La tendencia actual de realizar análisis
integrados para el establecimiento de Políticas
Macroeconómicas, conlleva a considerar de manera conjunta
las tres vertientes siguientes: propuestas del Desarrollo
Sostenible (DS); características y potencialidades de la
caña de azúcar y comportamiento del mercado
asociado, las que permiten identificar un conjunto de aspectos
característicos del sector, que pueden resumirse de la
forma siguiente:
- el debate
actual del DS está centrado en: lograr crecimiento
económico, manteniendo un equilibrio
entre las entradas y salidas de material y energía del
sistema - existe una gran preocupación a nivel
internacional por el ritmo de explotación de las
fuentes de
energía fósiles, cobrando cada vez más
fuerza la tendencia a la búsqueda de alternativas
energéticas renovables, en particular con el uso de la
biomasa - la caña de azúcar es uno de los
cultivos que almacena en forma de biomasa la mayor cantidad de
la energía disponible en la radiación incidente, al mismo tiempo que
dispone de un potencial genético de la cosecha entre
200-300 ton/ha, muy superior al promedio mundial actual de 60
ton/ha - la caña de azúcar puede utilizarse como
fuente de materias primas para una amplia gama de derivados,
algunos de los cuales constituyen alternativas de
sustitución de otros productos con impacto
ecológico adverso (cemento,
papel obtenido a partir de pulpa de madera,
etc) - los residuales y subproductos de esta industria,
especialmente los mostos de las destilerías son
relativamente contaminantes, al mismo tiempo que contienen una
gran cantidad de nutrientes orgánicos e
inorgánicos que permiten su reciclaje en
forma de abono, alimento animal, etc. En este sentido es
importante señalar el empleo de la cachaza como
fertilizante - el tratamiento de los efluentes (aguas residuales y
mostos) mediante la fermentación anaeróbica puede
utilizarse para la obtención de energía renovable
en forma de biogás - las mieles finales y los jugos del proceso de
producción de azúcar pueden emplearse para la
producción de alcohol, lo
que permite disponer de un combustible líquido de forma
renovable - el precio del
azúcar se viene deflacionando continuamente
(incluídos los períodos de guerras
mundiales) desde 1900, lo que evidencia que este producto no
debe considerarse como una opción estable de ingresos en el
largo plazo - el precio deflacionado de los productos
convencionales asociados a la industria de derivados (tablero,
papel, alimento animal) como regla, al menos, no crece, en
contraposición al precio de la
energía - la aparición en los países
desarrollados de edulcorantes alternativos, subsidiados en
algunos casos, y su acelerada introducción en la
industria alimenticia, reduce la demanda de
azúcar - existe una marcada tendencia al incremento de la
producción de alcohol para combustible automotor en el
mundo, incluyendo a países desarrollados como EUA,
Francia y
Canadá - un factor para incrementar la eficiencia
energética, es la reducción en los requerimientos
de transportación de insumos y productos - el secado del bagazo mediante los gases de
escape permite una reducción de su humedad de un 50% a
un 35%, lo que mejora la eficiencia en la generación de
vapor e incrementa la disponibilidad de bagazo para otros
usos - la incorporación de los Residuos
Agrícolas de la Cosecha (RAC) como fuente de
energía es atractiva, aunque debe evaluarse de forma
exhaustiva los aspectos económicos asociados, así
como la alternativa de su empleo para alimento animal, donde
tiene la ventaja de que no compite con la alimentación
humana - en el proceso de producción de azúcar,
tomado como referencia productiva para el cultivo de la
caña de azúcar, compiten entre sí: el
enfoque de los derivados y el de la energía
A todos estos argumentos debe añadirse la
siguiente propuesta de este trabajo: "la suficiencia
energética renovable de un país debe considerarse
como un problema de seguridad
nacional", que expresa la necesidad de disponer de este recurso
para garantizar la continuidad, estabilidad y solidez del proceso
de expansión de la economía.
Tomando en cuenta los aspectos antes señalados,
este trabajo tiene como objetivo
fundamental caracterizar la agroindustria de la caña de
azúcar, a partir del comportamiento del mercado de algunos
derivados tradicionales (tableros aglomerados, papel y
cartón, cultivos alternativos para alimento animal y
mieles finales) y de seis escenarios productivos seleccionados
(balance de materiales y
de energía) viables tecnológicamente, que ilustran
las posibilidades, alternativas y potencialidades de cualquier
país (considerado como sistema), para establecer una
estrategia de DS en el sector.
II. Comportamiento
del mercado de productos tradicionales
Como se ha expresado, el cultivo de la caña de
azúcar permite obtener, además de azúcar,
una amplia cantidad de derivados. Sin embargo, en el mercado de
estos productos es posible encontrar amenazas potenciales para el
sector, las cuales se ilustran a continuación a
través del comportamiento del mercado de algunos de estos
productos.
II.1 El mercado de azúcar
El azúcar crudo, como norma general, es un
producto semielaborado que se destina a la refinación y de
ahí la necesidad de cumplir con un conjunto de
parámetros de calidad. En
cuanto a los niveles de producción de azúcar, el
comportamiento por regiones geográficas en el
período 1900-1990 puede caracterizarse:
- hasta el comienzo de la II Guerra
Mundial, los niveles de producción de todas las regiones
se mantuvieron por debajo de los 10 MM tm - a partir de 1950 comienza un sostenido incremento de
la producción hasta 1975 en Europa,
América y Asia. En el
caso de Asia esta tendencia se mantiene hasta 1990, momento en
que alcanza volúmenes semejantes a los de América
y Europa - Africa y Oceanía registran tendencias a crecer,
pero con un ritmo inferior al de las tres regiones
anteriores. - a partir de 1975 los niveles de producción de
América y Europa se estabilizan - entre 1950-70 se produjo un crecimiento en más
de 40 MM tm a razón de un 4.1% anual. [Asia: 7.4% anual;
Europa: 3.9%, América del Sur: 4.0%]. Las causas de este
crecimiento fueron: - recuperación económica europea en la
postguerra - incremento de la utilización del azúcar
en algunas industrias
como la alimentaria (conservas, bebidas, confituras, etc),
química y farmacéutica. - cambios en los hábitos de consumo de
algunos países, especialmente en Asia. - crecimiento de la población
- disminución relativa del precio del
azúcar. - en la década de los 70's, se registra una tasa
de crecimiento del 1.9% anual, principalmente en: norte de
Africa y Medio
Oriente - a partir de los 80's la tasa anual promedio 1.3%, se
reduce prácticamente al crecimiento
poblacional.
Este comportamiento a partir de 1950 ha estado causado
fundamentalmente por la ocurrencia de cambios estructurales en el
mercado azucarero como son:
- entre 1951-55 los países capitalistas
desarrollados representaban el 53% del consumo mundial y los
subdesarrollados el 31%, en 1981-85 la situación es
totalmente inversa los desarrollados representan el 30% y los
subdesarrollados el 51% - en 1951-55 el comercio
internacional representa el 42% del consumo y en 1981-85
representa el 29% - en la primera mitad de los 50's las exportaciones de los países capitalistas
desarrollados que eran de un 13% contra un 78% del total de las
exportaciones de azúcar (países subdesarrollados)
pasó en 1981-85 a 41% (países capitalistas
desarrollados) y a 56% (países
subdesarrollados)
Las consecuencias más relevantes de estos cambios
estructurales en los grupos económicos son:
- mayor vulnerabilidad al aumento de los precios
mundiales, ya que los consumidores mundiales más
importantes no son los países desarrollados y por otra
parte los altos precios del mercado pueden constituir un nuevo
estímulo a los sustitutos del azúcar - una mayor probabilidad de
precios deprimidos, al participar en el mercado de forma
mayoritaria el azúcar subsidiado de la Comunidad
Económica Europea (CEE) y las reexportaciones de los
EUA - un cambio en la
estructura
del tipo de azúcar, ya que los países
subdesarrollados, como norma general son importadores de
azúcar blanco, en tanto los importadores tradicionales
de azúcares crudos se van reduciendo cada vez
más. - una consecuente agudización de la competencia en
el mercado libre, con la consiguiente afectación de los
precios mundiales.
Por otra parte, a partir de los niveles de precios y
producción puede demostrarse que los precios deflacionados
de este producto se han venido reduciendo sostenidamente desde
1900 (incluidos los años de guerras mundiales).
Otros aspectos asociados al consumo promedio
son :
- el consumo per capita aumenta a razón de 0.2
kg/hab cada año - en los países importadores netos el consumo
per capita es muy alto y las elasticidades de la demanda altas
(0.8-2.0), por tanto una disminución de los precios da
lugar a un aumento sustancial del consumo - en los países subdesarrollados es de 6.7 a
14.3 kg/hab con tendencia al incremento de 0.25 kg/hab cada
año - a partir de 1974 exhibe una tendencia a estabilizarse
alrededor de 20 kg per capita
Por otra parte, el mercado de edulcorantes diferentes
del azúcar se ha desarrollado rápidamente en los
últimos años y ocupa en la actualidad un alto por
ciento del mercado total de endulzantes en el mundo. Aunque el
azúcar continúa siendo el endulzante de mayor
preferencia a nivel mundial, se apreció una tendencia
hasta mediados de los años 90’s de su
sustitución por otros, ya sean calóricos o
artificiales, a partir de políticas proteccionistas de
países como Estados Unidos y
Japón.
II.2. Papel y cartón
La producción de papel representa un conflicto para
la Humanidad, ya que por una parte es imprescindible para su
desarrollo, como soporte de información, y por otro, su
producción está asociada a la tala de bosques con
el consecuente impacto ecológico.
Para enfrentar y resolver este conflicto, pueden
utilizarse diversas vías, entre las que se
encuentran:
- búsqueda e introducción en
explotación de nuevas alternativas de soportes de
información. En este sentido una alternativa eficiente
es el empleo de los sistemas
informativos basados en redes de computadoras
asociadas, en las cuales la transmisión de datos se
realiza por vía electrónica - implementación de sistemas de reciclajes cada
vez más eficientes en el uso del papel - desarrollo de la producción de papel a partir
de otras fuentes de materias primas cuyo período de
renovación sea inferior al de los bosques, cuyas
funciones
de: asimilación de CO2 y producción de
O2, modificación y regulación de las
condiciones climáticas, protección contra la
erosión,
etc, tiene un impacto ecológico relevante - empleo de subproductos o residuos de cosechas
agrícolas.
Justamente dentro de esta última variante se
enmarca la obtención de pulpa y papel a partir de bagazo,
la cual constituye una alternativa ecológica de empleo de
este residual de la producción de azúcar y que en
la actualidad representa el 75% del bagazo industrializado del
mundo, cuyas posibilidades se ilustran en la tabla 1.
Tabla 1. Posibilidades de producción de pulpa y
papel a partir de bagazo
Tipo de pulpa | Producto |
química | papel de imprenta y escribir, cartulina, papel para sacos y envolver |
semiquímica | papel para sacos y envolver, |
química-mecánica y | papel de imprenta y escribir, papel |
pulpa absorbente | culeros infantiles desechables, almohadillas |
En cuanto a la producción de papel, ésta
puede dividirse para su estudio en las tres categorías
siguientes: papel periódico,
papel de imprenta y escribir y otros papeles y cartón,
cuyos niveles de producción y comercio
reportados en los Anuarios de Productos Forestales de la FAO
puede resumirse en los aspectos siguientes:
– la producción mundial de estos tres productos
exhibe una lenta tendencia de crecimiento, cuya relación
de incremento promedio anual se muestra en la
tabla 2:
Tabla 2. Tasa anual de incremento de la
producción mundial de papeles
Tipo de papel | Tasa de incremento anual (MM |
periódico | 0.58 |
imprenta y escribir | 1.83 |
otros papeles y cartón | 2.90 |
– la producción mundial de papel
periódico se mantiene constante a partir de
1989
Este comportamiento, que de forma general demuestra la
tendencia a una menor participación en la
producción de los diferentes tipos de papel y
cartón de los países y regiones que tiene el peso
fundamental de esta producción a nivel mundial, puede
explicarse a partir del sostenido desarrollo y acelerada
introducción de nuevos soportes y medios de
transmisión de información como son los discos
magnéticos y las redes de computadoras,
que permiten el intercambio de información sin necesidad
de este soporte físico. No obstante, este producto
continua resultando indispensable para un gran número de
aplicaciones, como la docencia, por lo cual es un renglón
que no puede descuidarse en las políticas de desarrollo
con un enfoque de suficiencia nacional.
II.3. Tableros aglomerados
El desarrollo de las tecnologías para la
producción de tableros aglomerados, responde a la
necesidad de incrementar los niveles de aprovechamiento de las
explotaciones forestales, las cuales representan pérdidas
en términos de reducción del área de
bosques, así como a la necesidad de utilizar las ramas o
los desechos que aparecen durante la explotación y la
elaboración de la madera en los aserríos en forma
de astillas y recortes.
En el caso de los tableros aglomerados de bagazo, se
tiene como antecedente la experiencia acumulada en la
fabricación de paneles de fibras, elementos moldeados y
otros tipos de paneles, cuyas principales aplicaciones son:
panelería ligera para divisiones interiores, puertas
interiores, closets y estantes de cocina, revestimiento de
paredes, encofrado, etc, pudiendo señalarse, que el empleo
de paneles aglomerados de bagazo compara ventajosamente desde el
punto de vista económico (reducción del tiempo de
ejecución), ecológico (reducción en la
emisión de CO2 debido a la disminución
en el consumo de cemento) y el incremento en la flexibilidad de
la utilización del espacio al permitir reajustes a
través de la sustitución de paredes interiores de
viviendas, lo que constituye una alternativa ventajosa para el
empleo del bagazo excedente de la producción de
azúcar.
Desde el punto de vista de su fabricación, los
tableros aglomerados pueden agruparse en dos categorías
bien definidas: partículas y fibras, cuyo comportamiento
en el mercado internacional se presenta a
continuación.
En el caso de los tableros aglomerados de
partículas, las tendencias del mercado asociado al mismo
pueden caracterizarse como sigue:
- la producción mundial se incrementó en
19 veces (de 2700 MMm3 a 51641
MMm3) - la contribución total de América del
Norte, Europa Occidental y Europa del Este a la
producción de tableros de partículas en el
período analizado (1960-1993), constituye más del
85% de la producción mundial - la participación total de América del
Norte, Europa Occidental y Europa del Este exhibe una tendencia
lineal a decrecer, la cual al ser ajustada por mínimos
cuadrados tiene una relación de decrecimiento anual del
0.265%. - la producción de Europa Occidental fue
superior a las otras dos regiones seleccionadas, en tanto
América del Norte y Europa del Este tuvieron un
comportamiento productivo similar y estable - América del Norte alcanzó el mayor
crecimiento neto de su producción de 23.2 veces (517
MMm3 – 12017 MMm3). En cuanto al aporte
de la región a la producción mundial, éste
se mantuvo de forma estable alrededor del 20% - En Europa Occidental se registró un incremento
neto de la producción de 14.4 veces (1621
MMm3 – 23375 MMm3). Sin embargo, en
contraposición su aporte a la producción mundial
decreció del 60% (1960) a un 45.3% (1993), con un
mínimo de 41.9% (1987) - Europa del Este logró un incremento de la
producción de 19 veces (395 MMm3 – 7475
MMm3). En esta área se aprecia también
una reducción en la producción a partir de
1989.
Un análisis similar para el caso de los tableros
de fibras permite establecer las siguientes
características:
- la participación total de las áreas
seleccionadas (A. del Norte, Europa Occidental y del Este) es
elevada: superior al 80%, y exhibe al igual que en el caso de
los tableros de partículas una tendencia a disminuir,
con una tasa de reducción anual del 0.728% - la producción mundial muestra un lento
crecimiento, que se traduce en una elevación de la
producción mundial en 1.2 veces entre 1971-1993 (15741
MMm3 – 19091 MMm3) - América del Norte disminuyó su
participación en la producción mundial de un
51.5% a un 39.5%, al mismo tiempo que su producción
decreció alrededor de un 6% (7968 MMm3 – 7549
MMm3). No obstante, esta región mantuvo su
liderazgo en
el aporte relativo a la producción mundial - Europa Occidental ha mantenido su
participación en la producción mundial entre
límites estables (14 – 21%), creciendo en
términos absolutos en un 8% (3157 MMm3 – 3432
MMm3)
A partir de los análisis anteriores del
comportamiento del mercado de tableros puede establecerse
que:
- las regiones de América del Norte, Europa
Occidental y Europa del Este aportan más del 80% de la
producción mundial de tableros - el aporte a la producción mundial de tableros
de estas tres regiones exhibe una tendencia decreciente, tanto
para partículas como fibras, con una tasa de
reducción del 0.265% y 0.728% anual respectivamente, lo
que indica que la reducción en los tableros de fibras es
aproximadamente 3 veces (2.74) mayor que en los tableros de
partículas - la producción mundial de tableros de
partículas mostró una definida tendencia a
crecer, en tanto en los tableros de fibras el comportamiento
fue oscilante con un crecimiento neto del 20% en el
período - América del Norte muestra un comportamiento
estable en cuanto a los niveles de participación en la
producción mundial de tableros (fibras y
partículas) así como en el comercio internacional
de éstos - Europa Occidental exhibe, al igual que América
del Norte, niveles estables de participación en la
producción mundial de tableros de fibras, en tanto
presenta una reducción de más del 15% en su
participación en la producción
mundial
De todas las consideraciones anteriores se deduce que
existe una tendencia a la reducción de esta
producción por parte de las regiones líderes a
nivel mundial. Esto puede deberse a dos cuestiones
básicas: reducción en la disponibilidad de residuos
para rellenos, al disminuir la tala de bosques debido su impacto ambiental
y por otra parte al surgimiento de otros materiales como los
composites, que proporcionan mayor flexibilidad a los
diseños en comparación con los tableros aglomerados
que sólo permiten obtener formas terminadas
geométricamente rectas. Por tanto, este tipo de
producción debe concebirse para satisfacer la demanda
interna de los países en desarrollo, lo cual enmarca
básicamente este producto en una estrategia parcial de
sustitución de importaciones.
Finalmente, puede expresarse que, en el largo plazo, las
tendencias constructivas (grandes edificaciones) y la necesidad
de ampliar el consumo de materiales ecológicamente
renovables, pueden potenciar un redespliegue de esta industria o
afines, por lo cual debe formar parte, discrecionalmente, de una
política
de desarrollo industrial.
II.4. Alimento Animal
La búsqueda de plantas y
sistemas para maximizar la captación de energía
solar y la conversión en biomasa es una aplicación
ventajosa de los residuos agrícolas e industriales en
general, cuyos componentes pueden usarse eficientemente en la
alimentación animal, a partir de la sustitución de
concentrados y mediante raciones que permitan obtener una
respuesta adecuada del animal con un bajo costo.
El potencial básico de los alimentos
brindados por la industria azucarera puede dividirse en dos
categorías, atendiendo al tipo de fuente alimenticia que
lo proporciona: proteínas
(levadura torula a partir de mieles finales, mostos
alcohólicos y mieles hidrolíticas) y carbohidratos
(caña integral, mieles finales, mieles integrales y/o
invertidas, pienso miel-urea-bagacillo, bagazo o meollo
predigerido, Residuos Agrícolas de la Cosecha
(RAC)).
Este enfoque se aprecia en los reportes de materias
primas utilizados a este fin: trigo, arroz con cáscara,
cereales secundarios, pescado y en el caso de la caña de
azúcar, bagazo empacado, meollo obtenido del desmedulado
en la fabricación de tableros y RAC en general., cuyo
comportamiento en el mercado puede ilustrarse mediante los seis
cultivos seleccionados siguientes: maíz,
trigo, sorgo, soja, avena y
fríjol:
- el trigo exhibe un nivel de producción que
oscila alrededor de las 400 MM tm, en tanto los restantes
cultivos muestran un comportamiento estable en los niveles de
producción - la elasticidad
cruzada de estos cultivos demuestra que son complementarios y
no sustitutos de la caña de azúcar - el precio deflacionado, muestra una tendencia
decreciente para el maíz y la soja, en tanto se mantiene
estable para el resto de los cultivos
Estas tendencias conducen a que desde el punto de vista
económico, la alimentación animal a partir de los
RAC resulte atractiva, tomando en consideración la elevada
magnitud del excedente disponible (60%) después de
proteger el suelo al mismo
tiempo que no compite con la alimentación
humana.
II.5. Mieles y Alcohol
Otra producción muy atractiva a partir de la
caña de azúcar es la obtención de alcohol a
partir de las mieles finales del proceso de producción de
azúcar, debido a la elevada productividad que
puede obtenerse en comparación con otros
cultivos.
Sin embargo, el rendimiento de las mieles varía
de acuerdo a varios factores: variedad de caña,
época de cultivo, condiciones ambientales propias del
país y factores de la industria azucarera y se encuentran
entre el 30-35% de miel final por unidad de azúcar
producido. A partir de este último índice se
estimaron, como parte de este trabajo, los niveles de
producción mundial, empleando los volúmenes de
caña reportados en los Anuarios de Producción de la
FAO y los precios del mercado mundial, obteniéndose el
precio deflacionado (1980 año base), el cual exhibe un
comportamiento decreciente en el período analizado, con
una ligera tendencia a elevarse en 1994, pero que dista del nivel
del año base.
Es importante señalar el sostenido crecimiento
que está teniendo la producción de alcohol en los
países desarrollados como Francia y EUA, lo cual ratifica
la tendencia a depender cada vez menos de los combustibles
fósiles y el cambio en la estructura de la demanda de
materias primas para la obtención de
energía.
III. Escenarios
productivos viables
III.1Escenarios propuestos.
Características
Uno de los procedimientos
actuales de valoración, análisis y
pronóstico de las tendencias de comportamiento
económico, es la presentación de escenarios
alternativos, que permite mostrar de forma sencilla diversas
alternativas. En el caso de la agroindustria azucarera, dada la
diversidad de esquemas tecnológicos factibles en
dependencia de la estructura de resultados productivos deseados y
las diversas formas de obtención de energía
renovable, pueden utilizarse, entre otros, los escenarios
relacionados en la tabla 3 de la que se aprecia:
Tabla 3. Características y objetivos de los
Escenarios seleccionados
Escenario | Objetivo productivo | Características |
Convencional (A) | Continuar el tratamiento de la caña de | Se estructura la demanda de energía del Las mieles finales del proceso se comercializan El resultado de la producción es el |
Convencional mejorado (B) | Lograr un excedente de bagazo mediante la mejora | Se introducen mejoras tecnológicas a la Las mieles finales del proceso se comercializan El resultado de la producción es el |
Integrado (C) | Incorporar las mieles finales al proceso a la | Se incorpora una destilería anexa al Se introducen mejoras tecnológicas a la Los RAC continúan sin Los resultados de la producción son: |
Energético Integral (D) | Ampliar la entrega de energía renovable: | Se pasa de un sistema de tres masas cocidas a Se utiliza la miel A, el jugo del último Se incorpora la producción de Se incorporan los RAC a la obtención de Los resultados del proceso son: azúcar, |
Energético alternativo (E) | Maximizar la obtención de energía | Se utiliza el jugo de caña para la Se incorporan los RAC a la obtención de Se utilizan los mostos de las destilerías Los resultados del proceso son: alcohol, |
Ecológico (F) | Diversificar la estructura de | Es posible el desarrollo de una industria de Se obtienen como resultados productivos |
- en todos los casos, la energía requerida por
el proceso de producción la proporciona el bagazo y por
tanto todos los escenarios son autosuficientes
energéticamente - los escenarios que mantienen la producción de
azúcar como resultado productivo fundamental (A, B y C)
requieren de cierta cantidad de energía para transportar
las mieles y el destino final de los RAC es un problema
pendiente de solución - sólo en el escenario ecológico (F) es
posible el desarrollo de una industria de derivados - el escenario energético alternativo (E)
permite disponer de energía eléctrica durante
todo el año a partir de la cosecha continua durante 10
meses y mediante el almacenamiento de cierta cantidad de bagazo para
mantener la generación durante los meses de
lluvia - es posible obtener sustitutos renovables (alcohol y
biogás) del combustible fósil requerido para la
transportación
Antes de concluir esta presentación de los
escenarios es necesario señalar que el energético
alternativo (E) requiere para su establecimiento de un conjunto
de requisitos adicionales que condicionan su
generalización, y que, por tanto, lo convierten en
alternativo. Estos requisitos son básicamente los
siguientes :
- niveles de precipitaciones que permitan ejecutar las
tareas de la cosecha durante gran parte del año (por lo
menos durante nueve meses) y almacenar cantidades de bagazo que
puedan utilizarse para la generación durante los
períodos de lluvia - características y acondicionamiento del
terreno que faciliten el drenaje de las lluvias - disponibilidad de equipos que permitan la cosecha en
condiciones de humedad del suelo
Adicionalmente, este esquema de producción tiene
la limitación de que una vez pasado el período de
maduración del cultivo, la presencia de azúcar
disminuye hasta niveles que pueden llegar a ser del 50% y por
tanto se reduce la producción de alcohol. No obstante, la
posibilidad de obtener durante todo el año una cierta
cantidad de combustible líquido (alcohol) y mantener la
generación de energía eléctrica, hace de
éste un escenario alternativo muy atractivo.
III.2 Resultados
A partir de la conformación de cada uno de los
escenarios (tabla 3), pueden elaborarse los esquemas de
producción correspondientes cuyos resultados se muestran
en la tabla 4 de la que puede apreciarse:
Tabla 4. Indices de producción referidos a una
tonelada de caña integral (tci)
Vapor | Azúcar (kg/tci) | Alcohol (l/tci) | Electricidad (kwh/tci) | Biogás | Bagazo (kg/tci) | RAC (kg/tci) | Cachaza (kg/tci) | ||||
Bagazo | RAC | Total | |||||||||
Cogenerada | Directa | ||||||||||
A | BP/ MP | 72.0 | — | 10.0 | — | — | 10.0 | — | — | 240.0 | 18.0 |
B | BP | 72.0 | — | 7.0 | 50.0 | — | 57.0 | — | — | 240.0 | 18.0 |
MP | 72.0 | — | 14.0 | 53.0 | — | 67.0 | — | — | 240.0 | 18.0 | |
C | BP | 72.0 | 5.4 | 9.8 | 43.6 | — | 53.4 | — | — | 240.0 | 18.0 |
MP | 72.0 | 5.4 | 16.0 | 49.3 | — | 65.3 | — | — | 240.0 | 18.0 | |
D | BP | 28.0 | 22.5 | 9.0 | 56.7 | 74.3 | 140.0 | 8.5 | — | — | 7.0 |
MP | 28.0 | 22.5 | 15.5 | 61.7 | 87.3 | 164.5 | 8.5 | — | — | 7.0 | |
E | BP | — | 36.8 | 11.9 | 60.1 | 74.3 | 146.3 | 13.9 | — | — | 11.4 |
MP | — | 36.8 | 18.2 | 63.3 | 87.3 | 168.8 | 13.9 | — | — | 11.4 | |
F | BP | 48.0 | 15.5 | 10.7 | — | 74.3 | 85.0 | 5.9 | 76.1 | — | 4.8 |
MP | 48.0 | 15.5 | 17.9 | — | 87.3 | 105.2 | 5.9 | 71.6 | — | 4.8 |
- la cachaza puede emplearse como abono orgánico
para sustituir compuestos químicos - el empleo de una presión
de generación media incrementa en un 60% o más la
capacidad de cogeneración - el escenario energético alternativo (E)
permite obtener un máximo de energía renovable en
forma de alcohol, biogás y electricidad - el escenario ecológico (F) exhibe la
estructura más diversificada - en los escenarios con énfasis en la
obtención de energía eléctrica a partir de
los RAC (D, E y F) la obtención de energía
eléctrica duplica el nivel de entrega empleando
solamente bagazo
En cuanto a la caracterización del comportamiento
energético, éste puede realizarse a través
de los tres indicadores
siguientes que combinan sus magnitudes absolutas y la estructura
de éstas:
- balance de energía, obtenido como la
diferencia de energía existente entre los productos y
residuos y la demanda de ésta para la cosecha y la
transportación. En la figura 1, donde se muestran estos
índices, se aprecia que los escenarios con
énfasis energético (D, E y F) tienen un balance
de energía que es aproximadamente la mitad de aquellos
donde el azúcar constituye el centro productivo (A, B y
C). Esto se debe a que el aporte fundamental a la estructura
energética está dado por el azúcar, que en
estos escenarios tiene un volumen de
producción elevado al igual que su valor
calórico así como a la incorporación del
aporte energético de los RAC, que estos escenarios no
tiene un destino productivo.
- cantidad de combustible fósil que puede
sustituirse mediante la transformación del parque
automotor de gasolina utilizado en el proceso productivo por
alcohol (se asume que el 90% de la producción se destina
a este fin) y biogás (supone el empleo del 100% de la
producción para este propósito). Como se aprecia
en la figura 2, los escenarios con énfasis en la
obtención energía renovable (D, E y F) permiten
la sustitución del 50% o más del combustible
fósil requerido para la transportación,
llegándose en el energético alternativo (E) a una
sustitución completa. Nótese que en estos
escenarios puede elevarse el nivel de sustitución si se
decide emplear la transportación mediante ferrocarriles
propulsados por electricidad.
- energía renovable remanente (10% del alcohol
producido y 100% de la electricidad) que entrega el sistema. El
comportamiento de esta magnitud se muestra en la figura 3,
donde se evidencia que los esquemas de producción
energéticos (D, E y F) duplican la cantidad de
energía renovable remanente en comparación con
los tradicionales que mantienen la producción de
azúcar como resultado productivo fundamental (A, B y
C)
Finalmente, para el análisis del impacto del
escalado se seleccionaron dos capacidades industriales: una de
baja capacidad de molida (300 mil @/día) y
generación de vapor a baja presión (19
kg/cm2) y otra de alta capacidad de molida (un
millón @/día) y generación de vapor a
presión media (28 kg/cm2), los cuales entregan
azúcar, alcohol y electricidad en un período de
zafra de 120 días.la producción de alcohol,
días es superior a los 20 Mm3 en los escenarios
energético (D, E y F), como se muestra en la figura
4.
En el caso del escenario energético alternativo
(E), que produce 50 Mm3 en 120 días, puede
estimarse para el resto del tiempo de operación (6 meses)
una magnitud similar, debido a la disminución en la
cantidad de azúcares disponibles para fermentar. Por
tanto, la producción anual de este escenario es del orden
de los 100 Mm3, lo que representa más de 50 mil
toneladas de petróleo
equivalente
III.3 Valoración integral
Después de analizar de forma independiente la
estructura de resultados, la disponibilidad y estructura de la
energía así como el impacto del escalado de los
mismos a niveles industriales prácticos, es posible
integrar éstos en las siguientes valoraciones:
- el escenario convencional exhibe los peores
índices en comparación con los restantes
escenarios, ya que no permite una industria de derivados y no
compensa la demanda de energía fósil - la introducción en el esquema de
producción de azúcar convencional de las
variantes tecnológicas del escenario mejorado (B)
representa una alternativa para incrementar la eficiencia en el
empleo de la energía disponible en este
cultivo - la incorporación de una planta de derivados
anexa al central para el procesamiento de residuos y
subproductos conduce a un incremento en la eficiencia
energética del sector visto como sistema ya que reduce
la necesidad de transportación y permite realizar un uso
más eficiente del vapor - la obtención de energía
eléctrica tiene un campo potencial importante. En este
sentido es necesario resaltar el impacto ecológico del
Escenario E, que permite disponer durante todo el año de
una «central eléctrica», cuya materia
prima es renovable - los escenarios energéticos (D, E y F) permiten
obtener una fuente de energía de renovable, en forma de
combustible líquido (alcohol), que constituye una
alternativa para la sustitución de combustibles
fósiles en el proceso de producción y convierten
a esta industria, no sólo suficiente en términos
de balance (entrega o demanda) de energía, sino
también en cuanto a la estructura de esa propia
demanda - el escenario ecológico (F) permite un
desarrollo de la industria de los derivados, lo cual contribuye
a la creación de fuentes de empleo, que al mismo tiempo
permite la sustitución parcial de importaciones y la
introducción en el mercado nacional de productos con
menor impacto ecológico adverso (cemento, papel a partir
de madera, etc) - se requiere de una transformación en el parque
automotor hacia combustibles renovables (alcohol, biogás
y electricidad) para materializar las potencialidades del
sector.
Sin embargo, es importante resaltar que, para proponer
una estrategia de Desarrollo Sostenible no existe una variante
única, sino que cada uno de los escenarios propuestos (u
otros que se puedan plantear) debe ser analizado como un sistema,
para en correspondencia con las características del suelo,
posibilidades de transportación, mano de obra, etc,
establecer el escenario que más convenga en cada una de
las instalaciones existentes o que se planifiquen
edificar.
Por otra parte, es necesario significar que los
escenarios presentados ilustran la existencia de múltiples
alternativas disponibles para incorporar de forma progresiva esta
agroindustria dentro de una estrategia de DS.
Finalmente resulta imprescindible resaltar que todos
estos escenarios suponen niveles de molida estables, lo que
constituye una premisa indispensable para establecer cualquier
política en el sector.
Del análisis realizado pueden extraerse las
conclusiones siguientes :
- los niveles de producción de azúcar en
los últimos años crecen a un ritmo semejante al
crecimiento poblacional - el precio deflacionado del azúcar exhibe una
tendencia decreciente desde 1900 - el azúcar se enfrenta a la competencia de
edulcorantes alternativos como el Jarabe de Maíz Rico en
Fructuosa (JMRF) y la tendencia actual es a un desplazamiento
mayor de la participación de éstos en el
mercado - el crecimiento del consumo de JMRF se ha visto
favorecido por las políticas proteccionistas aplicadas
hasta mediados de los años 90’s por países
como Estados Unidos y Japón - el precio deflacionado de las mieles exhibe una
tendencia decreciente, aunque parece recuperarse en
1993 - el precio deflacionado de los cultivos alternativos
para alimento animal analizados (complementarios de acuerdo al
análisis de elasticidad cruzada), se mantienen
constantes o decrecen, en tanto sus niveles de
producción permanecen constantes desde los años
80's - los niveles de producción de tableros
aglomerados y de los distintos tipos de papel crece desde 1960
de forma discreta, con una marcada tendencia a reducir los
niveles de participación en la producción mundial
de América del Norte y Europa. - en una estrategia de diversificación las
características de este cultivo apuntan a que el
objetivo energético puede tener un lugar prominente
dentro de la misma
A partir de los resultados productivos de los seis
escenarios viables tecnológicamente para la agroindustria
de la caña de azúcar analizados y partiendo del
principio de que la sustentabilidad energética renovable
debe considerarse como un problema de seguridad nacional, pueden
señalarse como conclusiones de este trabajo las
siguientes:
- la decisión de considerar el azúcar
como resultado fundamental del cultivo de la caña de
azúcar, conduce a la estructura de resultado más
desventajoso así como de inestabilidad
financiera - es aconsejable sustituir la designación de
agroindustria azucarera por el de agroindustria de la
caña de azúcar, como parte de un cambio en el
concepto del destino de este cultivo que lleve a una verdadera
diversificación de esta industria - la obtención de energía renovable
(alcohol, biogás y electricidad) a partir de la
caña de azúcar es una alternativa de
mínimo impacto ambiental viable
tecnológicamente - el empleo del secado de bagazo con los gases de
escape, la cogeneración y el tratamiento de residuales
para la obtención de biogás, así como el
uso de esquemas de calefacción y evaporación y
cristalización más eficientes constituyen un
aspecto importante para incrementar la disponibilidad de bagazo
para otros fines - el empleo de la cachaza como abono orgánico en
sustitución de compuestos químicos es atractivo.
En general, los residuales del proceso (aguas residuales y
lodos provenientes de la obtención de biogás)
pueden utilizarse ventajosamente para sustituir el empleo de
fertilizantes obtenidos por síntesis
química - la incorporación de los RAC al enfoque
energético de esta agroindustria es imprescindible, ya
sea para obtener energía eléctrica o para
alimentación animal donde tiene la ventaja de que no
compite con la alimentación humana, pero requiere de
estudios complementarios para establecer el óptimo entre
el procesamiento previo a su traslado y la demanda de
energía para su transportación - el desarrollo de una industria de derivados, permite
la sustitución de productos con impacto ambiental
adverso como el cemento y el papel. De igual forma, esta
alternativa promueve la realización de investigaciones y
contribuye a crear nuevos puestos de trabajo, al mismo tiempo
que incrementan el valor agregado a la estructura de resultados
productivos - se requiere de una transformación en el parque
automotor hacia combustibles renovables (alcohol, biogás
y electricidad) para materializar las potencialidades del
sector. - la caña de azúcar ofrece una amplia
gama de posibilidades de obtención de derivados a partir
de subproductos y residuales, lo que permite un elevado
número de enlaces hacia adelante y hacia detrás
en la economía doméstica, contribuyendo a mejorar
la situación del empleo - es posible obtener fuentes de energía
renovable como son: - el excedente de bagazo del proceso de
producción de azúcar tiene buenas
características como combustible ecológico, al
mismo tiempo que permite la cogeneración de
energía eléctrica durante el proceso de
fabricación de azúcar - las mieles finales u otras corrientes del proceso de
fabricación de azúcar permiten obtener alcohol,
de gran importancia en su condición de combustible
líquido renovable - la producción de biogás a partir de los
mostos de las destilerías es una alternativa que en la
actualidad tiene gran difusión en los países
desarrollados - además del objetivo de obtención de
energía a partir del bagazo, existen un sinnúmero
de alternativas de empleo del bagazo para obtener otros
productos entre los que se encuentran : tableros, pulpa y
papel, furfural y la amplia gama de productos de la industria
fermentativa (aminoácidos, ácidos
orgánicos, solventes, enzimas,
proteínas unicelulares y productos de industria
farmacéutica ), los cuales comparan ventajosamente en
cuanto al impacto ecológico - las estrategias de diversificación de la
industria de la caña de azúcar puede ser una
respuesta viable a las amenazas presentes si se realiza
efectivamente y teniendo en cuenta los criterios del Desarrollo
Sostenible (DS).
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Tabla A.1 Valores
calóricos utilizados (MJ/kg)
Producto | Valor calórico |
bagazo (50% humedad) [8] | 7.6 |
bagazo (35% humedad) [8] | 11.4 |
petróleo [8] | 39.7 |
caña de azúcar como materia seca [9] | 17.4 |
Residuos Agrícolas de la Cosecha | 11.7 |
mieles finales [10] | 10.7 |
herbicida [10] | 229.3 |
azúcar [11] | 15.8 |
cachaza [12] | 10 |
biogás (MJ/m3) | 19.8 |
alcohol [14] | 26.8 |
electricidad (MJ/kwh) | 10.32 |
Tabla A2. Resultados del proceso de
producción convencional de
azúcar
Producto | kg de producto/tci |
Residuos Agrícolas de la Cosecha | 400 |
Bagazo | 180 |
Azúcar | 72 |
Mieles finales | 20,4 |
Cachaza | 18 |
Tabla A3. Condiciones de generación del
vapor
Escenario | Presión | T (° C) | Eficiencia (%) | Vapor en caña (%) |
A | 19 | 343 | 58 | 45 |
B | 19 | 343 | 78 | 38 |
C al F | 28 | 400 | 78 | 38 |
Tabla A4. Indices de proceso
Características del vapor de | Demanda de energía |
Presión: 2.1 kg/cm2 | para extracción: 15 kwh/tm de tallos |
T: saturado | total del ingenio: 25 kwh/tm de tallos |
Eficiencia turbo: 65% | destilería de alcohol: 3 kwh/hl |
Autor:
Lic. Jesús de la Caridad Mesa Oramas
J’Dpto de Instrumentación y Automática,
Instituto Cubano Investigaciones de los Derivados de la
Caña de Azúcar
Dr. Ing. Leonel González
Penichet,
Subdirector de Investigaciones, Instituto Cubano
Investigaciones de los Derivados de la Caña de
Azúcar
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