El bagazo de caña es el residuo fibroso que se genera en el proceso de producción de azúcar y alcohol, está compuesto principalmente por celulosa, hemicelulosa y lignina, convirtiéndolo en un material rico en fibras. Este subproducto ha ganado importancia con el paso de los años debido a su potencial para la generación de energía y otros productos. En los ingenios azucareros, el bagazo se utiliza principalmente como combustible para producir vapor y electricidad, lo que contribuye significativamente a la sostenibilidad y eficiencia energética de estas plantas de producción.

Del proceso de extracción del jugo de caña, se obtiene entre 25 y 30%  de  bagazo con aproximadamente 50% de humedad.  Además de utilizarse como fuente renovable de bioenergía para generar electricidad y calor, se pueden obtener bioproductos con bioetanol, biogás, papel, bioplásticos, materiales para construcción, biofertilizantes y alimentos para animales.  El proceso de generación de generación de energía a parir de bagazo sigue un proceso de cuatro etapas que  se describe a continuación:

Proceso de producción de energía

Recolección y preparación del bagazo

• • Posterior a la extracción del jugo, el bagazo se recoge y se transporta a un área de almacenamiento o directamente a las calderas según sea necesario.
  • Este bagazo necesita encontrarse seco y triturado, esto con el fin de reducir el contenido de humedad y aumentar la densidad energética del materia

Combustión del bagazo

• • • El bagazo que ya se encuentra seco ingresa a las calderas, donde se quema y se genera calor.
    • El calor generado se utiliza para calentar agua y con esto producir vapor a alta presión.

Generación de vapor y electricidad

• • El vapor generado en las calderas es llevado a través de turbinas, generando así electricidad.
  • Una parte de este vapor, es empleado en el propio proceso de producción de azúcar, ya que proporciona la energía térmica necesaria para evaporar y cristalizar el jugo de caña.

Cogeneración

• • La cogeneración es un proceso donde, de forma simultánea, se produce calor y electricidad a partir del mismo combustible, el cual en este caso es el bagazo.
  • La empleabilidad de este proceso aumenta la eficiencia del uso del bagazo ya que aumenta la energía recuperada del proceso de combustión.

El aprovechamiento del bagazo para generación energética posee múltiples ventajas, dentro de las que se encuentra la sostenibilidad y reducción de residuos, reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), independencia y eficiencia energética.

Ventajas del aprovechamiento del bagazo

Sostenibilidad: Emplear el bagazo para la producción de energía y otros subproductos, permite reducir en gran mediad los residuos generados por la actividad azucarera de los ingenios.

Reducción de emisiones de GEI: La sustitución de combustibles fósiles con bagazo, permite disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero en el proceso de obtención de azúcar.

Independencia energética: En países donde el suministro energético puede verse sumamente afectado debido a su limitada matriz energética, el aprovechamiento de los residuos de caña para generación energética permite a los ingenios ser autosuficientes, reduciendo así la dependencia a fuentes energéticas y los costos que esto conlleva.  Además, los excedentes se inyectan a la red eléctrica contribuyendo así al robustecimiento de la matriz energética.

Eficiencia energética: Al aprovechar la biomasa presente en la caña de azúcar en procesos de cogeneración, la eficiencia global del uso de energía dentro de los ingenios mejora, lo cual reduce la posibilidad de que se genere una necesidad de emplear fuentes de combustibles adicionales.

En América Latina son varios los ingenios azucareros que durante años han desarrollado la tecnología y las inversiones necesarias para aprovechar el bagazo de caña. A continuación se presentan algunos casos e éxito en la región:

• Ingenio Pantaleón, Guatemala: Para la zafra del periodo 2022/2023, este ingenio alcanzó una capacidad de molienda diaria de 32 mil toneladas de caña de azúcar. Al finalizar la temporada de producción, esto se tradujo en un total de 496,763 toneladas de azúcar, 75,593 m³ de alcohol y una producción de energía de 245,094 MWh.
• Ingenio Panuco, México: Con una capacidad de molienda diaria de 15 mil toneladas para la zafra 2022/2023, el ingenio Panuco produjo un total de 1,866,579 toneladas de azúcar y energía equivalente a 6,411 MWh.
• Ingenio Monte Rosa, Nicaragua: El ingenio Monte Rosa en la zafra 2022/2023 alcanzó la suma de 154,377 MWh producidos a partir de una capacidad de molienda diaria de 16,500 toneladas de caña de azúcar.

Pese a que la cogeneración de energía a partir del bagazo es una práctica común en los ingenios, en la actualidad se presentan una serie de desafíos por solucionar para el desarrollo de esta actividad. Es por esto que diversos actores del sector se encuentran de forma constante sumando esfuerzos para la puesta en marcha de proyectos de investigación y desarrollo. Dentro de los principales desafíos que posee esta práctica se encuentran:

Inversión inicial: Para aprovechar el bagazo como materia prima de la generación de energía, es necesario realizar una importante inversión inicial. Esta incluye la adquisición de equipos especializados como lo son las calderas y turbinas de vapor, además de la incorporación de sistemas de control y monitoreo. Pese a que los costos iniciales son elevados, los beneficios a largo plazo, como son la reducción de costos energéticos y la disminución del impacto ambiental, justifican este desembolso.

Variabilidad del bagazo: Factores como el contenido de humedad, la proporción de fibra y azúcares residuales pueden influir en el rendimiento energético del bagazo, lo que puede ocasionar dificultades en el proceso de combustión, donde se busca tener la mayor eficiencia y estabilidad. Es por esto que se promueve la aplicación de prácticas de manejo agrícola estandarizadas que permitan homogenizar sus características.

Mantenimiento: Con el fin de asegurar un rendimiento óptimo y una operación segura en la generación de energía, es necesario realizar un constante mantenimiento a los equipos utilizados. Un mantenimiento adecuado garantiza la eficiencia energética y ayuda a identificar y solucionar problemas antes que se conviertan en averías costosas.

Para conocer más sobre como se realiza la generación de energía a partir de bagazo, en el siguiente video se explica el proceso que se lleva a cabo en el ingenio Incauca uno de los mayores ingenios cogeneradores de Colombia.

Referencias

• https://www.pantaleon.com/
• https://repositorio.iica.int/bitstream/handle/11324/18701/BVE21097960eBajaCalidad.pdf
• https://www.youtube.com/watch?v=_rb5eSBD8HQ
• https://www.youtube.com/watch?v=xtFfcb0PM3A&t=241s
• https://revistaoc.oncti.gob.ve/index.php/odc/article/view/619/488
• https://revistas.ucc.edu.co/index.php/in/article/view/1548/1679

Ficha elaborada por Alex Siles, julio 2024.