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Caña de azúcar y sostenibilidad: Enfoques y experiencias cubanas

Rafael Suárez Rivacoba y Rafael Morín

Sábado 17 de diciembre de 2005

Rafael Suárez Rivacoba1 (Ministerio del Azúcar-MINAZ) y Rafael B. Morín (Oficina Nacional de Normalización-ONN)


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    Caña de azúcar
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    El azúcar constituye, desde hace cientos de años, uno de los componentes más importantes y universalmente utilizados de la dieta humana. Su importancia viene dada en su aporte energético a bajo costo, en combinación con su capacidad de endulzar.

    Se produce en las más diversas condiciones climáticas, prácticamente en todos los países del orbe. En las regiones de clima templado se obtiene a partir de la remolacha y en las zonas tropicales y subtropicales a partir de la caña. La producción mundial azucarera ha estado, en los últimos años, alrededor de los 120 millones de toneladas anuales, de las cuales 60‑65% proceden de la caña y el resto de la remolacha. Estas cifras no incluyen la producción sin centrifugar que bajo distintos nombres, tiene relativa importancia económica y social en países como Colombia y Ecuador en América, y en la India y otros países asiáticos. Pero desde hace ya muchos años el azúcar viene enfrentando una situación muy crítica como producto de comercialización internacional, lo cual se evidencia en la continua reducción relativa del llamado "mercado libre", y la prevalencia de precios en el mercado mundial por debajo de los costos de producción.

    Las causas que originan esta situación están suficientemente claras y son ampliamente conocidas. El proteccionismo de los países desarrollados, principalmente de Estados Unidos y la Comunidad Económica Europea, hicieron que, en unos pocos años, el primero redujera sus importaciones de 4‑5 millones de toneladas anuales a menos de dos millones, y que la segunda pasara, de importador neto, a uno de los principales abastecedores del "mercado libre".

    La caña de azúcar, cuyo potencial genético aún está lejos de ser bien aprovechado, puede ser cultivada con técnicas mucho más apropiadas y sustentables, tanto en términos económicos como ecológicos, que las que hasta hoy se han venido "importando" de los países desarrollados, basadas en el uso intensivo de fertilizantes minerales y plaguicidas. Por otra parte, la caña es una planta de características excepcionales, capaz de sintetizar carbohidratos solubles y material fibroso a un ritmo muy superior al de otros cultivos comerciales. Esta propiedad le abre una posibilidad prácticamente infinita de aprovechamiento para la producción de cientos de derivados, en muchos casos de mayor valor agregado e importancia económica que el azúcar.

    Esto permite un desarrollo basado en la integración agroindustrial, donde como se verá más adelante, los residuos agrícolas y efluentes industriales, lejos de ser un factor de perjuicio al medio ambiente, pasan a jugar un papel importante en su aprovechamiento económico y restitución de los elementos vitales del suelo.

    Agricultura cañera

    Las distintas variedades de caña que hoy se cultivan en el mundo con fines comer-ciales son especies e híbridos del género Saccharum, de la familia de las gramíneas (Poaceae). Es un cultivo de los llamados permanentes, que se cosecha en períodos que oscilan entre 12 y 24 meses. La duración de la cepa tiene como promedio entre 5 y 10 cosechas, aunque esto varía bastante entre regiones y según las distintas prácticas agrotécnicas.

    Para la nación cubana, la caña y el azúcar forman parte integrante de la historia, la cultura y las tradiciones del pueblo. Una historia que estuvo caracterizada por la injusticia social y que alcanzó su más cruel expresión durante la etapa colonial, con la introducción de esclavos africanos para los trabajos en las plantaciones cañeras y la operación de los trapiches de azúcar(Guerra, 1961; Moreno-Fraginals, 1978).

    A partir de 1959, en la agricultura cañera se desarrolló un proceso de modernización dirigido a una agricultura más intensiva, de altos insumos y caracterizada fundamen-talmente por la introducción de la mecanización, que a finales de la década de los años 80 alcanzaba el 75% de la cosecha y el 100% del alza, lográndose una pro-ducción nacional promedio de más de 7.5 millones de t/año.

    En la década de los años 90, se crean situaciones extremadamente difíciles para Cuba por la desaparición del campo socialista. Por primera vez, la producción azu-carera cubana, en proporción de un 90% destinada a la exportación, se ve enfrentada de manera total al llamado mercado libre, que como se sabe, es un mercado de precios extremadamente deprimidos, motivado fundamentalmente por las medidas proteccionistas de los países más desarrollados. La falta de capacidad financiera o de créditos para la adquisición de insumos, obli-gan a iniciar un proceso de transformación de la tecnología agrícola en búsqueda de alternativas que aprovechen al máximo las características y potencialidades de la planta y su interacción con las condiciones naturales.

    La caña de azúcar (Saccharum officinarum) es un cultivo de extraordinaria capaci-dad, que en buenas condiciones culturales, produce volúmenes superiores a las 100 t/ha de tallos y si se incluyen las hojas y puntas, que no se emplean para la producción de azúcar; el volumen de biomasa vegetal se eleva en 20%.

    Esa alta productividad de la caña se explica por su elevada eficiencia fotosintética en comparación con otros cultivos comerciales, que le permite una mayor utilización de la energía solar y consecuentemente, un mayor coeficiente de absorción del CO2 atmosférico (Alexander, 1985 y 1986). Solamente por esto, el cultivo de la caña de azúcar representa un aporte ecológico de importancia como vía para aliviar el calentamiento de la atmósfera que se origina a través del llamado "efecto invernadero". Aun cuando no están disponibles estudios definitivos sobre la actividad fotosintética de la caña, a partir de algunos estudios básicos (Rhodes y Rank, 1991), ha sido posible estimar, muy conservadoramente, una capacidad de fijación de carbono superior a 2 t por ha por año, solamente comparables con la de los bosques deciduos de las zonas templadas (Acosta, 1992).

    Desde el comienzo de la década de los años 90, se viene trabajando sistemática-mente para lograr una agricultura cañera cada vez más ecológica, u orgánica, menos dependiente de los costosos insumos de productos químicos y que basada en el más moderno desarrollo científico‑técnico posea una verdadera racionalidad ecológica y sustentabilidad económica. En Cuba la cosecha de caña verde se ha venido introduciendo paulatinamente y hoy está generalizada en alrededor del 90% de las áreas. También se emplea un sistema de cosecha mecanizada (74% del área) con máquinas que realizan una limpieza parcial de la caña por medios neumáticos. La paja extraída queda sobre el suelo en forma de una cubierta protectora que realiza una importante función de conservación de la humedad, evita la erosión y contribuye a la lucha contra malas hierbas. Sola-mente por este concepto se reportan disminuciones en el consumo de herbicidas de un 35% y hasta un 50% si se aplica localizado y las labores de cultivo mecánico de hasta un 33% (Díaz-Casas, 1996).

    Este cambio tiene un tremendo impacto en múltiples aspectos de la producción cañera; que inciden favorablemente, ya sea desde el punto de vista tecnológico, económico, como de protección del medio ambiente; pues se reducen labores de cultivo, consumo de agrotóxicos y los costos de producción, además del efecto beneficioso al medio ambiente por reducción de la contaminación del aire y de la degradación de los suelos. Una segunda limpieza de la caña se lleva a cabo en los llamados centros de acopio, donde además se realiza un transbordo a los carros de ferrocarril que transportan la caña al central azucarero; una parte significativa de estos residuos se utiliza como combustible en las propias calderas de bagazo, y más recientemente como materia prima para la producción de composta.

    La utilización de este compost, donde también se emplea cachaza (torta de filtro), resulta de un alto valor como mejorador orgánico de los suelos cañeros, existiendo un amplio programa para su generalización y perfeccionamiento mediante el uso de inóculos microbiológicos y las excretas del ganado estabulado alrededor de los propios centros. En combinación con la aplicación de las cenizas de bagazo del ingenio y el uso de los residuales industriales para el riego, se logra la sustitución de importantes cantidades de fertilizantes minerales, y se va cerrando un ciclo integrador entre el campo cañero, la industria procesadora y la producción pecuaria.

    El incremento en el aprovechamiento de la tracción animal ha venido a sustituir la falta de combustible y de maquinaria para la agricultura. En la actualidad hay una serie de actividades en la agricultura cañera que se realizan con bueyes, entre ellas las labores de cultivo, que en 1997 alcanzó casi el 50% del área cañera.

    Otras prácticas consideradas dentro de las técnicas de la agricultura orgánica que se vienen empleando en Cuba de forma extensiva son el laboreo mínimo de los suelos (Bouza et al., 1996) y la rotación e intercalamiento de cultivos (Crespo, 1996). Con el laboreo mínimo no sólo se consigue disminuir los costos de preparación del terre-no, sino que al emplear equipos que no invierten el prisma, se logra una menor afec-tación del suelo por la erosión y el efecto de los intensos rayos solares del trópico.

    En la rotación e intercalamiento de cultivos se ha dado preferencia al uso de legu-minosas como frijoles (Phaseolus vulgaris) y soya (Glycine max), que además del aporte económico que de por sí representan, contribuyen a mejorar la fertilidad de los suelos por la vía de la fijación de nitrógeno y otros efectos físicos y microbiológicos característicos de este tipo de cultivo.

    El uso óptimo de los fertilizantes se alcanza mediante un Servicio de Recomenda-ciones de Fertilizantes y Enmiendas (SERFE) (INICA, 1996) para la caña de azúcar, el que tiene el objetivo fundamental de aplicar sólo aquel fertilizante que se halla en déficit en el suelo y que la planta necesita para su normal desarrollo. Con este sistema se evita la fertilización irracional que tanto afecta al medio ambiente y el incremento de los costos de producción, contribuyendo además a mantener el equilibrio biológico del suelo. También en el terreno de la fertilización se desarrollan investigaciones para el uso de bacterias fijadoras de nitrógeno. Se ensayan dife-rentes cepas de azotobacter, azospirillum y otros microorganismos.

    Otra acción importante en la conservación de los suelos contra la erosión es la siembra en contorno, que se está desarrollando en aquellos suelos donde se cultiva caña, con pendientes mayores del 8%; existiendo aún 228 mil ha con esta caracterís-tica. (Álvarez, 1995). Con la aplicación de esta técnica se pueden incrementar los rendimientos agrícolas en un promedio de 15 mil @/cab (13 t/há). En la actualidad se trabaja para aplicar esta técnica en las áreas que lo requieran, que se desarrolla por un Programa Nacional aprobado para este fin.

    El control de las plagas y enfermedades se lleva a cabo mediante los programas para la obtención de variedades resistentes y el de lucha biológica por medio de la libe-ración de insectos y microorganismos benéficos. El programa cubano de variedades garantiza que constantemente se estén incorporando a la producción nuevos individuos para sustituir variedades que van degenerando y comienzan a ser susceptibles a plagas y enfermedades. Actualmente, el 92% de las variedades en producción son cubanas y sólo el 8% de ellas proceden del extranjero. Estas últimas son sometidas a rigurosos estudios de campo, donde se analiza su comportamiento y adaptación en las diferentes regiones edafoclimáticas del país y sólo son aceptadas si son iguales o superan en rendimiento y otros parámetros a los patrones cubanos.

    El mismo cuenta con un banco de germoplasma con más de 2 500 individuos, 14 estaciones regionales, 63 bloques experimentales en áreas comerciales, un sistema de semillas certificadas, con un Banco de Semillas básicas en cada una de las provincias, que se multiplica en los bancos de semillas Registradas y Certificadas y una estación cuarentenaria. Se emplea la micropropagación acelerada como comple-mentación a los métodos tradicionales de reproducción de semillas. En la actualidad se están produciendo alrededor de 10 millones anuales de vitro plantas en nuestras biofábricas, En la lucha biológica la mayor prioridad se concede al control del barrenador del tallo (Diatraea saccharalis), que es la plaga de mayor afectación económica en Cuba. Se dispone de 50 Centros Reproductores de Entomófagos y Entomopatógenos (CREE), donde cada año se liberan decenas de millones de pupas de la mosca cubana (Lixophaga diatraeae). Se comienzan a ensayar otros enemigos naturales como las avispas del género Aphanteles y Trichogramma, la esterilización de machos y la producción bioindustrial de hongos y bacilos. Azúcar orgánico

    Todo lo expresado anteriormente ha contribuido favorablemente a que Cuba pueda desarrollar en un tiempo breve, un período de conversión de su agricultura cañera hacia la aplicación de técnicas orgánicas. No obstante, para ello se requiere de una experiencia inicial a pequeña escala, que se ha venido poniendo en práctica desde 1997 en áreas aledañas a la Universidad Central de Las Villas (UCLV) para la producción de caña orgánica, sin la aplicación de insumos químicos con buenos resultados. Esta caña es procesada en una planta piloto que posee dicha Universidad, ubicada en la región central del país y que puede llegar a producir hasta 1000 t de azúcar por año para la exportación con destino al mercado europeo, que en el pre-sente año 2000 recibirá las primeras cantidades de azúcar orgánico cubano, certifi-cada por Ecocert Internacional, que es un organismo de Control para este tipo de producción radicado en Alemania.

    El inicio de la aplicación de esta tecnología, amigable con el medio ambiente y la salud humana, es producto de coordinaciones realizadas hace más de cuatro años, por el actual Grupo de Agricultura Orgánica con el Ministerio del Azúcar y la citada Universidad. Para ello se contó con un especial apoyo de la Asociación Italiana de Agricultura Biológica (AIAB) en la preparación de especialistas que trabajaran en Cuba por el cumplimiento de los estándares en conformidad con el reglamento 2092/91 de la Comunidad Económica Europea para estas producciones.

    El desarrollo exitoso de esta experiencia a pequeña a pequeña escala que se ejecuta en la Universidad Central, ha aportado los conocimientos necesarios para que el Ministerio del Azúcar los tomara como base para poner en práctica una producción a escala industrial, para lo que se dedicará un Complejo Agro-Industrial (CAI) azucarero de capacidad media de procesamiento de caña, que oscila entre 4 600 y 6 900 t/día. Esta industria procesará solamente caña orgánica para lograr con ello un pro-ducto de alta calidad para la exportación y de mejor seguridad para el consumidor.

    Algunos de los subproductos de esta producción serán reciclados como abonos orgá-nicos en sus propias áreas y otros podrán ser utilizados en el futuro en la elaboración de otros productos también orgánicos de gran demanda popular. Todo este conjunto de tecnologías en aplicación creciente y asociadas unas con otras, soportadas sobre una base científico‑técnica sólida, permiten un acercamiento progresivo hacia una efectiva integración agroindustrial y una agricultura cañera realmente sostenible.

    La diversificación en el uso de la caña

    El hecho de que la caña de azúcar haya sido utilizada durante más de 400 años como materia prima para la producción de azúcar, contribuyó a crear una mentalidad de que la síntesis de sacarosa es la característica más importante de esta planta. Alrededor de las dos terceras partes de los casi 250 millones de toneladas de caña que se producen cada año en el mundo se destinan a la producción de alcohol etílico para combustible automotor, tanto en forma directa, como para aditivo de gasolina.

    Si se piensa en un aprovechamiento integral de la caña como fuente de biomasa, hay que tener en cuenta que además de los tallos, que es la fracción empleada para la producción azucarera, la caña está integrada también por cantidades apreciables de hojas y cogollo (puntas). La fracción puntas (cogollos) más hojas (verdes y secas) al momento de la cosecha, constituyen un residuo agrícola que se quema o se desaprovecha casi universalmente. La tabla 1 muestra la composición química de ambas fracciones.

    La proporción entre tallos y cogollos más hojas depende de la variedad, el manejo agrotécnico y la edad de la caña. Estudios realizados en Cuba (Casanova, 1982) demuestran que existe una relación directa entre esta proporción y el rendimiento agrícola, como se muestra en la tabla 2.

    Tabla 1. Componentes de la caña de azúcar (%) (Noa, 1982)

    Componentes

    Tallos

    Puntas y hojas

    Materia Seca

    29.0

    26.0

    Azúcares totales

    15.4

    0.2

    Sacarosa

    14.1

    -

    Lignocelulosa (fibra)

    12.2

    19.8

    Cenizas

    0.5

    2.3

    Otros componentes

    0.8

    2.4

    Agua

    71.0

    74.0

    Tabla 2. Estructura vegetativa de la caña de azúcar en función del rendimiento (Casanova, 1982)

    Rendimiento, t/ha

    Tallos, %

    Otros, %

    30 - 50

    78

    22

    51 - 70

    79

    21

    71 - 85

    80

    20

    Más de 85

    82

    18

    Con los esquemas actuales de procesamiento de caña para producción de azúcar, por cada 100 t de tallos limpios entrados a fábrica, se pueden obtener las cantidades de productos que se muestran en la tabla 3.

    Se trata de combinar el adecuado aprovechamiento integral de la caña y la utilización de los subproductos de la industria azucarera.

    "La diversificación equivale al uso integral de la caña de azúcar, la optimización del uso de los subproductos de la fabricación de azúcar y el uso del azúcar en sí, y de la caña de azúcar, como materias primas para su transformación en otros productos valiosos desde el punto de vista de su repercusión económica y social. También equivale al uso óptimo de la tierra dedicada a este cultivo, por ejemplo, mediante la introducción de cultivos intercalados o en rotación. En ningún caso se debe entender que la diversificación significa la sustitución de la caña de azúcar por otros cultivos".

    Tabla 3. Productos de procesar por cada 100 t de caña (tallos limpios) (Casanova, 1982)

    Productos

    Cantidad , t

    Azúcar (96% Pol)

    11.0

    Bagazo (50% humedad)

    27.5

    Miel Final (88% sólidos)

    3.5

    Cachaza (75 % humedad)

    2.5

    Residuos agrícolas

    20.0

    Tabla 4. Algunos derivados de los azúcares de la caña

    Producto

    Proceso

    Utilización


    Químico

    Biotecnológico


    Azúcar

    x


    Industria alimentaria

    Glucosa

    x


    Ind. alimentaria y farmacéutica

    Fructuosa

    x


    Ind. alimentaria y farmacéutica

    Alcohol etílico


    x

    Combustible, bebidas, ind. química

    Levaduras


    x

    Piensos, Panadería, Bebidas

    L-Lisina


    x

    Piensos y alimentos

    Acido cítrico


    x

    Ind. Alimentaria y farmacéutica

    Acido láctico


    x

    Ind. química y farmacéutica

    Acido acético


    x

    Varias industrias

    Acido oxálico

    x


    Ind. química y construcciones

    Glutamato mono-Na


    x

    Industria alimentaria

    Acetona y butanol


    x

    Industria química

    Dextrana y xantano


    x

    Aglutinante, espesante

    Sorbitol y manitol

    x


    Ind. alimentaria y farmacéutica

    Ind. alimentaria y farmacéutica

    Se entiende por tanto de la comprensión de que la diversificación no es una estra-tegia para enfrentar la crisis del mercado azucarero, sino un camino para la industrialización y el desarrollo social de nuestros países. Los azúcares solubles, principalmente sacarosa, glucosa y fructuosa, pueden extraerse en solución acuosa mediante molinos o difusores, tal como se hace para la producción de azúcar o alcohol. Las posibilidades de transformación de estos azúcares por vía química o biotecnológica en otros productos, darían un listado prácticamente interminable.

    La rentabilidad de los productos derivados de la miel final en general depende fuertemente del precio de ésta. Pueden emplearse mieles intermedias del proceso azucarero (miel A ó B), e incluso partir del azúcar como materia prima, tal como se hace en Cuba para la producción de dextrana, glucosa, y sirope de fructuosa (Cordo-vés, 1978), tensoactivos biodegradables, etc.

    Por su parte, la fracción lignocelulósica de la caña, ya sea el bagazo que resulta como residuo al extraer el jugo azucarado, o la paja (hojas y puntas), puede ser utilizada en diversas aplicaciones. El bagazo es, ante todo, un combustible que en los esquemas actuales de producción de azúcar se emplea para obtener toda la energía que requiere la fábrica. Como se verá más adelante, con esquemas térmicos eficientes, un ingenio azucarero puede autoabastecerse energéticamente, y obtener sobrantes de bagazo hasta del orden de 30%, que quedarían disponibles para otros usos.

    La paja de caña puede ser también empleada como combustible en los propios centrales azucareros u otras industrias. Procesados adecuadamente por métodos químicos, físicos o biotecnológicos, tanto el bagazo como la paja, rinden alimentos energéticos de buena calidad para el ganado vacuno. Otra gran cantidad de productos de mayor valor agregado pueden obtenerse a partir del bagazo, y ya se producen hoy a escala comercial en varios países. El bagazo sustituye a la madera en diferentes aplicaciones, en ocasiones con ventajas técnicas y económicas. Varios surtidos de tableros aglomerados, papeles y cartones, celulosa y sus derivados, xilosa, furfural y otros productos, pueden obtenerse a partir del bagazo. Cuando el bagazo se emplea para la producción de derivados, generalmente se le fija un precio basado en su valor energético y el precio prevaleciente del combustible necesario para sustitución en la fábrica de azúcar. Como promedio, puede tomarse una relación de sustitución de 5.2 t. de bagazo (50 % de humedad) por tonelada de fuel‑oil.

    De especial relevancia económica y social para muchos países cañeros resulta la utilización del bagazo como materia prima en la industria de pulpa, papel y tableros, teniendo en cuenta los limitados recursos forestales disponibles. Este es el caso de Cuba, donde se ha dedicado gran atención al desarrollo de tecnologías en este campo. Más adelante se examinará en detalle las potencialidades del bagazo como fuente anualmente renovable de fibra.

    Hasta aquí se han mencionado solamente algunos de los derivados que se han dado en llamar de "primera" o "segunda" generación. Los desarrollos científico‑técnicos recientes en el campo de la biotecnología, la evidencia del carácter perecedero de los recursos fósiles, principalmente el petróleo, las limitaciones en recursos forestales y la necesidad de preservarlos, la escasez de alimentos y otros factores, abren un nuevo panorama para los derivados de la caña.

    Por otra parte comienzan a introducirse derivados de "tercera" y "cuarta" generación mediante la transformación de los primeros, en productos de mayor valor agregado. La sacarosa se convierte en materia prima para medicamentos como la vitamina C por la ruta glucosa‑sorbitol, polímeros como el poli‑hidroxi‑butirato y tensoactivos biodegradables. La celulosa obtenida del bagazo permite llegar al celofán, los acetatos, rayón, carboxi‑metil‑celulosa (CMC), celulosa micro-cristalina, etc.

    El alcohol etílico obtenido por fermentación da origen a toda una industria alcoquímica, en la que pueden obtenerse masas plásticas, acetaldehido y sus derivados y otros muchos productos. En países como Brasil, India y Perú (GEPLACEA, 1988) algunos de estos esquemas operan ya a escala comercial con resultados económicos satisfactorios.

    En resumen, el número de alternativas es prácticamente interminable y existe una extensa literatura sobre el tema. El Manual de los Derivados editado por ICIDCA‑ GEPLACEA‑PNUD (ICIDCA-ONUDI-GEPLACEA, 1985) brinda datos técnico‑ económicos sobre una gran cantidad de productos y tecnologías. La caña para alimento animal

    Los pronósticos acerca de la población en América Latina y del Caribe, prome-diaban un incremento de unos cien millones de habitantes hasta el presente año 2000. En contraste, la producción total de alimentos de la región del Caribe y América Latina, en el período 1975 a 1986 decreció en un 8% aproximadamente (Preston, 1986). No son necesarias muchas más cifras para comprender el efecto en la agudización de la ya alarmante situación de desnutrición de la población de nuestro continente.

    La caña puede ser no sólo lo que ha sido desde siempre, una fuente importante de calorías en la dieta por vía del azúcar, sino también un aporte de peso para la producción pecuaria en las condiciones de muchos países, con grandes déficits de cereales, pastos, otras fuentes proteicas para sostener los esquemas tradicionales de alimentación animal. Los dos problemas fundamentales a tener en cuenta en el diseño de una base alimentaria para cualquier tipo de animal son la energía metabolizable y la proteína. El modelo que podemos llamar clásico o tradicional resuelve estos dos factores a partir de pastos de altos rendimientos, cereales y granos proteicos.

    La caña de azúcar y los subproductos de la industria azucarera, ofrecen alternativas de solución tanto para la energía metabolizable como para el suministro de proteínas a los animales. Estas alternativas tienen no sólo importancia económica para los países de clima tropical, sino que representan una contribución estratégica a largo plazo para aliviar la crítica competencia entre el hombre y la ganadería en el con-sumo de cereales y energía (Pimentel, 1997; Preston, 1997).

    A continuación se discuten brevemente algunos conceptos básicos de las principales alternativas

    Uso integral de la caña

    Las experiencias de más de 15 años en varios países han llevado a establecer la posibilidad y las ventajas económicas de la caña de azúcar como la base energética fundamental para la alimentación del ganado vacuno, tanto en la producción de carne como de leche (Preston, 1977; Murgueitio, 1990).

    Estos sistemas adquieren especial relevancia para los países de clima tropical durante el período de seca, pues coincide que ésta es la época óptima para la cosecha de la caña y a su vez la de más crítica disponibilidad de pastos y forrajes.

    Cuando se satisfacen algunos relativamente modestos requerimientos de complementación, las dietas basándose en caña integral molida pueden permitir producciones de leche de 10‑12 litros por día y ganancias en peso superiores a los 800 gramos diarios (Álvarez, 1986; Preston y Murgueitio, 1988). Los requerimientos fundamentales son la adición de urea como fuente de nitrógeno, algunas cantidades mínimas de proteína verdadera (vegetal, animal o unicelular) y precursores glucogénicos como los provenientes de residuos de trigo, arroz, etc.

    Las dietas óptimas dependerán de la disponibilidad y los precios de cada región, pero la experiencia indica que siempre estas raciones basándose en caña en las condiciones de la mayor parte de los países azucareros, resultan mucho más viables que los sistemas convencionales.

    Un aspecto de interés es la posibilidad de incrementar el contenido de proteína verdadera de la caña mediante la fermentación en fase sólida de los carbohidratos solubles presentes en la misma. Algunas experiencias recientes de Cuba vienen dando resultados alentadores, y se comienza a generalizar el uso de un producto denominado saccharina, con contenido de proteína en el orden del 6‑8 %. En este sentido, en Cuba se viene empleando no sólo la caña finamente molida, sino también el llamado "bagacillo del tandem" que se extrae de las fábricas de azúcar con una composición (contenido de fibra y azúcares) muy semejante al de la caña misma; en esta variante, se aprovecha la infraestructura industrial existente sin afectar la capacidad de la fábrica, y se obvian nuevas inversiones para moler caña.

    Las mieles y el jugo

    Como alternativa al uso de la caña de forma integral hay que tener en cuenta la posi-bilidad de su "fraccionamiento" (Preston, 1988), es decir, separar el jugo contenien-do los azúcares, del bagazo, lo cual sin dudas brinda las ventajas de un aprovecha-miento más dirigido, que tenga en cuenta las potencialidades específicas de cada fracción.

    La forma más difundida de empleo de carbohidratos solubles en la alimentación animal es la del uso de la miel final, lo cual se practica no sólo en los países pro-ductores de azúcar, pues algunos países desarrollados importan miel final (melaza) con este objetivo. Importantes trabajos de investigación realizados en Cuba desde los años sesenta, crearon las bases científico‑técnicas para el desarrollo de diferentes sistemas de alimentación basados en las mieles, en sustitución de cereales como fuente de energía metabolizable (Elías, 1986). En el caso de los rumiantes, para emplear la melaza como fuente de energía, al igual que al usar la caña integral, el éxito depende de una adecuada complementación. En la práctica, las alternativas más económicas de complementación utilizan urea como fuente de nitrógeno fermentable y algún forraje proteico o combinaciones de forrajes y concentrados proteicos restringidos como aporte de nutrientes sobrepasantes (Preston, 1977).

    El uso de mieles para ganado vacuno se emplea en Cuba desde hace años (Figueroa y Ly, 1990) al igual que en otros países. En las dietas a base de mieles se sumininis-tra urea como fuente de nitrógeno fermentable y se complementan con algunas can-tidades de forraje, minerales y proteína verdadera. En el caso de la producción porcina también existe en Cuba experiencia de varios años de trabajo investigativo y aplicación a escala comercial del uso de las mieles de caña (Figueroa y Ly, 1990). Para Cuba, donde la carne de cerdo es un componente importante en la dieta tradicional de la población y con serias limitaciones climáticas para la producción de cereales, la utilización de los subproductos de la industria azucarera, adquiere una especial relevancia. En la alimentación de cerdos con mieles, se ha demostrado que el alto contenido de sustancias no‑azúcares presentes en la miel final, determinan un pobre aprovecha-miento del valor energético de la misma (Ly, 1989). Como alternativa, en Cuba se utiliza desde hace algunos años la sustitución de la miel final por mieles intermedias (A o B) del proceso azucarero, más ricas en azúcar, habiéndose demostrado la con-veniencia económica de esta sustitución (Pérez, 1986).

    Por otra parte, el uso directo del jugo de la caña para la ceba de cerdos se viene aplicando desde hace algunos años con buenos resultados, tanto técnicos como eco-nómicos, en varios países. En Cuba existen experiencias de este tipo basadas en la extracción del jugo en pequeños trapiches o molinos de caña anexos al cebadero porcino.

    Esta variante tiene el inconveniente de los bajos niveles de extracción del jugo (aproximadamente 45%), pero se logra con instalaciones sencillas y se puede aprovechar el bagazo rico en azúcar para alimentación de rumiantes. En Cuba también se ha ensayado de esta forma, pero además se viene difundiendo la práctica de emplear el jugo de primera extracción del central. Bagazo y bagacillo

    Como se sabe, una fábrica de azúcar de caña puede liberar importantes cantidades de bagazo para distintos usos. El bagacillo, que es la fracción más fina que resulta de tamizar el bagazo, o cuando se desmedula antes de enviarlo a las fábricas de papel o tableros, también es una materia prima que puede estar disponible con relativa facilidad y a bajo costo. La utilización de estos productos para la alimentación animal tiene el significativo atractivo de que se requieren inversiones modestas para la construcción y operación de las instalaciones procesadoras. Su principal limitante, en comparación con otros residuos agrícolas, es el bajo nivel de digestibilidad.

    A escala comercial se han venido empleando básicamente dos tecnologías con el objetivo de aumentar la digestibilidad de estos materiales. Mezclas de bagacillo con miel final y urea se emplean en Cuba desde hace años con resultados modestos en cuanto a un adecuado aprovechamiento del material lignocelulósico (Suárez Riva-coba, 1987). El tratamiento químico alcalino con hidróxido de sodio se desarrolló en Cuba en los años 70 y se ha venido empleando extensamente. Con cualquiera de los sistemas es posible elevar la digestibilidad de los materiales, desde 30‑35 % hasta valores cercanos al 60%, lo cual los hace comparable a otros forrajes y residuos agrícolas tradicionales.

    Recientemente se ha comenzado a generalizar en Cuba una tecnología (predical) donde el hidróxido de sodio se sustituye por cal (hidróxido de calcio) con excelentes resultados. Estudios económicos realizados sobre estos sistemas de tratamien­to (González, 1987; González y Saez, 1991) demuestran que:

    - El aumento de la energía metabolizable que se obtiene en cualquiera de ellos compensa los costos de los mismos. Con el aumento continuado de los precios del hidróxido de sodio y la energía, la alternativa empleando la cal se muestra altamente atractiva.

    - Al igual que se indicó para el uso de la caña y las mieles, una adecuada complementación de estos productos es decisiva para obtener resultados óptimos, tanto en el orden técnico como económico.

    Proteína a partir de la caña En comparación con los cereales, granos y pastos, la principal limitante de la caña y los subproductos de la industria azucarera es su casi nulo contenido de proteína. Sin embargo, los carbohidratos solubles presentes en las mieles o en el jugo pueden ser transformados en proteína unicelular mediante tecnologías de fermentación amplia-mente conocidas. Desde finales de los años 70, en Cuba existen once plantas de 10‑12 mil toneladas anuales de capacidad que producen levadura torula a partir de miel final. La levadura torula es un concentrado con contenido de proteína de 45‑48%, en forma de polvo. Desde hace algunos años, una parte importante de la capacidad instalada se viene utilizando en forma de crema mezclada con mieles intermedias del proceso azucarero, para obtener un producto denominado miel proteica, con un contenido de proteína de 15% base seca. A partir de este producto se ha desarrollado toda una tecnología de producción porcina (Figueroa, 1990) cuyos resultados en las condiciones de Cuba, resultan económicamente ventajosos en comparación con las tecnologías tradicionales.

    El uso de la levadura de recuperación en las fábricas de alcohol permite obtener magníficos indicadores tecnológicos en la ceba de cerdos garantizando buenos resultados económicos.

    Los residuos agrícolas Aunque los residuos agrícolas (hojas y puntas) constituyen alrededor del 20% del peso de la planta, hasta el presente su aprovechamiento en la mayor parte de los países es casi nula. Como ya se explicó, el “sistema cubano de cosecha”, permite concentrar en centros de limpieza de caña importantes volúmenes de residuos agrícolas.

    En la actualidad operan 930 estaciones y centros de limpieza (centros de acopio), en los cuales se obtienen como promedio unas 40 toneladas por día de residuos, que dan una disponibilidad total de alrededor de 5 millones de toneladas anuales; una parte significativa de estos residuos se emplean como forraje para el ganado vacuno, de gran importancia por coincidir con la época de sequía.

    El valor alimenticio de estos residuos, cuando se consumen frescos, es aún superior al de los otros materiales lignocelulósicos mencionados (bagazo y bagacillo), y son también susceptibles de su tratamiento para aumentar la digestibilidad.

    Ya se mencionó anteriormente, el impacto económico y ecológico que representa la utilización de parte de estos residuos, en combinación con las excretas del ganado estabulado y la cachaza del ingenio, para la producción de compost.

    Caña de azúcar y energía Si se analiza la relación entre el valor energético de la biomasa contenida en la caña de azúcar y la energía necesaria para su cultivo y cosecha, se obtiene una relación de 20 a 1, calculada para una agricultura cañera con altos niveles de fertilización, uso de riego y cosecha mecanizada. Esto significa que la energía invertida en la producción de caña representa, cuando más, el 5% de su potencial (López y de Armas, 1980).

    En términos prácticos, esta potencialidad tiene que ser expresada en alguna de las formas de uso de la energía en la vida moderna. De ellas, las de mayor importancia actual son la producción de electricidad, los combustibles para la generación de vapor en la industria y los combustibles líquidos para vehículos automotores.

    El ingenio azucarero tradicional es ineficiente desde el punto de vista energético. Los consumos de vapor para procesos oscilan entre 450 y 550 kg/t de caña, cuando cifras en el orden de 350 kg y menos, pueden ser alcanzados por tecnologías y equipos conocidos y probados (Correia, 1991; Ogden, 1990). Si el objetivo de la fábrica es obtener bagazo excedente con el propósito de producir derivados o venderlo como combustible a otras empresas, los factores importantes son disminuir el consumo de vapor y maximizar la eficiencia de combustión, pero no se requieren altas presiones. En estas condiciones, con presiones relativamente bajas, de 200‑400 lb/plg2 se puede producir toda la energía eléctrica y mecánica demandada y obtener excedentes de bagazo de 30% y más (de Armas y González, 1986).

    Obtener buenos niveles de eficiencia en la combustión de bagazo demanda el uso de calderas modernas con hornos que permitan disminuir el exceso de aire y dotadas de superficies recuperadoras para hacer un mayor aprovechamiento de los gases (de Armas y González, 1986), las cuales son producidas hoy día por diversos fabricantes en distintos países, incluso latinoamericanos como Cuba y Brasil.

    Una posibilidad que permite mejorar, con inversiones modestas, la eficiencia de calderas existentes, es la incorporación de secadores de bagazo que emplean los gases de chimenea para reducir la humedad de este combustible, desde 50%, que es como sale de los molinos, hasta niveles de 25‑30%. En Cuba existen positivas experiencias con este sistema (Arrascaeta, 1988). Los nuevos ingenios construidos en Cuba en los últimos años, con esquemas y equipamiento relativamente simples, están diseñados para operar a presión de 400 lb/plg2 y entregar cada zafra 40‑50 mil t de bagazo y 7‑8 mil MW‑hr de electricidad excedente. Otras decenas de fábricas también se han ido incorporando progresivamente al sistema energético nacional y entregan excedentes que se traducen en la reducción de importaciones de petróleo.

    Otras alternativas que se vienen aplicando con éxito son el aprovechamiento de los residuos agrícolas de la cosecha como combustible y la obtención de biogás mediante la digestión anaeróbica de los residuales de la industria. La utilización de los residuos de la cosecha ha sido posible gracias al sistema ya mencionado de mecanización, que permite obtener grandes volúmenes de biomasa concentrados en los centros de acopio y limpieza de caña. Con una adecuada reducción del tamaño de partícula, este producto se quema en las propias calderas de bagazo del ingenio, sin grandes diferencias con ese combustible. Alternativamente permite satisfacer las necesidades energéticas de plantas de derivados anexas al central azucarero.

    La producción de biogas a partir de los residuales de la industria azucarera o de los mostos de destilería, puede aportar ahorros energéticos de consideración, además de los beneficios relacionados con la disminución de la contaminación. En Cuba y en Brasil existen experiencias a escala comercial sobre esta alternativa. Los residuos del proceso de producción de biogas, tanto el efluente líquido como los lodos, constituyen dos elementos de alto valor como fertilizantes, retornables sin peligro ecoló-gico a las áreas cañeras.

    El bagazo como fuente de fibra renovable El bagazo, entre los materiales fibrosos, tiene la ventaja de que su recolección está garantizada por la industria azucarera. El problema consiste en el transporte del bagazo a grandes distancias, en función de la capacidad de la planta de pulpa y la capacidad y ubicación de los centrales que lo suministran.

    Comprendiendo la importancia actual y futura del bagazo como materia prima fibrosa, en Cuba se han dedicado serios esfuerzos al trabajo de investigación para el desarrollo y perfeccionamiento de las tecnologías. Solidarias con estos esfuerzos y comprendiendo el papel que debe jugar el bagazo para gran cantidad de países en desarrollo, la Organización de Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial (ONUDI) brindó cooperación y ayuda financiera a Cuba, con lo cual se creó la Unión Investigación‑Producción Celulosa de Bagazo, también conocida como Proyecto Cuba‑9. Los conceptos y tecnologías que se mencionan en este documento, son en gran medida resultado del trabajo de esa institución, demostrados y aplicados en sus propias instalaciones industriales (GEPLACEA, 1990). En Cuba se han estudiado los efectos de estos residuales nocivos y se han encontrado soluciones. Se ha desarrollado el uso de etapas de delignificación y extracción alcalina con oxígeno que reducen a la mitad la generación de compuestos clorados.

    El control microbiológico de la pila de almacenaje y la recirculación controlada de los licores durante el mismo, así como la sedimentación y separación de la médula húmeda, logran una disminución de la Demanda Química de Oxígeno (DQO) del 90% y de sólidos del 80%.

    También ha sido desarrollado el pulpeo de alto rendimiento (Bambanaste, 1988; García, 1988) así llamado por disolver solo el 15‑20% del bagazo, comparado con un 45‑55% de la tecnología química convencional. Los niveles de DQO son la mitad del proceso químico con recuperación. Una planta de alto rendimiento de 200 t tiene el mismo impacto ecológico que una planta de pulpa química de 44 t/día sin recuperación. Su factibilidad técnica y económica para la producción de papel periódico, medio corrugado para cajas y otros surtidos, ha sido demostrada y reconocida inter-nacionalmente (GEPLACEA, 1990).

    Una ventaja importante de la tecnología quimi-mecánica es que su economía de escala y alto rendimiento hace rentables pequeñas plantas de pulpas anexas a centrales azucareros entregándole todo el bagazo como excedente energético. Como conclusión se puede afirmar, que la contaminación generada por los residuales de la producción de pulpa y papel a partir del bagazo, puede hacerse dentro de los límites establecidos para la industria de madera si se usan soluciones tecnológicas existentes, así como el empleo de nuevas tecnologías, como el pulpeo de alto rendimiento. Las demandas crecientes de la humanidad de productos derivados de la fibra, junto a la imperiosa necesidad de conservación de las reservas forestales, encuentran en el bagazo de caña una alternativa de gran peso económico y ecológico.

    Conclusiones

    La única pretensión de este trabajo es la de fijar el concepto de que la caña de azúcar posee todas las características necesarias para constituir la base de un desarrollo social económicamente viable, autoenergético y ecológicamente sustentable. Existe gran cantidad de experiencias, argumentos, cifras y alternativas que, por razones de espacio, no han podido ser incluidas en el documento. De cualquier manera, las siguientes afirmaciones son las conclusiones que se han querido demostrar:

    - Es posible desarrollar una agricultura cañera con técnicas orgánicas con mínimos insumos químicos contaminantes del medio ambiente. Un conjunto de técnicas de este tipo se emplean ya a escala comercial. Para lograr esta aspiración, resultan factores vitales la aplicación de los adelantos científicos‑técnicos y una fuerte integración entre el campo y la industria.

    - La cosecha de la caña sin quemar constituye un aspecto de decisiva importancia para la protección del medio ambiente. Esto no solo es técnica y económicamente viable, sino que introduce beneficios adicionales a partir del aprovecha-miento de los residuos agrícolas. El llamado Sistema Cubano de Cosecha esta diseñado con esta concepción y se ha ido perfeccionando a lo largo de muchos años de explotación extensiva.

    - La diversificación del uso de la caña, además de representar una alternativa a la crisis del mercado azucarero, constituye una estrategia lógica y económicamente ventajosa de desarrollo. El abanico de productos de alto valor que pueden obtenerse de la caña y sus derivados de la industria, es prácticamente infinito.

    - La potencialidad de la caña como recurso energético renovable es superior a la de otros cultivos o especies conocidas. La producción de azúcar o alcohol puede llevarse a cabo sin consumo energético externo y además dejar disponibles excedentes considerables de energía para otros usos. La caña de azúcar y los subproductos de la industria azucarera permiten crear una base alimentaria para la ganadería en las condiciones tropicales, comparable, a los esquemas tradicionales de pastos y granos utilizados en las regiones templadas.

    - El bagazo de caña es una fibra de buena calidad para la producción de una gran cantidad de surtidos de pulpa, papel, derivados químicos de celulosa y tableros aglomerados. Por su carácter renovable y las características de las tecnologías disponibles, el uso del bagazo representa un aporte ecológico de importancia como alternativa a la explotación forestal.

    - El carácter agroindustrial de una industria procesadora de caña de azúcar, permite dar una solución a los residuales líquidos a través de su aprovechamiento económico y retorno a los campos, como es el caso de las tecnologías de biogas y fertirrigación. Consecuencia: procesos industriales verdaderamente "limpios".


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