Universidade Federal de São CarlosCENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS- campus de Araras

Prof. Dr. Rubismar Stolf - rubismar@ufscar.brDepartamento de Recursos Naturais e Proteção Ambiental

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Capítulo de livro111. SILVA, F. C. ; COLETI, J. T. ; STOLF, R. . Impacto de los sistemas mecanizados sin quema en la producción agroindustrial de azúcar y energía. In: SILVA, F.C.; DIAZ-AMBRONA, C.G.H., ITURRA, A.R..(Org.). Desarrollo Sostenible de la Producción de Bioetanol y Azúcar a partir de la caña de azúcar. 1ed.Saarbrücken: Editorial Académica Española, 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

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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

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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).

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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

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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;

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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;

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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

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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

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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

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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

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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

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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.

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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.

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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,

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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

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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

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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

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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.

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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

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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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