Cenicaña realiza experimentos y adapta metodologías para el aprovechamiento parcial de los residuos agrícolas de la cosecha de la caña con el propósito de avanzar en la diversificación de la agroindustria.
Cenicaña adelanta proyectos de investigación para producir bioetanol de segunda generación y briquetas a partir de los residuos agrícolas de cosecha.En el camino hacia la diversificación, desde hace algunos años la agroindustria colombiana de la caña posó su mirada en los residuos agrícolas de la cosecha (RAC). Y no es para menos: a partir de éstos se puede obtener etanol de segunda generación, bioplásticos y solventes, y generar energía eléctrica con el uso de briquetas o fardos, por mencionar algunos de los productos.
Si a ello se le suma la creciente preocupación mundial por el desempeño ambiental de los sectores productivos, todo parece indicar que en el futuro la agroindustria de la caña no va a apartar su mirada del RAC. Más aún si se estima que Colombia genera nueve millones de toneladas de residuos agrícolas (en peso fresco) al año, de los cuales 25% sería aprovechable.
Para convertir estos residuos en alternativas sostenibles y rentables para ingenios y cultivadores, Cenicaña trabaja en dos proyectos de investigación.
Uno de estos proyectos es la producción de briquetas para su aprovechamiento como combustible.
El briqueteado permite que el comportamiento de los procesos de combustión sea similar al del carbón, facilitándose su uso en las calderas de las fábricas de los ingenios.
Desde 2010 el Centro de Investigación empezó a desarrollar equipos para la densificación y en 2016 se implementaron tecnologías como el briqueteado buscando que el RAC, con una densidad de 21 kg/m3, tuviera una densidad similar a las briquetas de uso comercial: entre 700 a 800 kg/m3.
Luego de varias evaluaciones experimentales se lograron briquetas de RAC con una densidad de 1100 kg/m3.
Cabe aclarar que entre más alta es la densidad, el costo del transporte de los residuos es menor y, por lo tanto, es viable su uso en procesos industriales.
Pero no sólo las características físicas son importantes. Con el objetivo de aprovechar los residuos como combustible es fundamental comprender los efectos de las variables de fabricación como la presión, la temperatura y el tamaño de la partícula en las características mecánicas y térmicas de la briqueta.
En las evaluaciones las briquetas de RAC tuvieron valores comparables a las comerciales de madera o de paja de trigo en su resistencia diametral, resistencia al impacto, poder calorífico y tiempos de encendido y de combustión. Si bien estas características están asociadas al manejo, almacenamiento y desempeño de las briquetas como combustible, lograrlas es un avance importante en la búsqueda de un valor agregado a los subproductos de la agroindustria.
Además, a partir de estas investigaciones hoy se sabe cómo cada parámetro de fabricación incide sobre dichas características.
De acuerdo con Julián Lucuara, ingeniero mecánico del Programa de Procesos de Fábrica de Cenicaña, la comprensión del proceso de briqueteado del RAC permitirá continuar con la selección de tecnologías a escala piloto y comercial para evaluar la producción de briquetas y su desempeño como combustible en las calderas del sector.
La implementación de las tecnologías de briqueteado también abriría las puertas del mercado europeo, uno de los principales importadores de productos densificados (briquetas o pellets) a partir de biomasa.
Aprovechamiento bioquímico del RAC
El RAC está compuesto principalmente por tres tipos de polímeros: celulosa, hemicelulosa y lignina, que mediante procesos bioquímicos pueden transformarse hasta obtener un material con alto contenido de azúcares fermentables para producir etanol u otros compuestos (Ver esquema).
Para que la agroindustria colombiana de la caña avance hacia la producción de etanol de segunda generación a partir del RAC, Cenicaña trabaja en la adaptación de metodologías para cuantificar los carbohidratos estructurales, cenizas y humedad presentes en los residuos de la cosecha de caña.
Las evaluaciones a escala experimental con residuos de la variedad CC 85-92 mostraron altos contenidos de celulosa y hemicelulosa (33% y 22% en base seca respectivamente), que avalan su uso potencial para la producción de azúcares fermentables.
De manera experimental se logró la conversión de celulosa a glucosa hasta un 65%, lo que demuestra la buena respuesta de las levaduras comerciales para la producción de etanol empleando como sustrato hidrolizados enzimáticos de residuos de cosecha. La investigación continuará con la evaluación de diferentes condiciones para maximizar la hidrólisis de la celulosa y obtener hidrolizados con alto contenido de azúcares fermentables que puedan ser transformados en etanol.
Si bien los resultados de estas investigaciones aún son preliminares y falta superar muchas etapas para que el aprovechamiento del RAC a escala comercial sea una realidad, lo cierto es que la agroindustria colombiana de la caña tiene potencial para participar en nuevos mercados y seguir aportando soluciones sostenibles a la sociedad.
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