Universidade Federal de São CarlosCENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS- campus de Araras
Prof. Dr. Rubismar Stolf - [email protected] de Recursos Naturais e Proteção Ambiental
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Acervo técnico do Prof. Dr. Rubismar StolfAcesso: http://www.cca.ufscar.br/~rubismar/ OU http://www.cca.ufscar.br/drnpa/hprubismar.htm
Capítulo de livroSILVA, F. C. ; COLETI, J. T. ; STOLF, R. . Impacto de los sistemasmecanizados sin quema en la producción agroindustrial de azúcar yenergía. In: SILVA, F.C.; DIAZ-AMBRONA, C.G.H., ITURRA, A.R..(Org.). Desarrollo Sostenible de la Producción de Bioetanol y Azúcar apartir de la caña de azúcar. 1ed.Saarbrücken: Editorial AcadémicaEspañola, 2013, v. 1, p. 149-194.
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CAPÍTULO 3
3. IMPACTO DE LOS SISTEMAS MECANIZADOS SIN QUEMA
EN LA PRODUCCIÓN AGROINDUSTRIAL DE AZÚCAR Y
ENERGÍA
Fábio César da SILVA,
José Tadeu COLETI,
Rubismar STOLF
Resumen
El análisis crítico de la realidad del sector azucarero-
energético brasileño, ante la perspectiva de cambios por el
paradigma de la “caña-energía”, indica que la adopción de la
cosecha mecanizada, sin quema, vino para quedarse. En este
capítulo se analizan los impactos de la adopción del paradigma de
caña-energía y el sistema mecanizado de cosecha de la materia
prima no quemada sobre los sistemas de producción integrados
agroindustriales azúcar-energía. Se destacarán, inicialmente, las
ventajas para los sectores agrícolas e industrial. Seguidamente,
serán analizados los principales cambios que están surgiendo en el
sector, a través de los principales parámetros y sus
especificaciones. Para finalizar, se presentan los principales
puntos, riesgos y oportunidades, parámetros interesantes, factores
condicionantes y posibles escenarios para el sector, destacándose
de forma concisa las directrices para una efectiva racionalización
de la integración agroindustrial.
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1. INTRODUCCIÓN
La integración agroindustrial para la producción de azúcar y
energía la vienen realizando las empresas del sector, en mayor o
menor escala, pero sin que haya una verdadera concienciación del
hecho, debido a la falta de información sobre la importancia de esa
articulación y del establecimiento de indicadores en de los sistemas
de producción (Silva, 1989; Tufaile Neto, 2006). La integración
agroindustrial debe ser entendida como la suma de esfuerzos y
medidas, que objetivan, básicamente, a una mayor interrelación y a
una cooperación entre los sectores agrícola e industrial, para
aumentar la rentabilidad de la empresa. Requiere conocimientos de
rendimiento, de eficiencia de las operaciones unitarias y de los
factores relacionados, como costes, control de pérdidas y mejorar
la calidad de los productos (etanol, azúcar, electricidad, bebidas) y
de sus co-productos (bagazo, miel, vinazas, entre otros),
respetando los aspectos científicos, técnicos, ambientales y
sociales relacionados (Tabla 3.1).
En Brasil, la caña de azúcar es la principal materia prima para
las agroindustrias de: azúcar, etanol, bioelectricidad y bebidas
destiladas. Estas industrias, a su vez generan, co-productos, que
son material básico para otras industrias. Subproductos como el
bagazo, para la fabricación de papel, obtención de furfural, para la
alimentación de ganado y el melazo, para preparar el mosto para
otras fermentaciones industriales. Por lo tanto, la caña de azúcar
debe ser considerada como una materia prima de múltiplos usos.
Existen diversos factores de producción que afectan la
productividad del cañaveral, entre los que se destaca el sistema de
cosecha de la caña de azúcar, porque puede influir en la
producción, la edad del cultivo, la calidad del suelo, el ambiente y el
clima. En São Paulo, el Decreto de Ley Estatal 47.700, de 11 de
marzo de 2003, que reglamenta la Ley Estatal 11.241, de 19 de
151
septiembre de 2002, determinó los plazos para la eliminación
gradual del uso del fuego en el cultivo de la caña. Esta ley abarca
diversos aspectos, de interés agrícola, ecológico y económico,
estableciendo plazos, procedimientos, reglas y prohibiciones que
tienen el objetivo de reglamentar las quemas como una práctica
agrícola hasta su total eliminación. Por este motivo, la cosecha
mecanizada de la caña está cada vez más presente en los
sistemas de producción de la Región Centro-Sur del Brasil. En este
caso, las hojas, vainas, puntas, además de una cantidad variable
de pedazos de tallos, son cortados, triturados e incorporados al
suelo, formando una cobertura de residuo vegetal (mulch),
conocida como “paja” o “pajada”, que puede suponer de 10 a 30 t
ha-1 en peso fresco (Trivelin et al., 1996; Magalhães y Braunbeck,
1998). Sin embargo, este exceso de paja sobre la caña ya cortada
dificulta su rebrote, especialmente en las variedades mejoradas,
que fueron desarrolladas para un sistema de cosecha con quema,
que favorecía ese rebrote (Magalhães y Braunbeck, 1998;
Vasconcelos, 2002). Además, la presencia de restos de cultivos en
el campo, provoca otras dificultades (Magalhães y Braunbeck,
1998; Rosetto et al., 2010): es foco de infección de plagas como el
taladro (Diatraea spp.) y la cigarra de la raíz (Mahanarva
fimbriolata); atrae a animales roedores; imposibilidad de utilización
de los implementos tradicionales en los trabajos de fertilización y de
saneamiento del cultivo (Cosenza, 1981; Miranda et al., 2002); lo
que se traduce en un aumento de los costes de producción.
Ripoli y Ripoll (2004) afirman que no hay combustión de la
caña durante la quema, sin afectar el tallo, ésta causa pérdidas de
sacarosa porque la temperatura del tallo alcanza 600-900 ºC,
durante 15 a 20 segundos, causando choque un térmico que
produce micro-fisuras.
El sistema de cultivo de caña cruda fue desarrollado con la
finalidad de eliminar la quema, y con ello la movilización superficial
152
del suelo al mantenerlos cubiertos con restos del cultivo.
Indiscutiblemente este sistema tiene ventajas (Ripoli y Ripoli, 2004;
Barbieri y Silva, 2008; Rossetto et al., 2010) como: la conservación
de la humedad del suelo; la reducción de la erosión; el aumento del
contenido de materia orgánica; el mejor control de las malezas sin
el uso o con la disminución de la cantidad de herbicidas; la
reducción de la población de animales nocivos al cultivo. Pero
también, lleva a la compactación superficial del suelo debido al
aumento del tráfico de las máquinas, lo que provoca a su vez el
aumento de la densidad del suelo y la reducción de su porosidad
total. Con eso se estimula el desarrollo de las raíces del cultivo
(Blair et al., 1998; Vasconcelos, 2002). Otras ventajas adicionales
consisten en la mejora del aprovechamiento de la caña desde el
punto de vista energético, porque permite que se transporte toda la
fuente de energía para la industria, mejora de la calidad de la
materia prima para su industrialización y reduce la contaminación
atmosférica que provocaría su quema (Magalhães y Braunbeck,
1998; Ripoli y Ripoli, 2004; Barbieri y Silva, 2008; Rosetto, 2010).
Por otro lado, Vasconcelos (2002), verificó que un elevado tráfico
de máquinas y vehículos de transbordo causó aumento de la
densidad del suelo hasta una profundidad de 0,40 m.
Hay dos estrategias para aumentar la producción de energía
a partir de la caña de azúcar, por la elevación de la productividad y
el rendimiento y/o la expansión del área plantada. Existe la
posibilidad de expansión de la superficie en Brasil de los 7,5
millones de hectáreas actuales a cerca de 14 millones de hectáreas
en 2030 (Braunbeck y Magalhães, 2010), según se desprende de la
zonificación agroecológica y edafoclimática de este cultivo
(Embrapa, 2009).
153
Tabla 3.1. Esquema de impactos en la cosecha en la integración agroindustrial para la producción mixta de azúcar y energía.
Caña de azúcar Proceso Producto final
Selección de la
materia prima
Preparación y
extracción
Etanol
Selección variedad
Fecha de corte
Tratamiento del jugo
Evaporación
Azúcar
Electricidad
Planeamiento
agrícola
Sistemas
mecanizados
Control de calidad
Control de costes
Sacarificación
Cocimiento
Cristalización
Fermentación
Destilación
Gasificación
Bebidas
Co-produtos
Control de calidad
ambiental y social
Desde el punto de vista operacional, el incremento de la
eficiencia de las operaciones unitarias en la producción agrícola y
en el procesamiento industrial debe ser gradual. Focalizado a la
obtención de una materia prima con más riqueza en sacarosa y
adecuados valores de fibra (caso de la energía) y de fósforo, que
permitan una alta recuperación de azúcar en el proceso sin
degradar el medio ambiente.
Hay que resaltar que alteraciones de la calidad de la materia
prima afectan a la rentabilidad de la agroindustria, ya que
154
determinan el desempeño de los procesos de extracción,
concentración, fermentación, destilación y de cogeneración de
energía eléctrica (Stupielo, 1987).
En este objetivo, es importante conseguir el equilibrio entre la
producción de caña (productividad) y su calidad, para una mejor
calidad de los productos y coproductos, así como una reducción del
consumo de insumos químicos y el aumento de la vida útil de los
equipos e instrumentos utilizados en la industria. Históricamente,
las agroindustrias de la caña mostraban una falta de planificación y
de patrones confiables para su análisis, con vistas a una mayor
eficiencia y un mejor control técnico. Sin esos controles, los
resultados obtenidos no reflejan las condiciones agroindustriales
reales de la unidad, lo que impide que se proyecten objetivos a
medio y largo plazo. Tal situación es crítica en áreas de expansión
de la caña, donde generalmente los equipos no tienen experiencia
(Silva, 1989). La integración agroindustrial, presenta una serie de
ventajas que según Silva (1989) y Magalhães y Braunbeck (2010),
pueden ser resumidas de la siguiente manera:
a) Maximización de los recursos materiales, naturales y
humanos;
b) Minimización de los contratiempos que ocurren en
pequeñas o grandes alteraciones con en el tipo o
calidad de la materia prima;
c) Racionalización de las actividades ligadas a la cosecha,
almacenamiento, transporte y recepción de la caña sin
quema;
d) Previsión de alteraciones que podrían causar problemas al
desempeño normal de la fábrica por la adopción de
cambios en el sistema de producción agrícola;
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e) Previsión de alteraciones en la materia prima y en el
proceso que podrían ocasionar una pérdida de calidad
del etanol y/o el azúcar, y establecimiento de medidas
correctoras si es posible;
f) Conocimiento de las demandas de la industria con relación
a la materia prima y posibilidad de diálogo acerca de las
posibilidades de control a corto, medio y largo plazo;
g) Conocimiento de las dificultades mutuas entre los sectores
agrícolas e industrial para la busca de materias primas
más adecuadas para su industrialización. Algunas son:
la definición de la época de corte específica para cada
variedad en función de sus características
agroindustriales; uso racional del almacenamiento en el
campo; sistema de cosecha-carga-transporte;
h) Conocidos los principales parámetros de interés para el
complejo agroindustrial la aplicación de la matemática
computacional puede permitir mejorar el cultivo de caña,
como alternativa tecnológica para la ampliación de la
base genética y, futuramente, el uso de la biotecnología
en la perspectiva de desarrollar variedades adecuadas a
la industria;
i) Mejoría de la calidad de la materia prima para alcanzar un
alto rendimiento en el proceso industrial; reducción de
pérdidas, de costes y de agua;
j) Reducción de la cantidad de impurezas y de la carga
microbiana proveniente del campo, que causan la
deterioración microbiológica, que se traducirá en el
mejoramiento del tratamiento del jugo, la fermentación, y
la evaporación;
156
k) Visualización de los efectos de posibles alternativas en el
manejo de campo en la calidad de la materia prima para
la industria, lo que permite una mejor evaluación de la
operación agrícola;
l) Conocimiento más profundo, de factores de calidad y de los
problemas comunes de ambos sectores, lo que permite
hacer una planificación agrícola e industrial más
adecuada e integrada;
m) La paja de la caña de azúcar debe ser considerada como
un producto al ser cosechada y por tanto tener la misma
prioridad que la caña;
n) El cultivo de la caña de azúcar debe ir hacia sistemas de
plantación directa, para ser más sostenible, protegiendo
el suelo, y más inversiones sociales y económicas
deben ser realizadas;
o) Reducción del tiempo entre el corte de la caña y su
procesamiento industrial para minimizar las pérdidas
para ambos sectores;
p) Entender todo el proceso agroindustrial, desde la
plantación de la caña hasta el producto industrializado:
etanol y/o azúcar y energía eléctrica. Esto permite la
toma de decisiones más armónicas e integradas,
rentables y sostenibles, en las varias fases de la unidad
empresarial;
q) Valorización conjunta de los dos sectores, evitando falsas
ideas o impresiones sobre la prioridad de la importancia,
como si el cultivo pudiese prescindir de la industria y
viceversa;
157
r) Priorización de las áreas de barbecho del cañaveral (tiempo
entre el último corte y nueva plantación de la caña,
normalmente de 6 meses) para producir otros cultivos o
alimentos (soja, cacahuete, girasol);
s) Eliminación de las diferencias de inversión existente entre
los sectores agrícola e industrial, considerando, sin
embargo, que la mayor parte de la inversión es
destinada a la industria. De eso resulta un sector
agrícola relativamente más antiguo y menos eficiente y,
consecuentemente, la producción de materia prima de
calidad tecnológica es inferior, lo que dificulta su
procesamiento industrial.
En ese contexto, Magalhães y Braunbeck (2010) resaltan el
escenario caña-energía, que es significativamente diferente a los
que existieron en momentos anteriores, y destacan cinco factores
fundamentales:
1. El producto a ser cosechado ha dejado de ser el tallo de la
caña para ser actualmente la caña entera, con finalidad
energética;
2. Las condiciones socioeconómicas de las regiones
productoras de caña, por ocupar más mano de obra, ahora no
es necesario tal cantidad de mano de obra, al mecanizarse la
recogida y plantación;
3. Aprovechar el conocimiento acumulado sobre sistemas de
producción para modelar, simular y optimizar diversas
actividades del proceso de desarrollo de productos que se
puedan testar;
4. Aplicar las creciente exigencias de la legislación y de
concientización ambiental ante los impactos de los sistemas
158
de producción (gases de efecto invernadero, recursos
hídricos, entre otros). El avance de la mecanización de la
cosecha de la caña sin quema, requiere inversiones en
equipos y en preparación de los trabajadores, ya que puede
causar impactos sobre el suelo debido al tráfico intenso de los
vehículos, que terminan por causar efectos negativos al
cultivo y a la calidad de la materia prima.
5. Diversificación. La industria ya no depende de un único
producto (azúcar) en su comercialización, ahora producen
además del azúcar, etanol, energía eléctrica y otros
subproductos, por lo que su estabilidad financiera es mayor.
2. PREMISAS TÉCNICAS Y FACTORES DE CALIDAD PARA EL
NUEVO ESCENARIO “CAÑA CRUDA” Y COSECHA
MECANIZADA.
La implementación de la integración agroindustrial solo
puede ser realizada de forma efectiva si se respetan una serie de
premisas técnicas. Durante el proceso, se debe buscar la
integración del sistema productivo atendiendo a las primarias
premisas, que son las más importantes, pero de forma gradual,
atendiendo también las exigencias de la otra parte, la industria,
de acuerdo con la prioridad otorgada según su importancia y
colocadas dentro de un cronograma de ejecución, de forma
ordenada y constante. Entre las premisas principales destacan:
a) Calidad de los productos en función de la materia
prima y de su procesamiento.
Dependiendo de la secuencia de las operaciones unitarias, la
159
caña de azúcar es materia prima para producir diversos productos,
entre los más tradicionales, azúcar, etanol, energía eléctrica, y sus
co-productos y subproductos.
De la misma forma, cuando se utiliza la misma secuencia de
operaciones unitarias se puede obtener un producto de calidad
variable, dependiendo de las características “intrínsecas” de la
materia prima y de los factores que afectan su calidad (variedad,
medio ambiente, plagas, enfermedades, planificación agrícola y tipo
y grado de mecanización utilizado en las operaciones de
recolección, carga y transporte).
Esta premisa se contrapone a las versiones equivocadas de
que el etanol o el azúcar, con especificación de producto de calidad
superior, se puede obtener de variaciones únicas y exclusivas de la
forma de procesar la materia prima (Silva, 1989, Silva Jr. et al.,
2000). Los factores de calidad están íntimamente relacionados y los
diferentes tipos de deterioración ocurren en función de este
relaciones (Stupielo, 1992). Por otro lado, no se puede perder de
vista la “relatividad de la calidad” de los productos (etanol o azúcar)
que está íntimamente relacionada con el empleo al que se destina y
a las exigencias del mercado consumidor.
b) Variabilidad genética de la materia prima
Se sabe que la caña presenta variaciones en sus parámetros,
debido a que esta especie posee una base genética muy amplia,
porque las especies del genero Saccharum presentan el fenómeno
de poliploidia. Entretanto, algunos investigadores preconizan que
los progenitores de la mayoría de los cultivos provienen de pocas
variedades, lo que puede llevar al estrechamiento de la base
genética, divergiendo de la mayoría de los investigadores que
trabajan en el mejoramiento de la caña de azúcar. Dentro de una
160
variedad existen variaciones debidas a los siguientes factores:
Posición del entrenudo en el tallo (sentido base-tope);
Edad (posición) del tallo en la champa (los tallos primarios
suelen ser más viejos y más maduros; consecuentemente,
más ricos en sacarosa);
Épocas de plantación de la caña (caña de año; caña de
año y medio, caña de invierno, caña “bis”) y de corte
(inicio, medio y fin de la cosecha);
Características tecnológicas, anatómicas y fisiológicas
específicas de la variedad (cantidad de fibra, pol, grados
Brix, pureza, Azucares reductores - AR y Azucares
Reductores Totales - ART del jugo, florecimiento, etc.), que
son influidas por el ambiente y el genotipo de la variedad;
Susceptibilidad y deterioración fisiológica, que se manifiesta,
según Stupielo (1992), de la siguiente manera: i) consecuencia del
florecimiento de algunas variedades, que causa el atrofiamiento
gradual del tallo, que provoca pérdida del jugo, aumentando la
cantidad de fibra y la perdida de azúcares; ii) la materia prima
atrofiada presenta baja densidad; además de los problemas en el
transporte, por el aumento del volumen, reducción de la capacidad
de molienda y su reflejo en todas las operaciones del proceso.
Existe, también, deterioración fisiológica provocada por la
transpiración y respiración, porque ambas reducen el azúcar
recuperado en la fábrica, lo que favorece la deterioración por el
incremento de la actividad microbiológica.
Entre las variedades mejoradas dentro de una misma
institución de investigación aparecen variaciones de las
características agroindustriales, en función del material genético
original y de las condiciones ambientales preseleccionadas. Esta
161
característica es importante porque la acción de integración se
realiza sobre algo mutable, moldeable o adaptable, para las
condiciones específicas de cada empresa.
c) Características físico-químicas y deterioración
microbiológica de la materia prima
Las características físico-químicas y microbiológicas de la
materia prima pueden sufrir alteraciones de diversa naturaleza
(deterioración). Estas alteraciones comienzan después del corte en
el campo, afectan al procesamiento industrial y, consecuentemente,
a calidad de la producción de azúcar o etanol.
En función del manejo, las variedades son clasificadas en
tempranas, medias y tardías, según el tiempo que tardan en
alcanzar el contenido satisfactorio de sacarosa para la
industrialización en el momento de la cosecha, lo que permite una
adecuada planificación agrícola.
El estudio de las curvas de maduración de las variedades
es realizado por la industria, ya que le permite conocer
correctamente el período útil de industrialización (PUI) de cada
variedad y, en consecuencia, el mejor aprovechamiento de su
producción.
La maduración de la caña de azúcar es la pieza central de
la integración agroindustrial azúcar-energía, porque la calidad de
la materia prima (riqueza en contenido de sacarosa y fibra) es la
que condiciona y limita el rendimiento y la eficiencia en el
procesamiento industrial. Debe equilibrarse el contenido de
sacarosa con la producción de biomasa del cultivo de caña de
azúcar, para proporcionar el mayor retorno sobre los beneficios
del etanol, azúcar y energía por unidad de superficie.
El deterioro microbiológico es un factor muy importante para
162
el control de la eficiencia y el rendimiento industrial. Un ejemplo
se presenta en el trabajo de Brumer y Stupielo (1991), ellos
evaluaron la influencia del efecto del binomio broca-pudrición en
la eficiencia de la fermentación alcohólica. Cuanto menor es la
resistencia de la variedad a la colonización por hongos (fusarium
y colletrotrium), asociados con la mayor infestación del taladro en
los tallos, menor será la eficiencia del proceso de fermentación,
debida a la inhibición causada por metabolitos (polifenoles)
resultantes de la actividad microbiana.
d) Proceso dinámico y flexible, introducción de
innovaciones tecnológicas
El proceso como un todo, o parte de él (las principales
operaciones de la unidad), debe permitir cierta flexibilidad en su
conducción, por la posible variación en la calidad de la materia
prima. Entre los factores internos y externos puede ocurrir
incompatibilidad entre lo deseado y los recursos disponibles. El
tratamiento del jugo para preservar los nutrientes para la levadura y
obtener un vino con mayor contenido de alcohol, puede o no puede
ser adecuado para la fabricación de azúcar, lo que perjudica la
integración agroindustrial de los dos procesos azúcar y etanol. Ya
que los equipos industriales necesarios para esa integración
pueden no existir o estar sub-dimensionados, o bien la instalación
puede ser inadecuada para este doble propósito.
Una materia prima pobre en azúcar resultará en un mosto con
baja concentración de azúcares, produciendo un vino con menor
contenido de alcohol. Esto se reflejará en el uso inadecuado de los
equipos de destilación y de los depósitos obteniéndose
rendimientos menores, disminución en la calidad, pérdidas de
etanol y más pérdidas en la vinaza.
163
e) Impactos de los sistemas mecanizados en el cultivo
Existen nuevos procedimientos en la adopción de sistemas
de cosecha mecanizada de cañaverales que no han sido
quemados previamente, destacamos lo presentados por
Magalhães y Braunbeck (2010):
- Corte en la base conjugado con la alimentación de la
cosechadora realizada por discos dobles;
- Corte en línea con discos fluctuantes. Falta, sin embargo,
desarrollar una solución tecnológica para alimentar los tallos al
interior de la cosechadora después del corte;
- Restricciones en la cosecha mecanizada por la pendiente
del terreno, la pendiente debe ser inferior al 12%. Este requisito
está introducido en la Zonificación Agroecológica de la Caña y por
tanto está limitando la superficie disponible para la expansión del
cultivo de caña o el abandono de los cañaverales de las zonas con
mayor pendiente por su imposibilidad de mecanización;
- Separación neumática de impurezas y retirada de la paja.
f) La idoneidad de la materia prima para el proceso o
del procesado, o ambos (Optimización de procesos)
Para optimizar los procesos se tomarán decisiones con
respecto a la materia prima (como la variedad, el tiempo de corte o
el despuntado) para que las variables de proceso sean más
estables durante un período determinado. En otros casos, el
proceso debe ser la fuente de cambios para satisfacer la adaptación
a las alteraciones en la calidad de la materia prima.
164
La materia prima debe ser producida con unas
especificaciones óptimas para evitar los cambios en el procesado.
Por lo tanto, una idea importante dice que la calidad del producto
debe ser estandarizada, y que esos estándares se reflejen en
beneficios para ambos sectores agrícola e industrial.
3. IMPACTOS EN LOS ASPECTOS TÉCNICOS POR SECTORES
3.1. Sector Agrícola
La integración agroindustrial tiene por objeto la producción de
materia prima de calidad ideal para un determinado proceso
industrial, con vistas a un producto final debidamente especificado.
En la práctica, se observa comúnmente una mayor preocupación
por la cantidad de producción de biomasa que por la calidad del
azúcar.
La materia prima debe tener la calidad adecuada, aunque es
admisible cierta versatilidad, para un determinado proceso
industrial. Por ejemplo, la caña entera, con puntas, puede ser
adecuada para la producción de etanol, principalmente a partir de la
mitad y hasta el final de la cosecha, pero no interesa para la
producción de azúcar, porque las puntas contienen goma y
sustancias nitrogenadas que dificultan significativamente la
recuperación de la sacarosa durante la industrialización y
producción del azúcar de calidad superior. Por otro lado, la
versatilidad de la caña de azúcar debe ser entendida como la
posibilidad de servir para producir etanol, azúcar o aguardiente, con
diferentes especificaciones.
En ese sentido, deben ser analizados conjuntamente los
parámetros cuantitativos asociados al proceso (como por ejemplo el
consumo específico de caña, los productos químicos empleados,
165
vapor, lubrificantes, consumo de agua, enfriamiento), y los
parámetros cualitativos más ligados a la materia prima.
Los factores condicionantes de la calidad y la productividad
de la caña son agrupados en los siguientes conjuntos: culturales,
climatológicos, morfológicos y anatómicos, y tecnológicos.
a) Culturales:
Los principales aspectos culturale a tener en cuenta son:
conducción del cañaveral;
época de plantación;
selección de las variedades;
planificación agrícola;
uso de correctivos y fertilizantes;
aplicación de vinazas y tortas del filtro;
control de maduración y cosecha;
control de plagas y enfermedades;
control del tráfico de máquinas en la plantación.
b) Climatológicos:
Estas variables incluyen los factores ambientales que
condicionan el desempeño de un genotipo para una determinada
condición local de cultivo. El clima ideal para el cultivo de la caña
de azúcar es el que tiene una larga estación lluviosa, con más de
1200 mm, y temperaturas medias elevadas, entre 30 °C y 34 °C
seguidas de un período seco definido y con temperatura inferior a
166
21 °C. La primera fase favorece el ahijamiento (multiplicación de
los tallos a partir del tallo-semilla), el alargamiento del tallo y el
desarrollo vegetativo del cultivo. La estación seca favorece la
maduración y la acumulación de la sacarosa en el tallo de la
caña, lo que permite cosechar una materia prima de mejor
rendimiento en el proceso de industrialización del azúcar y del
etanol. Las lluvias excesivas y la alta humedad retardan la
maduración de la caña, dejándola acuosa y pobre en sacarosa,
además de más susceptible al ataque de plagas y enfermedades
durante el ciclo del cultivo.
c) Aspectos morfológico-anatómico de los tallos
La caña de azúcar se compone, esencialmente, de dos
partes: una subterránea, formada por rizomas y raíces, y otra
aérea, constituida por el tallo, las hojas y las flores.
Tecnológicamente, los tallos representan la parte más importante.
Anatómicamente, el tallo está formado por un tejido
parenquimatoso o de soporte, compuesto por células sueltas,
cortas e isodiamétricas, que tienen la función de almacenar el
azúcar, y su conjunto recibe el nombre de “médula”. En el centro
de la médula se localizan los haces fibrovasculares, que
presentan una pared más gruesa. En la pared externa del
entrenudo se observa una delgada epidermis, muy densa, con
una estructura de células rectangulares que se alternan con las
células cortas de los haces fibrovasculares. El tercer tejido es el
de los rayos fibrosos de la cáscara, consecuentemente más
duros, que funcionan en conjunto como vasos de circulación.
La proporción entre los tres tejidos condiciona el poder
calorífico (energía) del bagazo y dependiendo de la intensidad de la
floración ocurre la isomerización y la podredumbre; además de la
167
propia imbibición de la caña en los molinos, lo que afecta la
extracción y el balance térmico de la industria.
d) Aspectos tecnológicos
La calidad de la caña para la industria, no puede ser
evaluada simplemente por su contenido de sacarosa ni por su
pureza, y sí por una serie de variables de difícil cuantificación. Su
composición depende fundamentalmente de las condiciones
edafoclimáticas y microbiológicas del suelo, del manejo del
cultivo.
Actualmente, en el precio pagado por la caña se considera
su contenido de fibra, sacarosa y pureza del jugo, pero no se
consideran los posibles inhibidores de la fermentación presentes
en la caña, y tampoco se hace distinción entre caña destinada a
la producción de azúcar o de etanol.
La materia prima se caracteriza tecnológicamente a través
de dos parámetros: el contenido de fibra y la cantidad de jugo. La
fibra no debe ser considerada solamente por su cantidad,
también en términos de su naturaleza, ya que ésta puede afectar
a los rendimientos industriales de varias operaciones unitarias del
procesamiento.
La principal deterioración tecnológica se produce durante la
cosecha, la carga y el transporte de la caña. La mecanización
puede constituir un problema serio para el procesamiento,
dependiendo de las condiciones en que se practique (Stupielo,
1992). Cuando no se prepara adecuadamente el terreno se
puede cargar mucha tierra, aumentando con ello las
contaminaciones microbiológicas.
En la tabla 3.2 se pueden ver los efectos medios sobre los
parámetros tecnológicos de la caña quemada o no (cruda) en la
168
cosecha 2010/11 y 2011/12, especialmente la influencia de las
condiciones climáticas. Es importante, considerar también otros
elementos presentes en el jugo de caña. Como por ejemplo: la
cantidad de fósforo y el porcentaje y naturaleza de las impurezas,
que son determinantes para un procesamiento satisfactorio.
Tabla 3.2. Composición de partes de la caña sin quemar o cruda (1- tallos, 2 –hojas, 3 –puntas o palmito), variedades RB72454, SP80-1816, SP80-1842, SP80-3480 y SP83-5073.
Parámetro Unidad Tallo Palma Hojas Relación*
Composición del caldo
Sacarosa
(cromatografía) % 21,2 7,4 6,6 -65
Pureza del caldo % 91,4 59,0 56,3 -35
Glucosa+ fructosa
(cromatografía) % 0,17 1,79 0,79 953
Azúcares
reductores totales % 22,9 10,1 8,4 -56
pH 5,35 5,00 5,16 -7
Cenizas % 0,37 1,35 1,51 265
Cor ICUMSA U.I. 7361 100956 122722 1272
Turbidez U.I. 45389 104766 126056 131
Composición de la caña (porcentaje)
Humedad % 67,3 75,4 67,8 12
Fibra (Tanimoto) % 12,2 14,0 26,1 15
Pol de caña % 18,2 6,5 4,5 -64
ATR (PCTS) kg/t 169,8 68,0 44,7 -60
*Relación porcentual entre el palmito o el tallo.
Fuente: Silva Jr. et al. 2000.
169
3.2. Sector Industrial
El enfoque industrial difiere del punto de vista agrícola en la
integración agroindustrial por buscar las condiciones optimizadas
para cada operación unitaria durante el procesamiento industrial.
Ese proceso va desde la preparación de la caña hasta la mejor
alternativa de uso del producto, de acuerdo con las exigencias
del mercado consumidor.
Caña con un contenido de fibra más elevado implica un
mayor tiempo de molienda, porque se produce una reducción de
la capacidad de procesamiento de caña por unidad de tiempo,
además de ocasionar mayores pérdidas de azúcar por tonelada
de caña, en función de la mayor cantidad de bagazo resultante.
Entretanto, el bajo contenido de fibra parece interesante al
comienzo, pero la verdad es que provoca un desequilibrio térmico
en la fabricación, ya que en ese caso ocurre una producción
insuficiente de bagazo y un mayor consumo de leña, aceite
combustible o energía eléctrica.
Los elementos minerales presentes en el jugo interfieren en
el proceso de fabricación del azúcar y del etanol. Sus efectos
aparecen en las diferentes fases de trabajo de la unidad
industrial:
a) dificultando la clarificación del jugo;
b) dificultando el intercambio de calor por incrustaciones en las
tuberías de los implementos de calentamiento y de con-
centración (evaporadores y cocedores);
c) dificultando la total extracción del azúcar por la cristalización
de la sacarosa;
d) afectando la eficiencia de la fermentación durante la
170
producción de etanol por interferir en la nutrición de las
levaduras.
Es un hecho común que se utilice caña en avanzado estado
de deterioración, lo que ocasiona un aumento del consumo de
productos químicos durante la purificación del jugo, con menores
rendimientos industriales por la formación de polisacáridos de
Ievana, dextrana y otras substancias inhibidoras de la fer-
mentación. SILVA Jr. et al. (2000), destacan que la caña cruda
afecta principalmente al color, las cenizas y los contenidos de
glucosa y fructosa.
3.3. Selección de los parámetros y su especificación de
impactos
Un factor importante para el éxito de la integración
agroindustrial está relacionado con la especificación correcta de
los parámetros con los cuales se va a trabajar. En ese caso, la
especificación de los parámetros o las necesidades de la
industria para un proceso dado debe partir del equipo técnico de
la fábrica, que conoce las exigencias de la industria en lo que se
refiere a la materia prima deseada. La evaluación de la calidad de
la caña cruda puede ser hecha con los parámetros usuales (fibra,
azúcares reductores, pureza, pH y acidez total del jugo) y no
usuales: (polisacáridos, almidón, compuestos fenólicos, ácidos
orgánicos, cenizas, silicio, impurezas minerales y vegetales). De
un modo general, las industrias no consiguen detectar las
relaciones de causa y efecto en el proceso, de forma clara,
porque la industrialización envuelve un gran número de variables,
que torna difícil separar el efecto de la materia prima (Tablas 3.3
y 3.4), separándose en parámetros usuales y no usualmente
medidos en la fábrica. Así es necesario invertir en investigación
171
aplicada en las fábricas y destilerías, además de desarrollar un
sector técnico competente y un laboratorio de control funcional, y
un buen acompañamiento en el transcurso del proceso.
Tabla 3.3. Efectos de los principales elementos químicos existentes en la materia prima usualmente medidos en la industrialización del azúcar y del etanol.
Forma Operación Acción Daños Ideal Control
Fibra Hemi-
celulosa
Ligninas
Celulosa
Molienda Reduce la
capacidad de
extracción
Reduce la
eficiencia de
la molienda
Fibra
12% a
14%
Manejo varietal
Lavado de la
caña
Caldera Aumenta el
bagazo, más
co-generación
de electricidad
Balance
térmico
Bagazo
Humedad
45% a
48%
Reducir la
humedad del
bagazo
Materia extraña
Impureza
vegetal
(hoja)
Impureza
mineral
(tierra)
Carga
Microbiana
Molienda Aumenta la
fibra y reduce
la Pol% caña
Reduce la
eficiencia en
la molienda
<2,0% Mejorar el
manejo agrícola
Mejorar la
limpieza en seco
Destilería Aumenta los
residuos en la
dorna
Daños en
la
centrífuga y
mayor
consumo
de ácido
fúrico y
reducción
de la
viabilidad
de la
levadura
<2,0% Quema
homogénea
Sincronización
cosecha y
transporte
Otras
operaciones
Esmerilamien-
to de los
equipos
Reducción
de la vida
útil
<2,0% No arrastrar la
caña
Cribado del jugo
Fósforo H3PO< Clarificación
del jugo
Formación de
fosfato de
calcio
(insoluble)
Salida de
jugo turbio
y no limpio
250 a
350 mg
(a) de
P203/litro
de jugo
>150 a
180 mg
de
P203/L
Adición de
fósforo en la
decantación.
Uso de
variedades ricas
en fósforo
Utilización de
insumos
(polielectrolitos,
ácido fosfórico)
Fermentación
del mosto
Esencial para
la levadura
Reduce la eficiencia
alcohólica
Adición de
fosfórico
172
Tabla 3.3. Efectos de los principales elementos químicos
existentes en la materia prima usualmente medidos en la
industrialización del azúcar y del etanol (Continuación).
Forma Operación Acción Daños Ideal Control
Molienda Define la
imbibición que
afecta al
bagazo
Bagazo
muy
húmido y
con bajo
poder
calorífico
Menor lavado
de la caña
Mejora de la
preparación
Selección de
variedades y
estrategia de
maduración
Sacarosa
(C11H22O11)
Quema del
bagazo
Destilación
del vino
Baja
concentración
de etanol en el
vino. Reduce
el rendimiento
de la
destilación
Perdida de
rendimiento
y de
eficiencia
en la
destilación
12% a
18%
cana
Debe promover
una
pre-
concentración
del jugo
Optimización de
la destilación
Fabricación
del azúcar
La cuantidad
de sacarosa
en la caña
condiciona el
rendimiento
industrial
Reducción
del
rendimiento
industrial
Mejora del
manejo agrícola
de la
maduración da
la caña. Control
de la pérdidas
en la fabricación
Fermentación
alcohólica
Los azúcares
reductores son
convertidos en
etanol
Aumento
eficiencia
fermentativa
0,5% a
1,5%
Uso de un adecuado
control de maduración.
Reducción de las
pérdidas de azúcares en
la fermentación y
destilación Engomamiento
de la masa
cocida
Reduce la
viscosidad de
la masa cocida
Mayor
rendimiento
de sacarosa
Perdida de
azúcar en la
melaza
70% a 99% Manejo de
la
maduración
Sistema de
tres masas
cocidas
(2) Honig (1959); (3) Amorim (1985) y (4) Delgado y Cesar (1975).
173
Tabla 3.4. Efectos de los parámetros de calidades no usuales ni convencionales de la materia prima en la industrialización azúcar-energética.
Elemento Forma
Ocurrencia
Operación unitaria
Daño (impacto)
Rango ideal Medidas
de control
Polisacáridos Dextrina Levana
Fabricación de azúcar.
Fermentación alcohólica
Alta viscosidad del jugo/jarabe y masa cocida.
Tipo de cristales
<750 mg/L en el jugo
Control varietal.
Despunte.Limpieza
de la caña
Amidas Amidas Clarificación y
cristalización
Aumento de perdidas. Mayor
viscosidade. Menos
azúcares.
Amidas/sólidos
(%) 70 a 220
Selección varietal Manejo agrícola
Control en fábrica Riego
Compuestos fenólicos
Derivados de poli- fenoles
Clarificación Fermentación Fabricación de azúcar
Precursores de colores
Inhibición del proceso de
fermentación
<280 mg/L
Manejo varietal
Control de broca
Control de formación de color
en la fabricación
Ácidos orgánicos
Ácido trans-aconítico
Clarificación Fabricación de
azúcar
Los ácidos orgánicos reducen la
decantación Aumento de
cenizas
<1000 mg/L
Control de fertilidad.
Adición de ácido
fosfórico
Cenizas y silíceo
Silicio (cenizas)
Molienda Tratamiento del
jugo Evaporación Cristalización
Refinado
Efecto abrasivo de los silicatos en los
molinos. Alcalinización (30% a 50%)
Incrustaciones Reduce la filtrabilidad
Manejo varietal e agrícola.
Tamizado.
Fuente: (1) Lionnet (1986); (2) Celestine, M Y (1990); (3) Stupiello (1992); (4) Ravelo
et al (1991).
174
Los parámetros determinantes de la calidad de la materia
prima deben ser específicos para determinar los diferentes tipos
de deterioración (fisiológica, tecnológica y microbiológica), ya que
son afectados por factores que están interrelacionados (Stupielo,
1987). De un modo general, los parámetros usualmente medidos
en la caña durante la rutina de la agroindustria son simples, a
pesar de que no se pueden interpretar individualmente y
requieren su asociación para el diagnóstico de la deterioración y
del control de la maduración de variedades. Además, el papel
relevante de la fibra (energía) y de la sacarosa (pol) presente en
la caña son fundamentales para evaluar el desempeño del
proceso de fabricación (Tablas 3.1, 3.3 y 3.4).
Los parámetros no usuales son generalmente más
sensibles y seguros, en el diagnóstico industrial, pero de
determinación más compleja y con perjuicios cuantificables al
procesamiento (Ravelo et al., 1991). Por eso se destaca la impor-
tancia de una acción eficiente y conjunta de las universidades e
instituciones de investigación, con las empresas, buscando, a
través de investigaciones básicas y aplicadas, encontrar las
principales correlaciones entre los parámetros relacionados y sus
condiciones de control.
4. PERSPECTIVAS PARA LA INTEGRACIÓN AGROINDUSTRIAL
EN LA CAÑA-ENERGÍA
La integración agroindustrial debe seguir una secuencia
lógica de acciones, trabajando de forma técnica, buscando
siempre analizar los efectos industriales en busca de su agente
causal, y a través de esta actitud permitirse un análisis crítico de
los hechos, inclusive posibilitando evaluar las acciones tomadas
175
frente a su costo/beneficio. Además, para una efectiva
integración agroindustrial es necesario vencer algunos problemas
(puntos negativos) y seleccionar indicadores de éxito (puntos
positivos).
4.1. Aspectos Positivos
En el caso de las destilerías anexas, con el pasar de los
años, ha habido una acumulación de conocimientos en los
agentes involucrados, por la evolución natural de cada sector. En
las destilerías autónomas ocurrió lo contrario, evidenciando la
necesidad de la importación de técnicas y hasta de una asesoría
competente.
En los últimos años, se ha observado que el margen de
beneficio de las empresas se está reduciendo. Lo que es un
reflejo de los bajos precios de los productos en el mercado.
Muestra que es necesario aumentar los rendimientos de las
operaciones unitarias y reducir los costes de producción del
etanol y/o del azúcar. Esta situación está aliada a la
modernización de la visión empresarial, porque engloba los dos
sistemas –agrícola y agroindustrial– y analiza el desempeño
global de la unidad productora, lo que ha favorecido la in-
tegración dentro de las empresas. Esto ha llevando también a un
intercambio creciente entre el sector agrícola y el industrial,
resultando el intercambio de nuevas tecnologías.
Existen otros factores, externos a la unidad industrial, que
estimulan la integración agroindustrial en las empresas, siendo
los principales:
— El avance en las investigaciones realizada por la Universidad
de São Paulo, EMBRAPA, MCT/Laboratório Nacional de
176
Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), Centro de
Tecnologia Canavieira, IAC/APTA, UNICAMP e RIDESA -
Rede Inter-universitária para o Desenvolvimento do Setor
Sucroenergético (UFPR, UFSCar, UFV, UFRRJ, UFS,
UFAL, UFRPE, UFG e UFMT), entre otros;
— El reconocimiento creciente por parte de los organismos
públicos y de las propias empresas de la importancia de la
investigación básica y aplicada;
— El creciente apoyo de las asociaciones técnicas y sectoriales
para producir materia prima con mayor productividad
agroindustrial y, consecuentemente, producción de azúcar y
etanol de mejor calidad;
— La evidencia de la necesidad de un ciclo de debates sobre el
tema, lo que permitirá la concientización gradual de los
técnicos y empresarios;
4.2. Aspectos negativos
Actualmente, la planificación agrícola no siempre considera la
calidad de la materia prima recibida y se circunscribe a las
informaciones del sistema de pago de la caña de azúcar, con lo que
existen limitaciones en el control y la conducción del cañaveral. El
sector de la caña tiene dificultades para aumentar la productividad
más allá del 2,5% al año, debido principalmente a la falta de
materiales genéticos superiores para sustituir las variedades
antiguas (en degeneración), lo que puede ser atribuido a la evolución
de los programas de mejoramiento del cultivo en Brasil, bastante
tecnificada en el manejo varietal, introducción de técnicas
transgénicas y a la falta de integración de las instituciones de
investigación con las empresas.
177
El manejo varietal encuentra obstáculos en su ejecución.
Atribuido a la falta de nuevas variedades, que sean superiores a las
cultivadas y a la falta de conocimientos en las empresas sobre el
clima y los suelos locales en áreas de expansión. En ese caso,
particular, la planificación sólo puede ser realizada a partir de las
pocas informaciones existentes pero teniendo en a la vista su
complementación y actualización según qué elementos confiables
vayan siendo construidos. Por otro lado, hasta los técnicos de las
fábricas tradicionales tienden a resistirse a las innovaciones
tecnológicas, en el caso de la cosecha mecanizada.
Resulta evidente, también, la necesidad de experimentación
con nuevas variedades y la organización del cultivo, pues no se pode
admitir la implantación de parcelas de caña con mezcla de diversas
variedades, además del uso de “semillas” no seleccionadas para el
sistema de cosecha sin quema.
En el control químico y en la conducción de las operaciones
unitarias de la producción de azúcar y de etanol, se constatan
problemas para alcanzar los objetivos propuestos por la gerencia,
que deben ser superados.
El control de la industria debe buscar los objetivos siguientes:
— Propiciar que la unidad industrial consiga una eficiencia
satisfactoria, por la adopción de parámetros adecuados y
resultados confiables en cosechas mecanizadas de caña, en
áreas superiores a las 50 mil hectáreas;
— Realizar el monitoreo de las operaciones unitarias del
procesamiento para establecer los índices técnicos;
— Indicar con precisión y exactitud el rendimiento operacional de la
empresa;
178
— Permitir evaluar y seleccionar la mano de obra;
— Auxiliar la obtención de un producto final de mejor calidad;
— Ofrecer al gerente industrial los apoyos técnicos en áreas de
expansión;
— Controlar la calidad de la materia prima por parámetros no
usuales;
La planificación de los frentes de corte debe ser realizada
buscando reducir el tiempo entre el corte de la caña hasta su
procesamiento, manteniendo el radio medio de exploración
(distancia entre el lugar de corte de la caña y la industria) y evitar su
almacenamiento prolongado. Actualmente, el cambio para la
cosecha mecanizada implica en un nuevo trazado de área de corte
priorizando el desempeño de la cosechadora.
Las empresas frecuentemente creen que pagando poco y
no invirtiendo en entrenamiento del personal operacional están
haciendo un buen negocio, lo que no corresponde a la realidad,
pues resulta en gastos elevados en el mantenimiento de los
equipos, debido a los fallos humanos y a la escasa competencia
técnica. Eso es un error, porque es más económico invertir en
mano de obra y en el mantenimiento preventivo de los equipos.
5. ESTRATEGIAS PARA LA RACIONALIZACIÓN DE LAS
OPERACIONES
Para la integración agroindustrial a nivel de empresa es
fundamental conocer las características básicas de la unidad,
porque ellas van a condicionar el comportamiento del sistema
productivo, desde el punto de vista técnico, social, administrativo,
educacional y científico. Las principales características que
179
deben ser tenidas en cuenta en la unidad productora, pueden ser
resumidas, por sectores, de la siguiente manera:
Departamento Agrícola
— Condiciones edafoclimáticas;
— Conocer el nivel del equipo en términos técnicos, admi-
nistrativos, sociales y de la estructura agrícola;
— Posibilidad de ejecución de un trabajo más técnico de los inge-
nieros y administradores en la conducción del cultivo;
— Visión integrada de las operaciones agrícolas por parte de la
dirección;
— Considerar los aspectos ecológicos del sistema agrícola para
evitar la contaminación, especialmente de corrientes de
agua.
Departamento Industrial
— Definir claramente los padrones industriales que deben servir
de meta y dar dirección al sistema PDCA;
— Conocer el nivel del equipo de trabajo desde el punto de vista
del sistema de producción, incluyéndose la preparación
técnica, administrativa, educacional, entre otros aspectos, y
la estructura industrial;
— Posibilidad de aumentar la eficiencia del procesamiento con
una inversión mínima en la industria, y selección de
indicadores más seguros para el diagnóstico;
Administración y Organización
— Tomar decisiones armónicas entre los sectores agrícola e
180
industrial, procurando llegar a un punto óptimo en términos
económico, social y ambiental para la empresa;
— Elaborar una planificación que permita la tomada de
decisiones a partir de comparaciones entre lo ejecutado y lo
planificado, modificándolas cuando necesario;
— Delimitar con clareza la interface del área agrícola y la
industrial, para evitar confusiones de responsabilidad,
certificaciones y autoridad;
Sector de Recursos Humanos
— Trabajar a través de la utilización racional de los recursos
disponibles, de forma que se establezcan unas metas
posibles de ser alcanzadas permitiendo acciones dirigidas a:
— Formar personas habilitadas dentro de la empresa en los
diversos niveles de trabajo exigido;
— Humanizar el local y el ambiente de trabajo de los empleados
e incentivos para la ascensión en la carrera profesional.
6. BALANCE DEL SISTEMA ACTUAL Y PERSPECTIVAS PARA
LA IMPLANTACIÓN DE LA INTEGRACIÓN
AGROINDUSTRIAL
La integración agroindustrial debe seguir una secuencia
lógica de acciones, trabajando de forma técnica, procurando
siempre analizar los efectos y su agente causal, y a través de
esta actitud permitir un análisis crítico de los hechos, inclusive
posibilitando evaluar las acciones emprendidas en relación con
181
su coste/beneficio. Además, para una efectiva integración
agroindustrial es necesario vencer algunas dificultades (puntos
negativos) e indicadores de éxito (pontos positivos), entre los
cuales se destacan el sector de Recursos Humanos, en la forma
especificada en el párrafo anterior, al que se recomienda se añada
la confección de programas de entrenamiento de personal,
coordinar su realización y crear nuevos programas a medida que
sean necesarios. A continuación, es imprescindible que se
responda adecuadamente a las siguientes cuestiones:
a) Que es la integración agroindustrial en el sector azúcar-alcohol;
b) Cuales son los parámetros de la materia prima y sus
especificaciones;
c) Cuales son las variables del proceso y sus intervalos óptimos;
d) Cuales son sus productos y las especificaciones para su
comercialización;
e) Conocer los precios de mercado para sus productos y
coproductos;
f) Conocer la importancia de la integración por parte del sector
administrativo de la empresa;
g) Concienciar a los gerentes y a la dirección sobre la importancia
de la integración agroindustrial, dentro de las empresas;
h) Trazar un programa de metas en dirección a los objetivos
propuestos y redefinirlos si fuese necesario.
En suma, todos estos aspectos deben ser compatibles con el
punto de vista técnico, científico, económico y educacional.
182
6.1. Plan de Acción
Toda planificación al establecer el programa de trabajo
debe estar apoyada en objetivos y metas reales y viables.
Admitiéndose, por ejemplo, que el objetivo es la adopción de
caña entera, se debería formular un plan de acción considerando
lo presentado en la Tabla 3.5. La caña entera es la materia prima
proveniente de un cañaveral sin retirada de las puntas del tallo,
compuesta de tallos de caña y materia extraña. Entre las
principales impurezas se encuentran las puntas, hojas, flores y
tierra. En la Figura 3.1 se presenta la composición de las partes
de la caña sin quemar (1- tallos, 2–hojas, 3–puntas o palmito),
que es bastante variable, como observado en las variedades
RB72454, SP80-1816, SP80-1842, SP80-3480 y SP83-5073
(Silva Jr. et al., 2000). Las ventajas del procesamiento de la caña
con punta en el sector agrícola son evidentes, con reducción de
costes de hasta aproximadamente 25% en la cosecha, después
del período de inversión de la compra de cosechadoras.
Silva et al. (1982) observaron que el procesamiento de la
caña entera puede influir en la calidad del azúcar, mostrándose
viable para la producción de etanol y de energía, pero sin
inviabilizar la producción de azúcar. Para Stupiello (1987) el pro-
blema de la caña entera se debe mucho más a las condiciones
de la época de la corta o cosecha. Al inicio de la cosecha
(abril/mayo) la caña con punta es más problemática,
especialmente para el azúcar, pero no llega a causar perjuicios
sensibles en el procesamiento del etanol.
183
Tabla 3.5. Plan de Acción Empresarial para la industria azúcar-energética utilizando caña entera.
Objetivos Año
1º - 2º 3º - 4º - 5º > 6º año
Corto Medio Largo
Buscar variedades
adaptadas a la caña
cruda
x xx xxx
Rediseñar el campo xxx xxx xxxx
Cambiar prácticas
culturales3 xxx xxx xxxx
Controlar plagas y
enfermedades4 xxx xxx xxxx
Cambios en el manejo
de residuos pos
cosecha
o xx xx
Recepción de la
caña: limpieza a seco o xxx xxx
Adecuación del
sistema de molienda
y preparo
xxx xxxx xxxx
Sistema de
tratamiento del jugo xxx xxx xxx
Evapocristalización x xxx xxx
Operaciones finales xx xx xxx
Optimización de la
Fermentación xx xxx xxxx
3 Nutrición, control de plantas dañinas.
4 Gorgojo de las raíces, podredumbre roja.
184
Entretanto, es importante destacar algunas dificultades
encontradas en la producción de azúcar, cuando se utiliza la caña
entera debido a la presencia de gomas y substancias nitrogenadas
en las puntas y hojas. Las gomas provocan un aumento de la
viscosidad de las masas cocidas, dificultando la cristalización de la
sacarosa. Las sustancias nitrogenadas favorecen las reacciones de
oscurecimiento, que provoca el amarillamiento del azúcar,
reduciendo su precio de mercado. La caña entera, además de los
aspectos ya mencionados, presenta exudación de los tallos y una
mayor cantidad de impurezas minerales, con la consecuente
inoculación y desarrollo de la actividad microbiana (especialmente
bacteriana) en la superficie externa. Esta actividad microbiológica
más intensa además de consumir azúcares provoca la aparición de
sustancias inhibidoras de los procesos, tanto en la fabricación de
azúcar como en la de etanol.
La agroindustria para recibir la caña entera debe realizar
previamente un plan de acción para adecuar su procesamiento a
ese tipo de materia prima, conforme se observa en la Tabla 3.5, con
medidas agrícolas e industriales. En el sistema actual de la
producción de azúcar de caña sin quemar y cosecha mecanizada
es crítico el proceso de compactación del suelo. Es esencial evitar o
reducir la compactación del suelo en el sistema de cosecha
mecanizada.
185
Figura 3.1. Fraccionamiento de los componentes de la caña entera (1: tallos, 2: hojas, 3: inflorescencia y puntas; y 4: impurezas), como materia prima.
6.2. Planificación de la reducción de los efectos de la
compactación del suelo en el sistema de cosecha
mecanizada.
En el sistema de cosecha con corte manual los tallos son
concentrados en “leiras” (eitos) correspondientes a cinco líneas. La
cosecha se realiza con un camión y una cargadora que pasan por el
área cada cinco líneas de cultivo. Al adoptarse la cosecha
mecánica, el área pasó a recibir la presión de los neumáticos de la
cosechadora y del camión transportador, en todas las líneas, o sea,
un tráfico cinco veces más grande que en el sistema de corte
1: Tallos
2: Hojas
3: Flores
2: Impurezas minerales
186
manual y carga mecánica. Para reducir los efectos, según Stolf
(2010), los propios agricultores desarrollaron algunas medidas y
otras han sido introducidas por el nuevo sistema, entre las cuales
destacamos:
1. Adopción del transbordo, retirando el camión del área de
cultivo (Figura 3.2 (a) y (b));
2. Uso de neumáticos de baja presión (alta flotación) en los
transbordos: 30 libras (Figura 3.2 (b));
3. Selección de cosechadoras con tres ejes y cosechadoras
de cadenas, que proporcionan más estabilidad y menor presión en
el suelo (figura 3.3);
4. Adecuación de la distancia entre ruedas del tractor y del
transbordo al doble del espaciamiento de plantación (Figura 3.4)
(Coelho, 2009);
5. Adecuación del espaciamiento de plantación: de 1,40 m
para 1,50 m ó 1,60 m; establecimiento de surcos dobles. Ejemplos:
0,50 x 1,30 (Figura 3.5); 0,90 x 1,40; espaciamiento base ancha.
6. Incorporar paja en las rodadas, para absorber parte del
impacto del tráfico (Figura 3.6).
7. Paja, para reducir la aeración y la temperatura del suelo
buscando disminuir la velocidad de la descomposición de las raíces,
con lo que se mantiene una mayor cantidad de materia orgánica en
el suelo, una vez que la presencia de raíces dificulta la
compactación (Figura 3.7).
187
(a)
(b)
Figura 3.2. (a) Inicialmente, el camión transportador de caña para la industria traficaba en el cultivo causando una gran compactación y (b) Evolución para el transporte intermediario: transbordo con neumáticos de baja presión y reducción de la carga por eje. Fuente: Rubismar Stolf,2010.
188
(a)
(b)
Figura 3.3. Cosechadoras con mejor estabilidad y menor presión sobre el suelo: (a) Cosechadora de neumáticos con tres ejes. (b) Cosechadora de cadenas.
189
Figura 3.4. Transbordo y tractor remolque con distancia entre ejes del doble del espacio de plantación, para control del tráfico Fuente: Coelho, 2009.
Figura 3.5. Surco doble de 0,50 por 1,30 metros para control del tráfico. Fuente: Rubismar Stolf, 2010.
190
Figura 3.6. La paja sobre la superficie absorbe parte del impacto del las ruedas del vehículo.
Figura 3.7. La paja sobre la superficie reduce la aireación y la temperatura del suelo reduciendo la velocidad de descomposición de las raíces, permitiendo el mantenimiento
El tráfico sobre los residuos del cultivo
absorben parte del impacto de las rodadas
del vehículo.
191
de una mayor cantidad de materia orgánica en el suelo en profundidad. La presencia de raíces dificulta la compactación.
6.3. Medidas Auxiliares
Son aquellas iniciativas que buscan dar soporte y
consistencia al trabajo de integración, como reuniones técnicas
(seminarios, mesas redondas, debates) reuniones de evaluación o
visitas. Otra estrategia importante es mantener un estrecho
contacto con instituciones de investigación y equipos técnicos con
experiencia reconocida en tecnología de la caña, de etanol y de
azúcar, y en administración.
7. CONSIDERACIONES FINALES
Esta es una aproximación sobre el importante e inagotable
tema de integración agroindustrial azúcar-energética, aplicable a
explotaciones o empresas que migran hacia la cosecha
mecanizada de la caña cruda. Debe ser considerada teniendo en
cuenta la complejidad y peculiaridades de los sectores analizados
y, principalmente, porque la realidad dentro de cada empresa tiene
sus particularidades; tecnológica y condición física, entre otras.
Consecuentemente, es necesario profundizar en el análisis y en las
propuestas de acción específicas en cada empresa teniendo
siempre presente que las decisiones deben ser tomadas
visualizando las metas de corto, medio y largo plazo, de modo a
conseguir la integración gradual en la empresa, como se demostró
en la introducción de mecanización de la cosecha sin quema.
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Tese (Doutorado) - Universidade Estadual Paulista,
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