para la producci\u00f3n de bioelectricidad y etanol celul\u00f3sico, tambi\u00e9n denominado de segunda generaci\u00f3n (2G) tiene sus riesgos, seg\u00fan se advierte en estudios publicados recientemente en la revista Bioenergy Research<\/em>. En uno de los art\u00edculos, los investigadores arribaron a la conclusi\u00f3n de que el retiro de la paja que queda en el campo despu\u00e9s de la zafra puede incrementar la demanda de fertilizante para el suelo. \u201cLa novedad principal de este trabajo residi\u00f3 en que se midi\u00f3 la cantidad de nutrientes presente en las hojas de la ca\u00f1a y se calcul\u00f3 la necesidad de reponer fertilizante NPK [un compuesto de nitr\u00f3geno, f\u00f3sforo y potasio] en funci\u00f3n del volumen de paja extra\u00edda\u201d, explica el ingeniero agr\u00f3nomo Maur\u00edcio Roberto Cherubin, del Departamento de Ciencia del Suelo de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz en la Universidad de S\u00e3o Paulo (Esalq-USP), con en la localidad de Piracicaba.<\/p>\n

El estudio, realizado en colaboraci\u00f3n con cient\u00edficos del Centro de Energ\u00eda Nuclear en la Agricultura de la USP y del Laboratorio de Biorrenovables del Centro Nacional de Investigaciones en Energ\u00eda y Materiales (LNBR-CNPEM), revel\u00f3 que la exportaci\u00f3n potencial de los nutrientes que contiene la paja al retirar ese material acarrea un costo promedio adicional de 90 d\u00f3lares (unos 380 reales) por hect\u00e1rea en fertilizantes, un monto que puede variar en funci\u00f3n de las fluctuaciones del precio del producto y de las negociaciones que puedan llevar a cabo las empresas.<\/p>\n

Se testearon diversos escenarios, que consideraron los componentes de la paja (hojas verdes o secas) y diferentes grados de remoci\u00f3n de la biomasa (sin extracci\u00f3n; remoci\u00f3n baja, un 25% del total; moderada, un 50%, y completa, el 100%). A partir de ellos, los investigadores calcularon el aumento en el consumo de fertilizante NPK en el cultivo de la ca\u00f1a de az\u00facar en la regi\u00f3n centro-sur del pa\u00eds, que concentra el 90% de la producci\u00f3n brasile\u00f1a. Las proyecciones indican que, incluso sin remoci\u00f3n de la paja, la demanda de fertilizante crecer\u00e1 en un 80% para 2050, en funci\u00f3n de la evoluci\u00f3n del \u00e1rea plantada y del aumento de las dosis aplicadas por los productores. En el caso del retiro completo del material (un escenario extremo, aunque poco probable), el estudio apunt\u00f3 que el consumo de fertilizante podr\u00eda duplicarse, en comparaci\u00f3n con el manejo sin remoci\u00f3n. El incremento adicional en los escenarios intermedios (con un 25% y un 50% de remoci\u00f3n de la paja), m\u00e1s acorde a la realidad de las centrales productoras, podr\u00eda llegar a un 14% y un 28%, respectivamente.<\/p>\n

\u201cUno de los beneficios principales que aporta la paja, a corto plazo, reside en que mantiene la humedad en el suelo. Funciona como una capa protectora, evitando la p\u00e9rdida de humedad por evaporaci\u00f3n y protegiendo al suelo contra los procesos erosivos. Simult\u00e1neamente, colabora con el ciclo de nutrientes y con la incorporaci\u00f3n de carbono al suelo\u201d, dice el agr\u00f3nomo Jo\u00e3o Lu\u00eds Nunes Carvalho, investigador del LNBR y coautor del art\u00edculo. En ese proceso, los nutrientes presentes en el suelo se absorben y acumulan en la planta durante su crecimiento para luego retornar al suelo cuando la planta muere y se descompone. \u201cLos resultados de este estudio y de otros que salieron publicados en los \u00faltimos meses evidencian que la paja cumple una funci\u00f3n doble, porque tiene buen potencial para su utilizaci\u00f3n en la producci\u00f3n de bioenerg\u00eda [etanol 2G y bioelectricidad] y resulta esencial para la sostenibilidad del suelo. Les cabe a los agricultores la elecci\u00f3n del camino m\u00e1s sostenible para el uso de esa biomasa\u201d.<\/p>\n

En el LNBR, Nunes Carvalho forma parte del equipo responsable del Projeto Sucre (Sugarcane Renewable Electricity<\/em>), cuya meta consiste en elevar la producci\u00f3n de electricidad con baja emisi\u00f3n de gases de efecto invernadero en la industria de la ca\u00f1a, por medio del uso de la paja. \u201cEl manejo adecuado de esa biomasa es esencial para no causar impactos negativos en el cultivo\u201d, dice el investigador, haciendo hincapi\u00e9 en que Brasil produce 80 millones de toneladas de paja por a\u00f1o. Seg\u00fan \u00e9l, el 33% de la energ\u00eda que contiene la ca\u00f1a est\u00e1 concentrada en la paja, mientras que otro 33% se encuentra en el bagazo y el 33% restante, en el jugo que se usa para la producci\u00f3n de az\u00facar y alcohol. El Projeto Sucre, que arranc\u00f3 en 2015, cuenta con recursos de las Naciones Unidas y finalizar\u00e1 el a\u00f1o que viene.<\/p>\n

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Eduardo Cesar<\/span><\/a> Cosechadora de ca\u00f1a de az\u00facar en el interior paulista: los culmos se acopian en el cami\u00f3n mientras que la paja vuelve al campoEduardo Cesar<\/span><\/p><\/div>\n

Primeras investigaciones<\/strong>
\nLos estudios volcados a la reutilizaci\u00f3n de la paja y del bagazo de la ca\u00f1a de az\u00facar para la generaci\u00f3n de bioenerg\u00eda se remontan a m\u00e1s de tres d\u00e9cadas atr\u00e1s. \u201cTres instituciones de investigaci\u00f3n contribuyeron en forma decisiva para que Brasil desarrollara la tecnolog\u00eda y los m\u00e9todos necesarios como para generar electricidad y etanol 2G a partir de los subproductos del sector sucroenerg\u00e9tico: la Esalq, el Centro de Tecnologia Canavieira [CTC] de Copersucar [empresa comercializadora global de az\u00facar y etanol] y el Instituto Agron\u00f3mico [IAC], de Campinas\u201d, destaca el agr\u00f3nomo Carlos Eduardo Pellegrino Cerri, del Departamento de Ciencia del Suelo de la Esalq.<\/p>\n

Por el lado del sector productivo, seg\u00fan Zilmar Jos\u00e9 de Souza, gerente de bioelectricidad de la Uni\u00f3n de la Industria de la Ca\u00f1a de Az\u00facar (Unica), el car\u00e1cter pionero les cupo a las centrales S\u00e3o Francisco, en Sert\u00e3ozinho, S\u00e3o Martinho, en Prad\u00f3polis, y Vale do Ros\u00e1rio, en Morro Agudo, todas en la regi\u00f3n de Ribeir\u00e3o Preto (S\u00e3o Paulo). \u201cEn 1987, ellas fueron las primeras en exportar sus excedentes de energ\u00eda a la red el\u00e9ctrica nacional. En aquella \u00e9poca, solamente se usaba el bagazo de la ca\u00f1a para la generaci\u00f3n de energ\u00eda, mediante su incineraci\u00f3n en calderas\u201d, relata Souza. \u201cHoy en d\u00eda, las 369 centrales que operan en el pa\u00eds producen electricidad para consumo propio, y alrededor de 200 le venden energ\u00eda a la red<\/a>\u201d, dice.<\/p>\n

El sistema de generaci\u00f3n de energ\u00eda a partir del bagazo \u2013y tambi\u00e9n de la paja\u2013 es relativamente sencillo. En primer lugar, el material se quema en una caldera, produciendo vapor de alta presi\u00f3n. A continuaci\u00f3n, ese vapor impulsa a una turbina que, a su vez, hace funcionar a un generador el\u00e9ctrico, produciendo electricidad. El vapor a baja presi\u00f3n que sale de la turbina todav\u00eda posee energ\u00eda t\u00e9rmica, que se utiliza en diversos procesos, entre los cuales se cuenta el calentamiento y evaporaci\u00f3n del jugo de ca\u00f1a para la producci\u00f3n de az\u00facar.<\/p>\n

La producci\u00f3n simult\u00e1nea de energ\u00eda el\u00e9ctrica y t\u00e9rmica en el proceso industrial se denomina cogeneraci\u00f3n.<\/p>\n

En los \u00faltimos 20 a\u00f1os, en diversos art\u00edculos sobre el tema, Pesquisa FAPESP <\/em>sigui\u00f3 la evoluci\u00f3n de los estudios que situaron a Brasil a la vanguardia de la generaci\u00f3n de bioenerg\u00eda a partir de los residuos del sector sucroenerg\u00e9tico. En 2001, el investigador Isa\u00edas de Carvalho Macedo, por ese entonces asesor para el \u00e1rea de energ\u00eda de la Rector\u00eda de la Universidad de Campinas (Unicamp), vaticinaba que \u201cel bagazo y la paja de la ca\u00f1a podr\u00edan transformarse, a mediano plazo, en importantes componentes de la matriz energ\u00e9tica brasile\u00f1a<\/a>\u201d. En la actualidad, la biomasa de la ca\u00f1a de az\u00facar provee alrededor del 4% del consumo el\u00e9ctrico del pa\u00eds.<\/p>\n

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Los reportajes de tapa de las ediciones n\u00ba\u2009122 y 149 de Pesquisa FAPESP<\/em> se enfocaron en la generaci\u00f3n de bioenerg\u00eda<\/p><\/div>\n

El etanol 2G<\/strong>
\nEn aquella \u00e9poca, las investigaciones en pos de la producci\u00f3n de etanol de segunda generaci\u00f3n ya avanzaban. En 2002, Copersucar y el grupo Dedini, uno de los principales fabricantes de maquinaria y equipamientos para el sector de az\u00facar y alcohol, presentaron una tecnolog\u00eda bautizada Dedini Hidr\u00f3lisis R\u00e1pida (DHR)<\/a>, que demostraba que se pod\u00eda producir etanol a partir de la celulosa presente en el bagazo de la ca\u00f1a. Ese proceso se desarroll\u00f3 con la ayuda de la FAPESP<\/a>.<\/p>\n

En 2008, la investigaci\u00f3n brasile\u00f1a abocada al etanol 2G cobr\u00f3 nuevo impulso mediante la creaci\u00f3n del Programa FAPESP de Investigaciones en Bioenerg\u00eda (Bioen), cuyo objetivo consist\u00eda en articular actividades de investigaci\u00f3n y desarrollo utilizando laboratorios acad\u00e9micos e industriales para promover el avance del conocimiento y su aplicaci\u00f3n en \u00e1reas relacionadas con la producci\u00f3n de bioenerg\u00eda<\/a>. En el marco de la ceremonia de lanzamiento del Bioen, el director cient\u00edfico de la FAPESP, Carlos Henrique de Brito Cruz, destac\u00f3 su importancia para estimular el desarrollo del etanol de segunda generaci\u00f3n, objeto de investigaciones cient\u00edficas en diversos pa\u00edses del mundo. Desde 1997, la Fundaci\u00f3n financi\u00f3 146 ayudas a la investigaci\u00f3n o becas relacionadas con el etanol de segunda generaci\u00f3n.<\/p>\n

Hoy en d\u00eda, la producci\u00f3n de etanol 2G es una realidad en el pa\u00eds, aunque no haya alcanzado la dimensi\u00f3n esperada. La compa\u00f1\u00eda Ra\u00edzen, l\u00edder nacional en la producci\u00f3n de az\u00facar, etanol y bioenerg\u00eda, bajo control de Cosan, empresa de infraestructura y energ\u00eda, y de la petrolera Shell, hace cinco a\u00f1os que procesa etanol celul\u00f3sico, denominado as\u00ed porque se elabora a partir de la celulosa de la paja y del bagazo, y no de la sacarosa del jugo de la ca\u00f1a de az\u00facar, tal como ocurre con el etanol convencional. En la \u00faltima zafra de 2018-2019, Ra\u00edzen sac\u00f3 el mercado 16,5 millones de litros de ese producto, un volumen a\u00fan muy acotado si se lo compara con los 2.500 millones de litros de etanol que produce la compa\u00f1\u00eda. La capacidad instalada de la central que Ra\u00edzen posee en Piracicaba es de 40 millones de litros.<\/p>\n

Otra empresa que invierte en el etanol 2G es la paulista GranBio<\/a>, titular de la central BioFlex, con sede en S\u00e3o Miguel dos Campos, estado de Alagoas. Esa unidad comenz\u00f3 a operar en 2014, pero debi\u00f3 interrumpir su producci\u00f3n dos a\u00f1os despu\u00e9s por problemas que surgieron en el pretratamiento de la carga de ca\u00f1a de az\u00facar. En 2017, el \u00faltimo registro disponible apunt\u00f3 una producci\u00f3n de 28 millones de litros de etanol 2G, de los cuales 5 millones se exportaron a Estados Unidos. Para este reportaje, se intent\u00f3 que Ra\u00edzen y GranBio comentaran las cifras que figuran m\u00e1s arriba, pero ambas empresas no se manifestaron.<\/p>\n

Los expertos del sector sucroenerg\u00e9tico se\u00f1alan que el camino para la implementaci\u00f3n de esta tecnolog\u00eda ha sido m\u00e1s largo y costoso de lo que se calculaba. Uno de los retos radica en mejorar la eficiencia de las enzimas que convierten en az\u00facar a los pol\u00edmeros de celulosa y hemicelulosa presentes en el bagazo y en la paja. Otro desaf\u00edo es perfeccionar algunas etapas del proceso productivo, haciendo hincapi\u00e9 en la recolecci\u00f3n de la paja en el campo que, dependiendo de c\u00f3mo se realiza, llega a la central mezclada con arena, pudiendo comprometer el funcionamiento de las maquinarias<\/a>.<\/p>\n

Proyectos<\/strong>
\nImplicaciones de la expansi\u00f3n e intensificaci\u00f3n del cultivo de la ca\u00f1a de az\u00facar en los servicios ecosist\u00e9micos del suelo (n\u00ba 18\/09845-7<\/a>); Modalidad <\/strong>Ayuda a la Investigaci\u00f3n \u2013 Regular; Investigador responsable<\/strong> Maur\u00edcio Cherubin (USP); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 167.967,48<\/p>\n

Hay otras 38 ayudas a la investigaci\u00f3n y 105 becas concedidas por la FAPESP referentes a etanol de segunda generaci\u00f3n<\/a>.<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico<\/strong>
\nCHERUBIN, M.R. et al<\/em>. Sugarcane straw removal: implications to soil fertility and fertilizer demand in Brazil<\/a>. Bioenergy Research<\/strong>. 1\u00ba ago. 2019.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"La revista testimoni\u00f3 el esfuerzo de la ciencia brasile\u00f1a para viabilizar el uso de subproductos del sector de az\u00facar y alcohol en la producci\u00f3n de electricidad y etanol 2G","protected":false},"author":23,"featured_media":334456,"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":[3337,192],"tags":[276],"coauthors":[116],"class_list":["post-333729","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-pesquisa-fapesp20anos","category-tecnologia-es","tag-bioenergia-es","keywords-pesquisa-fapesp-20-anos-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/333729","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\/23"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=333729"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/333729\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":334455,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/333729\/revisions\/334455"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/334456"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=333729"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=333729"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=333729"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=333729"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}