{"id":84212,"date":"2008-12-01T00:00:00","date_gmt":"2008-12-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2008\/12\/01\/aprovechamiento-total-3\/"},"modified":"2017-01-18T18:06:43","modified_gmt":"2017-01-18T20:06:43","slug":"aprovechamiento-total-3","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/aprovechamiento-total-3\/","title":{"rendered":"Aprovechamiento total"},"content":{"rendered":"
\"Residuos

Eduardo Cesar<\/span><\/a> Residuos con un gran potencial en el campo despu\u00e9s de la cosechaEduardo Cesar<\/span><\/p><\/div>\n

El holl\u00edn que sube al cielo debido a la quema de la paja de la ca\u00f1a de az\u00facar en el campo durante la zafra y se deposita en el suelo en forma de finos copos oscuros carga en su composici\u00f3n alrededor de 70 productos qu\u00edmicos prejudiciales para el medio ambiente, producto de la liberaci\u00f3n de gases que contribuyen al efecto invernadero, y ocasionan serios problemas respiratorios en la poblaci\u00f3n expuesta. Mientras que esa pr\u00e1ctica no es definitivamente desterrada del cultivo ca\u00f1ero, varios grupos de investigaci\u00f3n se abocan al estudiar fines m\u00e1s nobles para este material que tiene un gran potencial para la generaci\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica, la producci\u00f3n de biocombustible y la fabricaci\u00f3n de productos tales como biopl\u00e1sticos, carb\u00f3n para sider\u00fargicas e incluso cemento. Las posibilidades de aprovechamiento del llamado ?palhi\u00e7o? [pajizo] de ca\u00f1a, un material que queda en el campo luego de la cosecha compuesto de hojas verdes, puntas del vegetal, paja y restos del tallo, apuntan varias aplicaciones en el sector productivo. Una de las l\u00edneas de investigaci\u00f3n, llevada adelante en el Departamento de Ingenier\u00eda de Materiales de la Universidad Federal de S\u00e3o Carlos (UFSCar), result\u00f3 en la obtenci\u00f3n de carburo de silicio, un vers\u00e1til material sint\u00e9tico a base de s\u00edlice de paja de ca\u00f1a.<\/p>\n

La innovaci\u00f3n en la elecci\u00f3n de la materia prima y del proceso utilizado para la producci\u00f3n del carburo de silicio result\u00f3 en un pedido de patente por parte de la universidad. Propiedades tales como su excelente resistencia al desgaste, al choque t\u00e9rmico y al ataque de \u00e1cidos permiten el empleo de este material, que tambi\u00e9n es semiconductor, en abrasivos, en la industria de refractarios, en el blindaje de aeronaves, en microelectr\u00f3nica\u00a0 y en otras aplicaciones. El descubrimiento surgi\u00f3 como despliegue de un proyecto destinado a la fabricaci\u00f3n de carburo de silicio de paja de arroz, desarrollado anteriormente por el mismo grupo de investigaci\u00f3n. ?Cuando hicimos el an\u00e1lisis qu\u00edmico del residuo de la paja de ca\u00f1a quemada, vimos que tambi\u00e9n era una rica fuente de s\u00edlice?, explica la profesora Ruth Kiminami, coordinadora del proyecto. La s\u00edlice fue entonces mezclada con una fuente de carbono como grafito y llevada a un horno especial con atm\u00f3sfera controlada, sin ox\u00edgeno, para la formaci\u00f3n de carburo de silicio. Este material se obtiene mediante la reacci\u00f3n de reducci\u00f3n carbot\u00e9rmica, que sucede en alta temperatura. ?En unas cuatro o cinco horas, conseguimos producir part\u00edculas bien finas de carburo de silicio, de alrededor de 1 a 5 micrones, utilizadas en aplicaciones m\u00e1s avanzadas?, dice Ruth.<\/p>\n

El m\u00e9todo usado actualmente en escala industrial emplea una mezcla de s\u00edlice con carbono. Este compuesto, luego de llevarse a un horno el\u00e9ctrico con temperatura superior a los 2.400\u00b0C durante entre 32 y 40 horas, resulta en bloques de silicio que deben ser procesados mec\u00e1nicamente por picadura y molienda. \u00a0El proceso\u00a0 que empleamos no requiere etapas adicionales de picadura y molienda, que encarecen el costo del producto, subraya.<\/p>\n

En otra investigaci\u00f3n, la paja de ca\u00f1a picada, dispuesta en un circuito cerrado movido en alta temperatura, resulta al final del proceso en tres productos con aplicaciones en \u00e1reas distintas un bioaceite con potencial de utilizaci\u00f3n en la industria qu\u00edmica, un fino polvo de carb\u00f3n vegetal que puede emplearse en la producci\u00f3n sider\u00fargica\u00a0 y un gas con alto poder calor\u00edfico, compuesto de mon\u00f3xido de carbono, metano e hidr\u00f3geno, indicado tanto para alimentar el propio reactor como para la generaci\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica. El proceso\u00a0 de termoconversi\u00f3n utilizado es llamado pir\u00f3lisis r\u00e1pida. Es una rotura molecular hecha con alta temperatura en pocos segundos, explica el profesor Luis Augusto Barbosa Cortez, de la Facultad de Ingenier\u00eda Agr\u00edcola de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), coordinador del proyecto. Este proyecto, que empez\u00f3 hace diez a\u00f1os, result\u00f3 en la empresa Bioware, incubada en el Centro de Tecnolog\u00eda de la universidad con apoyo de la FAPESP como parte del Programa de Investigaci\u00f3n Innovadora en la Peque\u00f1a y Microempresa (Pipe).<\/p>\n

\"Carb\u00f3n

WANDERLEY DOS SANTOS E MARCOS BUCKERIDGE<\/span><\/a> Carb\u00f3n sider\u00fargico hecho de productos obtenidos a partir de la pajaWANDERLEY DOS SANTOS E MARCOS BUCKERIDGE<\/span><\/p><\/div>\n

Para obtener un elevado rendimiento de bioaceite, los investigadores utilizan la t\u00e9cnica denominada lecho fluidificado burbujeante, que resulta de la combinaci\u00f3n de aire y arena y temperaturas promedio en torno de 550\u00baC. En la puerta de entrada el lecho del reactor se pone carb\u00f3n vegetal para dar inicio al proceso de calentamiento. Cuando la temperatura llega a 600\u00baC, la arena se pone en el reactor y se la sopla para formar el lecho fluidificado, donde la biomasa seca picada es colocada para su degradaci\u00f3n y transformaci\u00f3n en productos tales como el bioaceite, de coloraci\u00f3n oscura y bastante viscoso, que puede emplearse como insumo qu\u00edmico, combustible de turbinas y calderas, sustituto del fenol petroqu\u00edmico en resinas y aditivo en la formulaci\u00f3n de concreto celular para la construcci\u00f3n civil. Mezclado al polvo de carb\u00f3n obtenido en el proceso presenta caracter\u00edsticas tales como la alta resistencia mec\u00e1nica, con el 75% de carbono, y bajo tenor de vapores vol\u00e1tiles, de m\u00e1xima un 25%, necesarias para la utilizaci\u00f3n en la fabricaci\u00f3n de acero, dice el investigador Rodrigo Jordan, quien participa del proyecto con una beca de posdoctorado.<\/p>\n

El vapor utilizado para la producci\u00f3n de bioaceite, despu\u00e9s de pasar por un proceso\u00a0 de lavado, resulta en un agua \u00e1cida, que puede aplicarse como bioestimulante para el crecimiento de plantas y como bioinseticida en el cultivo del fr\u00edjol. Los gases liberados en el proceso de pir\u00f3lisis pueden utilizarse para alimentar calderas o en el propio proceso de combusti\u00f3n del reactor, por lo tanto toda la paja se aprovecha. La planta piloto tiene capacidad para procesar 200 kilos de paja por hora, transformados en 80 kilos de aceite y 50 kilos de carb\u00f3n.<\/p>\n

Cortez, quien hace m\u00e1s de una d\u00e9cada estudia otros usos para la ca\u00f1a adem\u00e1s del az\u00facar y el alcohol, coordina entre otros proyectos una investigaci\u00f3n sobre la agroindustria ca\u00f1era del estado de S\u00e3o Paulo, en el marco del Programa de Investigaci\u00f3n en Pol\u00edticas P\u00fablicas de la FAPESP, en asociaci\u00f3n con la Agencia Paulista de Tecnolog\u00eda de Agronegocios (Apta). Actualmente, dentro del sistema de producci\u00f3n utilizado, la eficiencia de la ca\u00f1a se ubica en torno del 28%, dice. Este c\u00e1lculo se hace con base en la energ\u00eda contenida en la ca\u00f1a dividida en partes iguales entre az\u00facar, bagazo y paja, es decir, un tercio por cada una de ellas. \u00a0Empleando el sistema de pir\u00f3lisis para aprovechamiento de la paja, creo que este porcentaje podr\u00e1 ubicarse entre el 50% y el 60%.<\/p>\n

\"Imagen

WANDERLEY DOS SANTOS E MARCOS BUCKERIDGE<\/span><\/a> Imagen de microscop\u00eda del desarrollo de hojas de ca\u00f1a de az\u00facarWANDERLEY DOS SANTOS E MARCOS BUCKERIDGE<\/span><\/p><\/div>\n

Poder calor\u00edfico
\n<\/strong>Aunque a\u00fan no se sabe exactamente el potencial de generaci\u00f3n de energ\u00eda contenida en el pajizo, porque no existen investigaciones agron\u00f3micas que apunten la cantidad ideal de paja que queda en el campo despu\u00e9s de la zafra, un estudio coordinado por el profesor Nilson Augusto Villa Nova, del Departamento de Ciencias Exactas de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) de la Universidad de S\u00e3o Paulo, con sede en Piracicaba, muestra que es posible mantener una hidroel\u00e9ctrica igual a la de Itaip\u00fa, en Foz de Igua\u00e7u, funcionando durante el per\u00edodo de estiaje, de mayo a octubre, solamente con la energ\u00eda de la biomasa del pajizo y del bagazo.<\/p>\n

El pajizo, que actualmente es un problema ambiental a causa de la quema en el campo, tiene un excelente potencial de energ\u00eda el\u00e9ctrica debido a su alto poder calor\u00edfico, dice Villa Nova. Como no podemos sacar todo el pajizo del campo porque debemos mantener la calidad agron\u00f3mica del suelo, nuestra propuesta consiste en extraer alrededor del 50% de ese material con fines energ\u00e9ticos, dice el profesor Tomaz Caetano Cannavan R\u00edpoli, del Departamento de Ingenier\u00eda Rural de la Esalq, quien hace 18 a\u00f1os investiga este material, sus caracter\u00edsticas\u00a0 y c\u00f3mo manejarlo. El otro 50% quedar\u00eda en el campo para mejorar las propiedades fisicoqu\u00edmicas del suelo, es decir, para auxiliar en la relaci\u00f3n carbono-nitr\u00f3geno, aumentar el tenor de materia org\u00e1nica, mejorar la actividad de la microbiota del suelo y protegerlo contra el impacto de las gotas de lluvia, que causan erosi\u00f3n.<\/p>\n

Este trabajo, intitulado El futuro del pajizo de la ca\u00f1a de az\u00facar como gran fuente de energ\u00eda el\u00e9ctrica en Brasil, presentado en una conferencia internacional de ingenier\u00eda de la agricultura en 2007, indica que, debido a las posibles restricciones h\u00eddricas de las principales cuencas hidrogr\u00e1ficas habida cuenta de los cambios clim\u00e1ticos, la utilizaci\u00f3n de la biomasa deber\u00e1 ser la principal fuente de energ\u00eda renovable. Por ese estudio y todos los otros proyectos en que estuvo involucrado durante 52 a\u00f1os de carrera, Villa nueva fue contemplado en la categor\u00eda Vida\u00a0 y Obra del Premio Fundaci\u00f3n Bunge 2008. Los c\u00e1lculos a los efectos de demostrar el potencial de generaci\u00f3n de electricidad debido a la quema del pajizo durante los 200 d\u00edas de la cosecha se hicieron con 100 toneladas de ca\u00f1a por hora, pero una central puede moler 500, 1.000 y hasta 1.200 toneladas por hora.<\/p>\n

El resultado de la ecuaci\u00f3n apunt\u00f3 76.800 megavatios\/ hora(MW\/ h) por zafra. Considerando que la producci\u00f3n anual de ca\u00f1a de az\u00facar en Brasil es del orden de los 386 millones de toneladas por zafra, la expectativa energ\u00e9tica anual con la biomasa se ubicar\u00eda en torno de 122.800.000 MW\/ h por a\u00f1o, lo que dar\u00eda para suplir la demanda de Itaip\u00fa en el per\u00edodo de sequ\u00eda, dice Villa Nova.<\/p>\n

Ocho centrales paulistas, entre las cuales se encuentran Equipav, Cuat\u00e1, Cosan, Rafard y Santa Elisa, est\u00e1n mezclando bagazo con pajizo para la co-generaci\u00f3n de energ\u00eda en las calderas. La tendencia actual es la zafra integral, dice R\u00edpoli. En lugar de cosechar la ca\u00f1a y dejar la paja en el suelo, para posteriormente transportarla a la central, se lleva todo junto a estaciones de pre limpieza, donde se hace la separaci\u00f3n del material. Es la soluci\u00f3n m\u00e1s barata para recoger el pajizo, porque se trabaja con una cosechadora con el sistema de limpieza desconectado o en menor rotaci\u00f3n, subraya. El proceso est\u00e1 funcionando en escala comercial, pero todav\u00eda experimentalmente. Sucede que a\u00fan no se sabe a ciencia cierta cu\u00e1l es la proporci\u00f3n de pajizo y bagazo que debe emplearse en las calderas durante la zafra para no interferir en la eficiencia del proceso. No tengo dudas de que dentro de 15 a\u00f1os no va a haber m\u00e1s centrales de az\u00facar sino centrales de energ\u00eda, dice R\u00edpoli.<\/p>\n

Otra perspectiva futura para el uso de la paja es la producci\u00f3n de etanol, que cobr\u00f3 impulso recientemente con el lanzamiento del Programa FAPESP de Investigaci\u00f3n en Bioenerg\u00eda (Bioen). Vamos a usar hongos que degradan la paja\u00a0 y el bagazo para producir az\u00facares fermentables desde la pared celular, dice el profesor Marcos Buckeridge, del Instituto de Biociencias de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP) y uno de los coordinadores del programa. Parece sencillo, pero los mecanismos destinados a entender c\u00f3mo se produce esa degradaci\u00f3n celular pasan primeramente por el conocimiento del genoma de la ca\u00f1a. \u00a0Encontramos 469 genes relacionados con el metabolismo de la pared celular de la ca\u00f1a, informa.\u00a0 En ese amplio estudio entran incluso variables relacionadas con los cambios clim\u00e1ticos, con alto nivel de gas carb\u00f3nico en la atm\u00f3sfera. En ese escenario habr\u00e1 cambios en la composici\u00f3n de la pared celular y necesitamos estar atentos a eso, porque, dependiendo de la enzima utilizada, podr\u00e1n ocurrir alteraciones en el proceso de obtenci\u00f3n del etanol.<\/p>\n

\"\"Eduardo Cesar<\/span><\/a>Forraje animal
\n<\/strong>La paja picada se usa como sustrato en la siembra de granos para la producci\u00f3n en pocos d\u00edas de un alimento voluminoso para vacunos, porcinos y aves.<\/em><\/p>\n

La propuesta de Jos\u00e9 Luiz Guimar\u00e3es de Souza, profesor jubilado de la Universidad Estadual Paulista (Unesp) de Botucat\u00fa, y del economista Jos\u00e9 Ab\u00edlio Silveira Cosentino, consiste en integrar la ca\u00f1a de az\u00facar y la ganader\u00eda en peque\u00f1as propiedades rurales, utilizando la paja que actualmente se quema durante la zafra. Mediante el empleo de una t\u00e9cnica llamada forraje verde hidrop\u00f3nico o FVH, un proceso de producci\u00f3n sin uso del suelo, es posible obtener en poco tiempo y con escasa necesidad de agua un volumen considerable de alimento de calidad para animales, elaborado utilizando la paja de la ca\u00f1a como sustrato.<\/p>\n

Encima de una lona negra se pone la paja picada, sembrada con varios tipos de granos, tales como el ma\u00edz, la soja, el trigo, el fr\u00edjol gandul, la avena, el mijo y el sorgo. Cada 18 \u00f3 20 d\u00edas se pueden por ejemplo cosechar 25 kilos de FVH de ma\u00edz por metro cuadrado, dice Souza. La FHV de ma\u00edz o de cualquier otro grano plantado se levanta como una alfombra constituida por la paja, por las semillas que germinaron y sus respectivas hojas y ra\u00edces, y tambi\u00e9n por las semillas que no germinaron, para reemplazar al pasto en la dieta del animal. La cantidad recogida es la misma que un animal adulto, una vaca en el per\u00edodo de engorde, debe recibir por d\u00eda, complementada por un concentrado compuesto de ma\u00edz, salvado de soja, salvado de trigo y sal mineral, dice el investigador. El objetivo de la utilizaci\u00f3n de la t\u00e9cnica es producir gran cantidad de masa vegetal, de buena calidad\u00a0 y en un corto lapso de tiempo.<\/p>\n

El \u00fanico cuidado consiste en mojar el cantero seg\u00fan la necesidad, como en una huerta convencional. Por los c\u00e1lculos del investigador, confirmados con estudios en campo, con 25 metros cuadrados es posible producir alimento para una vaca el a\u00f1o entero; bastan con plantar y juntar un metro cuadrado por d\u00eda. En Holambra II, municipio de Avar\u00e9, interior paulista, un propietario rural que criaba ganado de la raza Santa Gertrudis mantuvo 18 canteros de 60 metros cuadrados cada uno durante dos a\u00f1os. Levantaba un cantero por d\u00eda y trataba de 60 a 80 cabezas, informa Souza. Todo el proceso fue seguido con recabado de datos y pesaje de animales. El mismo m\u00e9todo puede aplicarse tambi\u00e9n para alimentar cerdos y aves.<\/p>\n

Para peque\u00f1as propiedades donde se planta solamente ca\u00f1a de az\u00facar, la propuesta es utilizar tambi\u00e9n la paja en varios tipos de productos hechos artesanalmente, tales como porta macetas, revestimiento de botellas, sombreros, macetas, placas y otros. La paja cumplir\u00eda as\u00ed una funci\u00f3n social generando ingresos, en lugar de quem\u00e1rsela en el campo. Los investigadores han probados varias formulaciones en sociedad con un artesano, incluso con te\u00f1ido del material, que resultaron en productos que pueden fabricarse sin mucha dificultad.<\/p>\n

Los proyectos<\/strong>
\n 1.<\/strong> Biocombustible obtenido del aceite pirol\u00edtico de la paja de ca\u00f1a de az\u00facar: evaluaci\u00f3n t\u00e9cnico-econ\u00f3mica y ambiental de su uso\u00a0(n\u00ba 06\/52843-8<\/a>); Modalidad\u00a0<\/strong>Auxilio regular a proyecto de investigaci\u00f3n;\u00a0Coordinador <\/strong>Luis Augusto Barbosa Cortez – Unicamp;\u00a0Inversi\u00f3n<\/strong>\u00a0R$ 35.056,65 (FAPESP)
\n2.<\/strong> Obtenci\u00f3n de bioaceite v\u00eda pir\u00f3lisis r\u00e1pida de residuos agr\u00edcolas para uso como combustible y materiales\u00a0(n\u00ba\u00a002\/02166-9<\/a>);\u00a0Modalidad <\/strong>Investigaci\u00f3n innovadora en la peque\u00f1a\u00a0 y microempresa (Pipe); Coordinador\u00a0<\/strong>Edgardo Olivares Gomez – Bioware;\u00a0Inversi\u00f3n<\/strong>\u00a0R$ 67.733,61 (FAPESP)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Nuevas t\u00e9cnicas transforman la paja de la ca\u00f1a de az\u00facar en otros materiales","protected":false},"author":22,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","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":[1561,192],"tags":[276,331],"coauthors":[115],"class_list":["post-84212","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-programa-de-innovacion-tecnologica-en-pequenas-empresas-pipe","category-tecnologia-es","tag-bioenergia-es","tag-sostenibilidad"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/84212","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\/22"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=84212"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/84212\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=84212"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=84212"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=84212"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=84212"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}