Título original: Cana-de-açúcar: de vilão a herói! 2021 por Pontal, Marcos. ISBN: 9798547807701 El contenido de este libro puede reproducirse únicamente con la divulgación de la fuente. Portada: Marcos Alexandre Machado (Marcos Pontal). Reseña del autor: Marcos Alexandre Machado y Roseli Laurência Souza Machado.
Rua Fernando Costa, 278 - Vila Adelaide de Freitas 14180 - 000 - Pontal - SP Tel .: (16) 3953-2844 - Watsaap: + 551698107-9175 Correo electrónico: marcosmachado@visaoespiritual.com.br Sitio web: www.velivros.visaoespiritual.com.br
RESUMEN
Prefacio........................................................................... 4 Productos sostenibles .................................................... 5 Plástico biodegradable ................................................. 15 Asfalto........................................................................... 21 Fuente de energía..........................................................25 El azúcar es malo para la salud ....................................31 Generación de energía a partir del azúcar …............... 34 Evite grietas en el hormigón ......................................... 37 Bagazo utilizado em fibrocemento ............................... 42 Auto Hibrido................................................................... 46 Adsorción de cadmio .................................................... 54 Cenizas para el encalado del suelo ............................. 59 El bagazo puede limpiar el agua contaminada …......... 62 Energía eléctrica del vinaza...........................................68 Azúcar utilizado para templar la pared...........................69 Epílogo ......................................................................... 83 Agradecimientos ........................................................... 84 Sobre el Autor................................................................ 85 Bibliografía.................................................................... 86
PREFACIO – 4
PREFACIO Durante muchos años, la caña de azúcar fue vista como la villana del medio ambiente, porque quemaba la caña de azúcar, dañando así el medio ambiente e incluso a los habitantes de los alrededores. Ya que si los cortadores de caña la cortaban sin quemarla, me dolía, por eso todos los molinos quemaban la caña. Con la llegada de las cosechadoras y también con la ley que prohíbe los incendios, esto ha cambiado mucho. En épocas de sequía, entonces, hay algunas quemas, ya que es difícil inspeccionar todos los campos de caña de azúcar en Brasil. Lea este libro y descubra que la caña de azúcar puede tener muchos usos que la mayoría de las veces no se utilizan. No se trata solo de producir caña de azúcar, etanol, bioplásticos y bioelectricidad, los productos que utilizan la caña de azúcar como materia prima se amplían día a día. La novedad en el mercado es la producción de pulpa celulósica para papel.
PRODUCTOS SOSTENIBLES
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Antes de la ley que prohibía la quema de caña de azúcar, los incendios liberaban aproximadamente (64,8) millones de toneladas de dióxido de carbono a la atmósfera cada año, lo que contribuye a la disminución de la calidad del aire y al aumento del efecto invernadero. En Brasil, con la prohibición del descascarillado de la caña de azúcar (enero de 2018), se observa la cosecha mecanizada de la caña de azúcar cruda, donde la paja brinda mejor calidad industrial de la caña de azúcar, mayor protección del suelo contra la erosión, mejor retención de la humedad del suelo, mayor actividad microbiana en el el suelo y su enriquecimiento en materia orgánica y el control de malezas, con la suspensión de la operación de quema, tienen un menor impacto ambiental. Pero aun así, muchos todavía maldicen a los dueños de los molinos cuando hay incendios en períodos secos, pero como es en este libro, está comprobado que los incendios perjudican a los dueños del molino, por lo que no tendría sentido quemarlo, ya que hay incendios
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incluso en bastones pequeños que no estarían listos para moler. Entonces, con el fin de la quema legalizada, al final todos ganaron, la población en general y los molinos. La caña de azúcar es conocida por sus características peculiares, siendo una planta delgada con forma cilíndrica, hojas grandes y que puede alcanzar hasta seis metros de altura. Los ingenios que trabajan con caña de azúcar aprovechan todo de la planta, y conocerás más leyendo este libro. Brasil es el mayor productor de caña de azúcar y ocupa el primer lugar en el ranking de producción de azúcar y es el mayor exportador de etanol del mundo. Las posibilidades son enormes para crear productos sostenibles basados en la bioeconomía y la economía circular con caña de azúcar. Varias empresas han estado poniendo de su parte para hacer un mayor uso de la caña de azúcar de esta forma, un ejemplo de ello es Ella Bulley, exploradora de materiales y diseñadora multidisciplinar formada en la
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Escuela de Arte y Diseño Central Saint Martins, con sede en Londres. Ha unido la caña de azúcar con la artesanía tradicional y las técnicas de producción con un enfoque innovador y sorprendente. Con su proyecto de instigación Saccharum, ella transforma la caña de azúcar en un material similar al mármol, en cuencos, jarrones y varios platos, y también creó una hermosa tela corrugada hecha de celulosa de caña de azúcar, lo que alentó al grupo a desarrollar ecoempaques. El proceso de transformación de la materia prima en cajas se realiza de la siguiente manera: primero, el bagazo de caña de azúcar se somete a secado en hornos para luego tamizarlo. Después de eliminar las partículas más pequeñas, se tritura el bagazo. A este material se le añade una resina a base de aceite de ricino. La resina aglomera las partículas y forma una mezcla que, cuando se coloca en moldes, permite la producción de paneles. A partir de los paneles de bagazo de caña se elaboran embalajes para el transporte de alimentos y bebidas.
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El tejido sintético llamado Ingeo, creado por la empresa Nature Works, está elaborado con dextrosa y sacarosa que se encuentran en la caña de azúcar. Usando biotecnología, Ingeo fue desarrollado en asociación com a Cargill y Dow Chemical. Las materias primas se elaboran fermentando el azúcar extraído de la caña de azúcar y luego se convierte en fibra para crear tejido. Cuando una prenda hecha 100% de Ingeo termina en un vertedero, la prenda se descompondrá en 60 a 90 días. También está la empresa "Nature Works" que lanzó el filamento Ingeo 3D850 PLA para impresión 3D, que ofrece una resistencia al calor y al impacto que rivaliza con el ABS. El PLA (ácido poliláctico) es un polímero biodegradable elaborado a partir de la caña de azúcar, que ha ganado popularidad en la industria de la impresión 3D por ser biodegradable. La fibra de caña de azúcar no se usa mucho en los textiles, pero en el mundo de la mezclilla es imposible ignorar lo que la empresa japonesa Toyo Industries ha estado haciendo durante años con su marca Sugar Cane & Co. La marca de jeans premium produce sus
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colecciones de pantalones, chaquetas, camisas y otros productos con 50% de fibras de caña de azúcar y 50% de fibras de algodón. A dos fibras se unen para tejer el denim en un telar manual que tenía su diseño inspirado en los viejos telares Artesanía japonesa de 50 a 100 años. También es posible combinar residuos de caña de azúcar, como bagazo y paja, con derivados de conchas de camarón y langosta para fabricar materiales de alto valor agregado. Incorporación de fármacos y enzimas para aplicaciones médicas como apósitos para heridas y úlceras por presión. Trabajo en un molino y cuando tenía pequeños rasguños por mi descuido, coloqué el bagazo encima de la herida, y hubo una mejora. De la planta, probando así que incluso es posible limpiar la suciedad de la grasa, que normalmente solo se elimina con el uso de otros productos. La idea de utilizar la misma celulosa para obtener fibras textiles para aplicaciones en el campo médico, las cuales tenían
propiedades
cicatrizantes
y
bactericidas.
PRODUCTOS SOSTENIBLES - 11
Otra forma de utilizar productos elaborados con caña de azúcar es la que descubrió el fabricante italiano de maniquíes. Bonaveri, quien lanzó el primer maniquí biodegradable del mundo llamado BNATURAL hecho de Bplast, un biopolímero de PLA que contiene 72% de caña de azúcar, y BPaint, una gama de colores producida 100% a partir de aceites y resinas naturales de origen vegetal, solventes de cáscara de naranja, desecante y nafta. sales de cobalto libres. Bonaveri se asoció con Politecnico di Milano para superar el desafío de crear el primer
maniquí
hecho
de
materiales
naturales
y
biodegradables que fuera consciente del medio ambiente y estéticamente impecable. La encuesta se realiza desde 2012. En Lençóis Paulista, en el interior de São Paulo, la empresa FibraResist fue la primera en el mundo en transformar paja de caña de azúcar en papel. La empresa innovó buscando sustitutos de la pulpa de madera utilizando un material muy brasileño: pulpa celulósica, extraída de la paja de la caña de azúcar.
.PRODUCTOS SOSTENIBLES – 12 Fueron seis años tratando de producir el material. La preocupación por el medio ambiente comienza desde la finca. En las plantaciones, la caña de azúcar no se cosecha por completo. Aproximadamente el 20% permanece en el suelo para la reposición de nutrientes. El resto se destina a un innovador proceso de fabricación, que inicialmente consiste en limpiar y triturar la pajita. A continuación, se agrega un biodispersante para separar la lignina (pegamento natural de la pajita). Tras una última hidratación,
el
material
se
transforma
en
pulpa
celulósica. Este ciclo fue desarrollado íntegramente por la empresa y basado en un sistema que evita el desperdicio de agua, la producción de residuos y la contaminación del aire. El polietileno verde I'm greenTM es el resultado de la combinación de innovación, tecnología y sostenibilidad. Luego de unos años dedicados a la investigación y el desarrollo, la planta de etileno verde de Braskem, inaugurada en septiembre de 2010, marcó el inicio de la producción de polietileno verde a escala industrial y
PRODUCTOS SOSTENIBLES - 13
comercial, convirtiéndola en líder mundial en el mercado de biopolímeros. La empresa Tetra Pak, líder mundial en envases de cartón para alimentos, ha firmado un acuerdo con Braskem para el suministro de polietileno de bajo costo. densidad (LDPE) I'm greenTM hecho de caña de azúcar, para componer las capas protectoras de su empaque, así como la tapa. Desde 2014, Tetra Park utiliza plástico verde como componente de sus capas de embalaje producidas en Brasil. El cambio al polietileno verde significa que el 100% de los envases de Tetra Pak producidos en Brasil, alrededor de 13 mil millones, están compuestos por alrededor del 82% de materiales de fuentes renovables. Coca-Cola también hizo su parte, lanzó una botella pionera hecha 100% de plástico de caña de azúcar. En otras palabras, el plástico derivado del petróleo quedó atrás. El empaque del "PlantBottle" según la empresa, se parece a los tradicionales. El sistema de reciclaje también es el mismo, pero el plástico hecho de caña de azúcar y no de aceite tiene una "huella ambiental" mucho
PRODUCTOS SOSTENIBLES – 14
menor. El objetivo de la empresa es producir y utilizar PlantBottles de forma exclusiva para 2020. El polietileno PlantBottle elaborado a partir de etanol de caña de azúcar fue desarrollado por Braskem y ahora se recicla en nuevos materiales para automóviles Ford Fusion Energi. El fabricante de automóviles Ford está aprovechando la tecnología de las botellas de Coca-Cola para usar dentro de sus vehículos. Las fibras de plástico de las botellas PlasticBottle se transformaron en respaldos de asientos, asientos, reposacabezas y detalles de paneles.
PLÁSTICO BIODEGRADABLE
.PLÁSTICO BIODEGRADABLE - 16 Hoy en día, con la falta de conciencia de la población, varios ríos están llenos de basura, que acaba contaminando los ríos y perjudicando así la pesca, ya que la basura acaba matando peces en los ríos, por lo que hay que pensar en una solución para evitar tanto como sea posible. que la basura queda en los ríos. Algunas personas incluso limpian los ríos, pero aun así, necesitamos una solución más rápida, ya que el plástico hecho de “petróleo” tarda más de 200 años en descomponerse. La empresa PHB Industrial aporta una solución a este problema, produce Biocycle, un plástico biodegradable elaborado con azúcar, a escala piloto. A pesar de dominar la tecnología para fabricar varios productos con el polímero y hacer que su costo sea competitivo en comparación con el plástico convencional, la empresa aún no ha logrado aumentar su producción a escala industrial. La forma más corta de llevar Biocycle al mercado sería una asociación con la industria petroquímica, pero no estaban interesados en la asociación.
PLÁSTICO BIODEGRADABLE - 17
Cuando hablamos de medio ambiente tenemos que dejar de lado la competencia, no es solo una cuestión de dinero, es una cuestión de salud, algo que ni el dinero puede comprar. Los emprendedores del sector petroquímico deben entender que debemos hacer algo para mejorar nuestra calidad de vida, y para eso, tenemos que invertir más en plásticos hechos de caña de azúcar u otras materias primas que se descomponen rápidamente. A través de una alianza con el Instituto de Investigaciones Tecnológicas (IPT) y el Instituto de Ciencias Biomédicas (ICB) de la Universidad de São Paulo (USP), Copersucar logró producir polihidroxibutirato (PHB), un polímero de la familia de polihidroxialcanoatos (PHA)) con características físicas y mecánicas similares a las de las resinas sintéticas como el polipropileno utilizando únicamente azúcar fermentado por bacterias naturales del género alcalino. En 1994, se instaló una planta piloto en Usina da Pedra, en Ribeirão Preto, SP. En 2000 se crea PHB Industrial y la tecnología pertenecía a la Grupo Pedra
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Agroindustrial, de Serrana, y Grupo Balbo, de Sertãozinho / SP. Con el apoyo de la FAPESP a través del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE) de la FAPESP y con la ayuda de investigadores de la Universidad Federal de São Carlos (UFScar), la empresa desarrolló la tecnología para la producción de pellets, pequeños pellets cilíndricos elaborados con un mezcla de PHB y fibras naturales, materia prima utilizada por la industria manufacturera para producir utensilios de plástico. La técnica de mezclar PHB con fibras vegetales no aportó ninguna ventaja en la reducción de costes. Mientras que un kilo de polipropileno cuesta alrededor de US $ 2, un kilo de PHB cuesta alrededor de US $ 5, lo que dificulta la venta del producto. El PHB es un material duro que se puede utilizar en la fabricación de piezas inyectadas y termoformadas, como tapones de botellas, bolígrafos, juguetes y tarros de comida o cosmética. También se puede aplicar en la extrusión de láminas y fibras para servir a la industria
PLÁSTICO BIODEGRADABLE - 19
automotriz. Todavía se utiliza para la producción espumas que sustituyen al poliestireno, que en este caso es poco reciclado, ya que el poliestireno es ligero y acaba siendo poco buscado por los recolectores de materiales reciclables y ni siquiera los propietarios de desguaces están interesados en comprarlos, demostrando aún más la importancia de invertir en la producción. de materiales elaborados a partir de derivados del azúcar. Mientras que en Brasil el mercado de PHB está restringido a nichos interesados en fabricar productos con atractivo ecológico a un precio superior, en Europa la búsqueda de productos biodegradables es grande. En Europa, la agricultura hidropónica es fuerte y la legislación medioambiental es estricta. En los invernaderos se utiliza mucho material biodegradable. Con PHB, es posible fabricar abrazaderas para plantas o tubos para reforestación y luego enviar los residuos plásticos a estaciones de compostaje, donde es rápidamente absorbido por la naturaleza. Mientras que los plásticos tradicionales tardan más de
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cien años en degradarse, los productos fabricados con PHB se descomponen en aproximadamente 12 meses y liberan solo agua y dióxido de carbono. Además de la agricultura, el material se puede utilizar en la fabricación de envases para alimentos, cosméticos y otros productos aceitosos que son difíciles de reciclar.
ASFALTO
ASFALTO - 22
Desarrollada en la década de 1960 en Alemania y actualmente utilizada como revestimiento para carreteras y aeropuertos europeos y estadounidenses, la mezcla asfáltica SMA (Stone Matrix Asphalt) ha ganado una nueva versión en Brasil. Para substituir as fibras de celulose, que normalmente compõem a mistura, pesquisadores da Universidade Federal Fluminense (UFF) e do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense (IFF), no Rio de Janeiro, criaram um asfalto que utiliza o bagaço de cana -de azúcar. La función del componente en la "receta" es evitar que el cemento asfáltico se agote durante el proceso de mezcla y aplicación. Por su mayor durabilidad y resistencia, el asfalto SMA se recomienda para carreteras con mucho tráfico. En el país, la primera aplicación se llevó a cabo en las pistas del hipódromo de Interlagos. El costo del asfalto tipo SMA es aproximadamente un 30% más alto al común. Sin embargo, la rentabilidad es mayor. Las principales ventajas son la mayor adherencia del neumático al pavimento y la reducción de las salpicaduras de agua cuando llueve.
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Cuando hacemos una inversión en algo siempre tenemos que pensar en el costo-beneficio, puede ser que una inversión mayor dure más que una inversión menor, y al final gastemos menos, pero en muchos casos, debido a un político para conseguir fondos para hacer mantenimiento en una carretera, quiere que el asfalto le dure poco tiempo, porque así se hará más mantenimiento en el sitio, teniendo más oportunidad de pujar para contratar empresas, y así desviar dinero de obras. La primera carretera en recibir la nueva tecnología fue la BR-356, que conecta las ciudades de Campos y São João da Barra, en la costa norte del estado de Río de Janeiro. La sección experimental tiene unos 200 metros de largo. Además del uso de bagazo de caña de azúcar, el tramo contó con otro recurso para reducir el impacto ambiental: el reciclaje de neumáticos. El caucho se reutilizó en el aglutinante de asfalto. Aunque el proceso de revestir una carretera con bagazo es más caro, tenemos que buscar la forma de abaratar este nuevo método, uno de los formas, sería abaratando
ASFALTO - 24
el flete del material, comprando bagazo de caña de azúcar directamente de los ingenios, si se trata de obras cercanas a los ingenios, la empresa responsable del trabajo compraría directamente del ingenio, abaratando así el “flete”. .
FUENTE DE ENERGIA
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Tenemos que invertir más en esta categoría de energía, porque siempre existe esa historia de oferta de mercado, cuanto más hay un producto en stock, más barato es, y cuanto menos hay, más caro es. Con más alternativas de suministro eléctrico disponibles en el mercado, el precio para el consumidor se abarata, por lo que tenemos que apoyar estas alternativas, en las que todas las plantas abastecen de energía a la ciudad, para que sea más barato para todos. Cuando se trata de sostenibilidad, los temas más debatidos son el uso de combustibles y fuentes de energía renovables. La energía renovable es aquella que proviene de recursos naturales que se reponen naturalmente con el tiempo. También conocida como energía verde y energía limpia, proviene de fuentes que no existen. posibilidad de agotamiento temporal. Brasil ha ganado prominencia a nivel mundial debido al uso de energía renovable, especialmente cuando se trata de la producción de etanol para uso automotriz y electricidad generada a partir de desechos de la
FUENTE DE ENERGÍA - 27
caña de azúcar. El país que tiene gran parte de la electricidad de fuentes hidroeléctricas y térmicas, ya tiene el uso de biomasa como la tercera categoría de fuente de energía utilizada. En los procesos de producción de subproductos de la caña de azúcar, una tonelada de esta materia prima molida genera alrededor de 250 kg de bagazo de caña de azúcar, sin considerar otros subproductos como paja y puntas. La quema de esta biomasa para producir electricidad forma parte de una energía limpia o verde, siendo totalmente renovable y no produciendo grandes impactos ambientales como la quema de combustibles fósiles. El Estado de São Paulo ha sido bastante destacado en la producción de energía a través de la biomasa, en particular mediante el uso de bagazo de caña de azúcar. El estado ya representa casi la mitad de la producción de azúcar y etanol del país. Brasil carece de muchas energías alternativas para complementar el sistema hidroeléctrico, principalmente
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por su total dependencia del nivel de presas y lluvias. Dado que la producción de caña de azúcar alcanza su punto máximo precisamente en los meses secos (abril a septiembre), su uso para la generación de energía, año tras año, ha ganado protagonismo. A principios de este año llovió mucho menos en el estado de São Paulo que el año pasado, y según los meteorólogos el próximo año será peor, porque las quemas en la selva amazónica han crecido año tras año, lo que perjudica el clima. en el estado de São Paulo. Aun con el hecho de que la quema de biomasa produce gases
contaminantes,
la
necesidad
de
plantar
constantemente la materia prima, en este caso la caña de azúcar, hace que su producción de energía sea completamente renovable y limpia. La generación de energía mediante la quema de bagazo tiene varias ventajas, principalmente en relación al uso de fuentes termoeléctricas, como la quema de carbón mineral o petróleo. Alta competitividad por costo, ya que la caña de azúcar ya está plantada para la producción de etanol.
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El uso del bagazo para la producción de energía es altamente viable, lo que hace que la energía sea barata y competitiva en el mercado. Compensa la falta de lluvia, ya que gran parte de la electricidad generada en el país proviene de centrales hidroeléctricas, las cuales dependen de la lluvia para garantizar el nivel de los embalses, la quema de bagazo de caña de azúcar es una excelente manera de abastecer la menor producción eléctrica en períodos. de seco. Reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero: al ser completamente renovable, la caña de azúcar reduce la contaminación y el agravamiento del efecto invernadero. La producción de esta categoría de energía es un gran incentivo para la economía, ya que permite la generación de puestos de trabajo desde la agricultura a trabajadores calificados en las plantas. Además de la ventaja ambiental en comparación con las termoeléctricas, el bagazo de caña de azúcar también tiene mayor disponibilidad y mejor acceso.
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El uso de bagazo de caña de azúcar tiene el gran atractivo de permitir también la producción de etanol, además de permitir la generación de nuevos puestos de trabajo y estimular la economía del país. Las nuevas tecnologías agrícolas han aumentado considerablemente la productividad del sector, haciendo aún más viable el uso de la caña de azúcar para la producción de energía.
EL AZÚCAR ES MALO PARA LA SALUD
EL AZÚCAR ES MALO PARA LA SALUD - 32
El consumo excesivo de azúcar está relacionado con un mayor riesgo de tener problemas como diabetes, obesidad, colesterol alto, gastritis y estreñimiento. El consumo frecuente de azúcar aumenta las oportunidades de problemas como: caries, obesidad, diabetes, colesterol alto, grasa hepática, cáncer, gastritis, presión arterial alta, gota, estreñimiento, deterioro de la memoria, miopía, trombosis y acné. Además, el azúcar aporta solo calorías vacías para el organismo, ya que no contiene vitaminas ni minerales, nutrientes esenciales para el buen funcionamiento del organismo. El azúcar adicta al cerebro porque estimula la producción de una hormona llamada dopamina, responsable de la sensación de placer y bienestar, haciendo que el organismo se vuelva adicto a esta categoría de alimentos. Además de la adicción, el exceso de azúcar también deteriora la memoria y dificulta el aprendizaje, lo que conduce a un rendimiento reducido en los estudios y el trabajo.
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La recomendación de consumo de azúcar por día es de 25 g, lo que equivale a una cucharada entera, pero la Lo ideal es evitar en lo posible la ingestión de este alimento, ya que el organismo no lo necesita para funcionar bien. Además, conviene preferir el consumo de panela o miel, ya que contienen más vitaminas y minerales que el producto refinado, menos nocivo para la salud. ¿Cuánto azúcar malo nos hace, verdad? ¡Pero cálmate! Aquí, en este libro, mostraremos en los próximos capítulos, otras cosas que podemos usar el azúcar, y así demostrar que es muy útil y no solo un producto “tentador” sino también un villano que daña nuestra salud.
GERACIÓN DE ENERGIA A PARTIR DEL AZÚCAR
GENERACIÓN DE ENERGÍA A PARTIR DEL AZÚCAR - 35
Fueron necesarios cinco años de estudio hasta obtener un resultado sin precedentes. Primero, los científicos ponen levadura biológica, que usamos para hacer pan, en azúcar refinada. Con la fermentación, el azúcar se convierte en alcohol. Luego, los investigadores agregan un pequeño cable negro, un electrodo con una proteína llamada ADH o alcohol deshidrogenasa. Es una enzima que se encuentra en el cuerpo humano y en alimentos como los tomates. La proteína es capaz de extraer electrones, partículas cargadas, del etanol, generando así electricidad. Este proceso es muy rápido. En unos diez minutos tenemos corriente eléctrica. La experiencia brasileña revela un misterio. Durante más de 50 años, investigadores de todo el mundo intentaron averiguar cómo actuaba la proteína cuando entraba en contacto con el alcohol. Por primera vez, los científicos de la USP São Carlos pudieron comprobar cómo es esta reacción química, que transforma el azúcar en energía eléctrica. La investigación está en la portada de una de las
.GENERACIÓN DE ENERGÍA A PARTIR DEL AZÚCAR - 36 revistas científicas más respetadas en el campo de la química en el mundo. La acción de la enzima para producir energía no es el único descubrimiento.
EVITE GRIETAS EN EL HORMIGÓN
EVITE GRIETAS EN EL HORMIGÓN – 38
Probablemente mucha gente haya oído hablar de la mezcla de azúcar con asfalto, pero muchos no conocían la mezcla con cemento y arena, sepan que también se puede mezclar azúcar en hormigón. En algunas regiones de Brasil, existe evidencia del uso de azúcar como retardador de fraguado del cemento, principalmente utilizado en desbastes. Muchas categorías de azúcar y contaminantes en el agua de mezcla pueden retrasar el tiempo de fraguado, ya que contienen lignosulfonatos en su composición química. La contaminación de los agregados por ciertas categorías de azúcares puede retrasar abruptamente el comienzo del fraguado del cemento en comparación con una muestra de referencia sin adición. Los resultados indican que el azúcar altera el tiempo de fraguado del cemento, y esto ayuda mucho en la resistencia de la masa, evitando así el agrietamiento. Cualquiera en la industria de la caña de azúcar cree que la noticia es alentadora, ya que es otro mercado prometedor para el commodity, ya que cuanto mayor es
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el consumo de un producto, más caro se vuelve. Si la población
comienza
para
usar
azúcar
en
las
construcciones, el producto probablemente escaseará, encareciéndolo en el mercado, esto ayudaría a los ingenios, pero perjudicaría a los consumidores. Para solucionar este problema, ayudando así a los ingenios y clientes, sería mejor sembrar más caña de azúcar, para que el aumento de la producción no afecte el aumento de las ventas, buscar nuevos métodos que ya existen y plantar más caña en el mismo metro cuadrado o cosechar cañas en un período más corto manteniendo la calidad. Con más caña para moler, sería necesario construir más molinos, aumentar la trituración por día o reducir los días entre cosechas. La construcción civil utiliza azúcar refinada para reparar problemas como microgrietas y grietas en el hormigón expuesto a altas temperaturas. Mezclado en pequeñas proporciones con hormigón, la sustancia es como una brea, compacta y sellante. Según los profesionales de la industria, la masa es ideal para
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recubrir o colocar ladrillos en hornos, ya que no grietas con la temperatura. En promedio, la recomendación de uso es alrededor de dos tazas de té por cada kilo de cemento, pero para no perturbar el avance de la obra, sería más fácil agregar el azúcar y también la arena, en la obra, para hacer es más fácil. Cada taza de té equivale a 100 gramos de azúcar, que en este caso necesitaría 200 gramos por cada kilo utilizado, utilizando media bolsa de cemento, lo que significa 25 kilos, se necesitaría agregar 2.5 de azúcar, que en este caso es una bolsa de 5 kilos de azúcar, y si es una bolsa entera costaría 10 kilos. Aún existe otro derivado de la caña de azúcar que despierta interés en diversos sectores de la construcción civil. Es la ceniza del bagazo de la caña de azúcar, que se
ha
presentado
como
un
buen
sustituto
de
agregadores naturales, como arena, cemento y grava. Esta ceniza es el producto final de la quema de bagazo en calderas. ¡Que a menudo se utilizan mucho como fertilizantes!
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Los estudios evaluaron que para un contenido de reemplazo de 30% a 50% hubo un aumento de hasta 15% em fuerza compresiva. Esto demuestra que el hormigón con ceniza de caña de azúcar es más resistente que el hormigón con arena. Excelente dato para la realidad brasileña, que produce 3,8 millones de toneladas de ceniza. Algunas personas reemplazan parte de la arena con ceniza, otras reemplazan parte del cemento. Si quieres reemplazarlo con cemento te es más fácil agregar la ceniza y más arena que quitar el cemento, en este caso puedes hacerlo de la siguiente manera, si la línea que usas es 1: 2: 3 (1 parte de cemento, 2 partes de arena y 3 partes de grava), puedes mantener este mismo rastro, en cuyo caso harías media masa, poner 10 kilos de ceniza, media bolsa de cemento y en lugar de 1 carriola de arena y agregar ¼ de arena en la carriola, y luego pondría 2 carriolas de grava.
BAGAZO UTILIZADO EM FIBROCIMENTO
BAGAZO UTILIZADO EM FIBROCIMENTO - 43
A través de un sistema creado por el investigador brasileño Ronaldo Soares Teixeira, el bagazo de caña de azúcar residual de las industrias se puede reutilizar para la fabricación de fibrocemento. El producto, llamado fibrocemento, generalmente se compone de agua, pulpa celulósica, fibra sintética como algunas categorías de plástico y cemento. Sin embargo, es posible reemplazar algunos de estos componentes por la fibra del bagazo de caña de azúcar y por la ceniza resultante de la quema de este material. Ronaldo, quien es de la Escuela de Ingeniería de São Carlos (CESE), quiso encontrar una forma de utilizar estos residuos normalmente descartados por la industria y utilizarlos para fabricar productos como tejas, tabiques, tanques de agua, entre otros. Se estima que de cada tonelada de caña procesada, 260 kilos se transforman en bagazo. En el estudio, el investigador utilizó la fibra del bagazo de caña de azúcar como refuerzo en la propia producción de fibrocemento, y el 30% de la masa de cemento fue reemplazada por cenizas. La ceniza tiene
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una alta concentración de sílice, con comportamiento de cemento puzolánico. La ceniza, en contacto con el agua y junto con la cal hidratada, forma un compuesto aglutinante, es decir, se endurece. El producto elaborado con esta materia prima tiene una resistencia similar a la que se produce en las industrias. Para ello, el material se sometió a dos procesos de curado (endurecimiento) y para comprobar su resistencia se realizaron pruebas que simulaban la exposición del material en condiciones de sol y lluvia. El método utilizado para crear el fibrocemento fue la extrusión, sin precedentes en Brasil para este propósito. Cuando la mezcla de componentes de fibrocemento se coloca en la extrusora, el tornillo sin fin hace que la masa fluya bajo presión creciente a través de las cámaras, forzándola a salir en la forma deseada, formando el fibrocemento. La extrusora se usa comúnmente en la industria cerámica. La característica del fibrocemento es la misma que en el capítulo anterior.
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Traza de 1: 2: 3 (1 parte de cemento, 2 partes de arena y 3 partes de grava), colocar 10 kilos de ceniza, la mitad saco de cemento y en lugar de 1 carrete de arena y yo agregaría ¼ de arena al carrete, y luego pondría 2 carretes de grava.
AUTO HIBRIDO
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Entonces, evaluemos si vale la pena tener un automóvil con potencia y otro con economía. Cada vez son más las personas que piensan en un coche híbrido cuando deciden comprar un nuevo modelo. Muchos imaginan que el primer modelo híbrido fue el Toyota Prius, pero la realidad es bastante diferente. Hay algunas versiones de las cuales una fue en realidad la primera, pero todas datan de una época en la que los coches convencionales todavía se estaban volviendo populares. El más antiguo es de 1896, cuando apareció el modelo Armstrong Phaeton. Se hizo después de un pedido de Roger Mechanical Carriage Company al ingeniero eléctrico Harry E. Dey, quien aún tenía que recurrir a una tercera empresa, Armstrong Electric, para crear el primer prototipo. A pesar de parecer un buggy con volante, el Armstrong Phaeton fue una de las mayores innovaciones en la industria automotriz, especialmente para su época. Con motor de gasolina de 2 cilindros y 6,5 litros y otro propulsor eléctrico, el híbrido podría funcionar con solo
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uno de los dos. También tenía una batería que se recargaba mediante una dinamo en los frenos, así como un encendido que usaba la energía acumulada de la batería, eliminando la necesidad de una palanca para arrancar el motor. El detalle más impresionante: restaurado tras sufrir una inundación, ¡sigue funcionando! Por supuesto, el Prius juega un papel importante en la historia de los híbridos, ya que fue el primer modelo producido en masa. Lanzado por Toyota en Japón en 1997, llegó a otros mercados en 2001. Desde entonces, se han lanzado varias generaciones y el Prius sigue siendo el modelo más popular y más vendido entre los híbridos. Un coche híbrido es aquel que funciona con dos fuentes de energía y no solo con una, como los coches convencionales a los que estamos acostumbrados. Es decir, además del motor de combustión, que puede ser gasolina (lo más común), diésel o etanol, el coche también tiene otra hélice, eléctrica. El objetivo principal de esta mezcla es combinar las
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principales características positivas de cada uno. Cuando hablamos de modelos convencionales con motor de combustión, vemos que su función principal es generar el mejor rendimiento posible. Todavía tienen una buena autonomía, lo que significa que pueden correr grandes distancias sin tener que repostar. Por otro lado, a medida que aumenta la energía, también aumenta el consumo y se liberan más contaminantes al aire. Un motor eléctrico, en cambio, no emite ningún contaminante y tiene un coste por kilómetro recorrido mucho menor. Sin embargo, esto también tiene su lado negativo, ya que estos modelos suelen tener poca autonomía, y aún así tardan más en volver a funcionar, ya que la recarga obviamente lleva más tiempo que detenerse para repostar un modelo convencional. Pero solo pensando en el bien que hace para la salud, llegamos a la conclusión de que vale la pena tener uno. El principal punto positivo de un coche híbrido es que
AUTO HIBRIDO - 50
combina la buena autonomía y potencia del motor de combustión, con menos emisiones contaminantes y economía del sistema de propulsión eléctrica. Para trabajar juntos, se perfeccionó el sistema de ambos, obteniendo el mejor resultado posible. Básicamente, estos modelos se pueden dividir en tres tipos: El primero es el Híbrido en serie, en este tipo los motores actúan conectados en secuencia, o en serie, con la salida de uno alimentando la entrada del otro. Suele ser el motor de combustión el que acciona el motor eléctrico, y solo este último actúa sobre las ruedas, dejando al primero solo para generar electricidad. Ejemplos de modelos de este tipo: Chevrolet Volt y Opel Ampera. El segundo es el Híbrido en paralelo, aquí se utilizan los dos propulsores para generar la fuerza necesaria, pero solo uno de ellos actúa, y el otro ayuda a mejorar su rendimiento. Ejemplos de modelos de este tipo: automóviles Honda
AUTO HIBRIDO - 51
como Civic Hybrid e Insight. El tercero es el híbrido mixto, o combinado, es un sistema más común entre los modelos híbridos, esta categoría operativa utiliza los dos motores, por separado o simultáneamente, y ambos pueden actuar sobre las ruedas. Si actúan juntos, uno se encarga de hacer funcionar el coche, mientras que el otro genera la energía eléctrica, todo
quedando
definido
instantáneamente
por
un
ordenador. Ejemplos de modelos de este tipo son los modelos híbridos de Toyota (como el Prius), Lexus (como el CT200h) y el Ford Fusion Hybrid. El cuarto es el Coche Híbrido, con diferencias a la hora de conducir, independientemente del sistema que se utilice, el principal objetivo es siempre la economía. Esto se ve, por ejemplo, en el tamaño del motor de combustión generalmente utilizado, menor que en otros modelos convencionales del mismo tamaño, y también en su ciclo de funcionamiento. El motor eléctrico también tiene características importantes que contribuyen a ello,
AUTO HIBRIDO – 52
como el frenado regenerativo. Cada vez que se aplica el freno, o incluso cuando se suelta el acelerador, el motor eléctrico funciona en modo inverso, enviando energía a las baterías. La aerodinámica del coche y el uso de neumáticos con menor resistencia también hacen que el consumo baje considerablemente. Todo esto no tendrá el efecto deseado si el modo de conducción no es el adecuado. Como la propuesta es economía
de
combustible,
no
hay
aceleraciones
repentinas innecesarias. El modo totalmente eléctrico de estos modelos también funciona hasta una determinada velocidad (alrededor de 40 o 50 km / h). Si es posible mantenerse dentro de él, especialmente en viajes cortos, el ahorro será mayor. Una precaución que todo conductor debe tomar al conducir un modelo híbrido, y que advierten todos los fabricantes de automóviles, es precisamente que en modo eléctrico no hace ningún ruido, lo que demuestra aún más el beneficio que aporta salud, ya que los ruidos son generalmente malos para la salud y el estrés.
AUTO HIBRIDO - 53
Cuando hablamos del escenario del automóvil híbrido en nuestro país, todavía pesa mucho que el gobierno no dé tantos incentivos para su compra. Esto puede cambiar pronto, ya que en enero de este año se anunció la posibilidad de rebajar el tipo impositivo del IPI para los coches híbridos y eléctricos, que pasaría del 25% al 7% (lo mismo que para los modelos 1.0).
ADSORCIÓN DE CADMIO
ADSORCIÓN DE CADMIO - 55
Los metales de las actividades antropogénicas contaminan el medio ambiente, los insumos y las materias primas y, en consecuencia, la cadena alimentaria, llegando así a todos. Debido a la acumulación de estos metales, así como a sus consecuencias nocivas, se están realizando estudios para evaluar los niveles alcanzados por dichas contaminaciones. Como la capacidad de adsorción de metales por aserrín no se agotaba en el primer uso, se estudió la posibilidad de un nuevo contacto, reutilizando la solución restante, manteniendo la proporción. En un segundo paso, se probaron tiempos de 12, 8 y 4 horas. El contenido de cadmio se determinó mediante espectrofotometría de absorción atómica (EAA) en la solución de contacto, después de la separación del aserrín por filtración. De los resultados obtenidos podemos decir que estos residuos se pueden utilizar como adsorbentes de metales pesados en el tratamiento de efluentes. El constante crecimiento demográfico e industrial, sumado a la ocupación desordenada y al uso
ADSORCIÓN DE CADMIO - 56
inadecuado de agua y suelo, siempre resulta en contaminación del medio ambiente, siendo algo de qué preocuparse. Otras formas de contaminación del suelo son los residuos de la fabricación de cemento, la quema de combustibles fósiles y los desechos urbanos y los sedimentos de aguas residuales. En la agricultura, una fuente directa de contaminación por cadmio es el uso de fertilizantes fosfatados. Se sabe que la absorción de cadmio por las plantas es mayor cuanto menor es el pH del suelo. En este aspecto, la lluvia ácida representa un factor determinante en el aumento de la concentración del metal en los productos agrícolas. El cadmio puede interactuar con los grupos cargados negativamente existentes en la pared celular (fosforilos, hidroxilos, carboxilos y sulfhidrilos) y, de esta forma, ser adsorbidos. El metal también puede interactuar químicamente con manoproteínas y así penetrar a través de la capa de glucano, llegando al citosol a través de proteínas de transporte. La caña de azúcar, originaria de la India, se explora
ADSORCIÓN DE CADMIO - 57
actualmente en casi todo el país, que cuenta con 5,4 millones de hectáreas cultivadas, considerada la más grande productor mundial y el país con mayor potencial de expansión en superficie plantada. Estos residuos que permanecen en el suelo y aún no son explorados en Brasil, presentan cantidades que varían con la edad, variedad y lugar de siembra, que pueden oscilar entre 6 t.ha-1 y 22,8 t.ha-1 de paja. La cantidad de residuos puede llegar a 1/5 del peso total de la caña y, por tanto, causar problemas para las operaciones de poscosecha. Se estima que, además de la cantidad de bagazo procesado y utilizado para alimentar calderas, existe un excedente de bagazo de caña de azúcar correspondiente al 8% en las destilerías adyacentes y al 12% en las autonómicas, que podrían tener otros destinos (que tienen ya se han citado varios aquí en este libro), incluido el uso para mejorar la calidad del medio ambiente. A partir de los resultados obtenidos con el experimento que utilizó la concentración de 25 mg Cd.L-1 de aserrín, se observaron diferencias significativas (P<0,05) entre
ADSORCIÓN DE CADMIO - 58
las cuatro veces utilizadas. Los tiempos de 8, 12 y 16 horas mostraron diferencias significativos (P <0.05) y se consideraron eficientes en cuanto al proceso de adsorción del metal presente en la solución inicial. En los dos tratamientos de reutilización posteriores, la baja concentración adsorbida probablemente se debió a la baja concentración del metal presente en las respectivas soluciones restantes, ya que la probabilidad de contacto entre el metal y el aserrín fue menor. Para los dos residuos utilizados (aserrín y bagazo de caña de azúcar) el tiempo de 4 horas resultó insuficiente para favorecer la adsorción. De los resultados obtenidos en los tiempos de contacto de 8, 12 y 16 horas, se puede decir que el aserrín y el bagazo de caña de azúcar son residuos agroindustriales que pueden ser utilizados como materiales absorbentes de metales pesados en el tratamiento de efluentes, mostrando así usos. en conservación de suelos.
CENIZAS PARA EL ENCALADO DEL SUELO
CENIZAS PARA EL ENCALADO DEL SUELO - 60
El proceso de quema de biomasa genera cenizas, que son materiales minerales que no forman parte de la quema y no son útiles para las empresas del sector forestal. El objetivo de este estudio fue caracterizar la ceniza producida por una caldera de biomasa en un período de un año y, al mismo tiempo, evaluar el uso de este material como insumo para la producción de plántulas de eucalipto en el campo y plántulas de trigo en el laboratorio. El trabajo se dividió en tres capítulos donde el primero caracteriza las cenizas de una caldera durante un período de un año, considerando los diferentes materiales que se insertan. Se concluyó que la ceniza
tiene
características
homogéneas
independientemente de su origen u origen. Los resultados mostraron que la adición de ceniza en dosis más bajas permitió un mejor desarrollo del trigo y la presencia de biocarbón afectó la germinación y la productividad. El crecimiento de eucalipto se evaluó reemplazando el encalado convencional agregando ceniza de caldera al suelo. Se pudo verificar el uso de cenizas de caldera de biomasa en el proceso de
CENIZAS PARA EL ENCALADO DEL SUELO - 61
encalado del suelo para el desarrollo del eucalipto. Así, los resultados del trabajo mostraron la viabilidad de utilizar residuos de calderas de biomasa en empresas del sector forestal, lo que posibilitó la aplicación del concepto de usos múltiples de los bosques plantados. Sin embargo, por otro lado, mencioné anteriormente que
la
ceniza
se
puede
usar
para
reemplazar
parcialmente el cemento que se usa en la construcción civil, si la ceniza se usa en este sector, habrá una falta de ceniza para ser utilizada en el tratamiento de suelos, provocando agricultores a comprar fertilizantes y así gastar mucho más, por lo que existe una dificultad en insertar las cenizas como algo correcto para ser utilizado en la construcción civil.
EL BAGAZO PUEDE LIMPIAR EL AGUA CONTAMINADA
EL BAGAZO PUEDE LIMPIAR EL AGUA CONTAMINADA - 63
Investigadores brasileños descubrieron un nuevo método para limpiar el agua contaminada, quienes descubrieron que el bagazo de caña de azúcar, uno de los principales residuos de la agroindustria nacional, puede “limpiar” el agua contaminada con cobre o cromo. La investigación realizada por científicos de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), en colaboración con la Unifesp (Universidad Federal de São Paulo) y con el apoyo de la FAPESP y el Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq), fue publicada en dos artículos en la revista especializada Environmental Science and Pollution Research. Según los expertos, un composite, un material híbrido que tiene características diferentes a sus precursores, producido a partir de bagazo y nanopartículas magnéticas, logró eliminar el cobre y el cromo en un medio acuoso. El compuesto tiene propiedades adsorbentes y magnéticas, eficaces para eliminar diferentes especies químicas contaminantes presentes en el medio acuoso. Después de la eliminación del contaminante por el
.EL BAGAZO PUEDE LIMPIAR EL AGUA CONTAMINADA - 64 compuesto mediante proceso de adsorción (por el cual las especies químicas son retenido en las superficies sólidas del adsorbente), el material se retira del medio acuoso mediante la acción de un imán, dejando el agua limpia. Su naturaleza híbrida, que combina las propiedades de la matriz biológica con las propiedades magnéticas de las nanopartículas de magnetita, permite que los materiales propuestos en el trabajo sean versátiles. En otras palabras, el material también se puede aplicar para la remoción de moléculas orgánicas, lo que refuerza su potencial para el tratamiento de aguas y efluentes. Los primeros autores de la investigación fueron los estudiantes Juliana Tosta Theodoro Carvalho y Thais Eduarda Abílio, bajo la supervisión de la investigadora Elma Neide Vasconcelos Martins Carrilho, del Laboratorio de Materiales Poliméricos y Biosorbentes (Lab-MPB), de la Universidad Federal de São Carlos ( UFSCar).), En el Campus Araras, en colaboración con Georgia Labuto, del Laboratorio de Ciencias Integradas (LabInSciences) del Departamento de Química de la
EL BAGAZO PUEDE LIMPIAR EL AGUA CONTAMINADA - 65
Universidad Federal de São Paulo (Unifesp), em Diadema. La línea de investigación cuenta con el apoyo de la FAPESP y del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq). El estudio forma parte de una serie de otros trabajos que su grupo viene desarrollando en el Lab-MPB (UFSCar), utilizando biomasa como biosorbentes, una alternativa viable y eficiente para la descontaminación de ambientes acuáticos. Con estos materiales, la propuesta es crear columnas de adsorción de lecho fijo que contengan los compuestos adsorbentes producidos con residuos de biomasa que serían descartados, considerados residuos, para actuar como filtros biosorbentes. Es bueno que la producción científica basada en el uso de esta categoría de tecnología siga creciendo en Brasil e impulse la bioeconomía en el país. El cobre es un metal maleable y buen conductor de la electricidad, por lo que es muy utilizado en la industria, la construcción civil y las actividades agrícolas. Es muy utilizado para controlar la proliferación de cianobacterias
EL BAGAZO PUEDE LIMPIAR EL AGUA CONTAMINADA - 66
en depósitos de agua para consumo humano. En pequeñas cantidades, es un elemento esencial para los organismos vivos, pero en altas concentraciones en el agua puede causar náuseas, vómitos y diarreas, según análisis de la Empresa Ambiental del Estado de São Paulo (Cetesb). Entonces, este descubrimiento puede ayudar a todos, no solo a los humanos, sino también a los animales en agua contaminada. La técnica también se puede adaptar para eliminar tintes sintéticos, medicamentos, hormonas y pesticidas del agua. Carrilho recuerda que los nanocompuestos magnéticos estudiados por el grupo también tienen el potencial de ayudar a eliminar los aceites (como el crudo) de la superficie del agua en caso de derrames. En pruebas de laboratorio, los científicos ya han logrado obtener otros compuestos hechos a partir de residuos de biomasa y magnetita que eliminan el petróleo crudo y otras categorías de petróleo derramado en el agua, con un 80% de eficiencia. Desafortunadamente, en Brasil, varias ciudades aún
EL BAGAZO PUEDE LIMPIAR EL AGUA CONTAMINADA - 67
arrojan aguas residuales a los ríos, lo que demuestra la importancia de esto descubrimiento para limpiar las aguas, pero en la ciudad donde vivo, ya no juego, el nombre de E.T.E (Estación de Tratamiento de Alcantarillado) es el nombre de mi abuelo, un homenaje a él por ayudar a limpiar la ciudad durante años, se llamaba Pedro Leme Machado. Como se mencionó en capítulos anteriores, el bagazo se puede utilizar en varias funciones, por lo que es el propietario del molino el que debe vender el bagazo a donde pague más.
ENERGIA ELÉCTRICA DEL VINAZA
ENERGÍA ELÉCTRICA DEL VINHAZA - 69
Este es un tema que aparece con frecuencia cuando se habla de los criterios de diseño para la implementación de nuevas unidades industriales, especialmente cuando el cliente quiere maximizar la venta de energía eléctrica. La vinaza de la producción de etanol de caña de azúcar es
un
efluente
contaminación.
líquido Este
con
gran
potencial
se
potencial
de
caracteriza
básicamente por su carga orgánica, evaluada por su demanda química de oxígeno (DQO), y por su contenido de potasio. El potasio es un elemento que prácticamente no participa en las reacciones físico-químicas durante el procesamiento de la caña de azúcar. De esta manera, todo el potasio que se encuentra en la caña de azúcar termina en la vinaza, ya sea etanol producido a partir de jugo, miel o una combinación de ambos. Lo que puede variar es su concentración, dependiendo de la cantidad de vinaza producida por litro de etanol, pero todo estará ahí. Cuando se aplica vinaza a los cultivos, su contenido de potasio es determinante para calcular las dosis máximas de aplicación por hectárea y año. COD no es relevante, siempre y cuando no haya infiltración al nivel
.ENERGÍA ELÉCTRICA DEL VINHAZA – 70 freático, ya que la materia orgánica dispuesta en el suelo será aprovechada por la soca de caña de azúcar. Cuando la vinaza se somete a un tratamiento de digestión anaeróbica, puede haber una eliminación de DQO del orden del 80% al 90% como máximo. Nuevamente, el potasio no participa en las reacciones, y el potasio que entra es el potasio que sale del reactor. Como el contenido de potasio no cambia y la DQO de salida sigue siendo alta para la eliminación del efluente en la naturaleza, este tratamiento no puede viabilizarse como sistema de control de la contaminación. Por lo tanto, el tratamiento solo es viable, especialmente en Brasil, si la energía producida paga los costos de inversión y operación. La fuente de energía es principalmente gas metano, contenido
en
biogás
procedente
de
la
digestión
anaeróbica de la vinaza. La digestión anaeróbica es proporcionada
por
bacterias
que
se
seleccionan
adecuadamente y se adaptan al efluente y al entorno del reactor. La mayor parte de la DQO se convierte y el lodo resultante de la reacción (aproximadamente del 1,5% al
ENERGÍA ELÉCTRICA DEL VINHAZA - 71
2,5% del efluente en la entrada) debería serlo retirados del reactor y eliminados adecuadamente como otros desechos. También se puede vender a un precio de alrededor de R $ 60,00 / t, ya que hoy el mercado de lodos activados es comprador. Básicamente, hay dos categorías de bacterias que se utilizan en los reactores. Las bacterias mesófilas operan en un rango de temperatura de 35 a 37 C, y las bacterias termófilas en un rango de 55 a 57 C. Un buen control de temperatura es crucial para una buena eficiencia del proceso. Además de la temperatura, el control del pH también es importante. Al inicio del proceso, como el pH de la vinaza es muy bajo y las bacterias actúan en un medio básicamente neutro, es necesario utilizar soda u otro alcalinizante para neutralizar el medio. Como los reactores
siempre
funcionan
con
altas
tasas
de
recirculación, a medida que avanza el proceso, el consumo de alcalinizador disminuye rápidamente. Para definir el proceso, el diseñador debe afrontar dos tareas fundamentales. Es necesario intentar caracterizar adecuadamente el efluente en cuestión y tratar de
ENERGÍA ELÉCTRICA DEL VINHAZA – 72
determinar, con pruebas piloto, la tasa de la eliminación de DQO esperada y las características del biogás producido. La correcta caracterización del efluente es fundamental para cualquier proyecto. Fabricantes como Dedini, por ejemplo, que ya ha suministrado numerosos reactores para la industria cervecera, tienen una gran base de datos sobre vinaza. Sin embargo, para los ingenios azucareros que utilizan azufre en el proceso, conocer el contenido de sulfuro de hidrógeno (H ₂S) en el biogás resultante también es fundamental para determinar la necesidad de tratamiento antes de su uso. El alto contenido de H₂S en el biogás puede requerir, por ejemplo, motores de combustión interna con materiales especiales, que son mucho más costosos, o pueden causar una corrosión indeseable en los intercambiadores de calor de las calderas. En Brasil, la vinaza tiene DQO en el rango de 20 a 25 kg / m³ (de fermentación con jugo) y de 30 a 35 kg / m³ (fermentación de jugo y miel). Como dicen en la industria, la DQO en el efluente significa producto
ENERGÍA ELÉCTRICA DEL VINHAZA - 73
perdido. En este caso, la DQO más alta en la vinaza de miel significa que algunos de los azúcares reductores lo son convertidos en azúcares no fermentables durante el procesamiento para la producción de azúcar, que son pérdidas industriales. Hay varias categorías de reactores para la digestión anaeróbica. En todos los casos, el desafío de la ingeniería es siempre intentar homogeneizar el medio en la mayor medida posible, para permitir que las bacterias entren en contacto con la materia orgánica, su fuente de supervivencia. Se pueden utilizar lagunas anaeróbicas, con una profundidad en el rango de 4 a 6 m, que deben estar revestidas con geomembrana a base de PAD y también cubiertas por el mismo material, para la recolección de biogás. Son reactores que requieren grandes volúmenes, ya que la tasa de aplicación (TA) varía de 2 a 3 kg DQO / m³
/
día.
Los
grandes
volúmenes
dificultan
la
homogeneización del medio y pueden crear rutas preferenciales, lo que reduce la tasa de conversión de DQO. Como las membranas no pueden soportar
ENERGÍA ELÉCTRICA DEL VINHAZA – 74
presiones internas sin fugas, necesitan sistemas de escape para eliminar el biogás. Utilizan bacterias mesófilas, que operan a una temperatura de 36 C, pero aun así el control de la temperatura es difícil em función de los grandes volúmenes que deben homogeneizarse. Los reactores UASB (Manta de lodo anaeróbico de flujo ascendente) utilizan bacterias termófilas, que operan a una temperatura de 56 C, diseñadas para operar con un TA en el rango de 8 a 10 kg DQO / m³ / día. Es la categoría de reactor que está en operación en Usina São Martinho, procesando alrededor del 10% de la vinaza producida y generando la energía necesaria para el secado de la levadura. Los reactores de tipo IC (circulación interna) utilizan bacterias mesófilas, que operan a una temperatura de 36 C y están diseñados para una TA de 25 a 30 kg DQO / m³ / día. Los volúmenes se reducen drásticamente, principalmente por el uso del biogás generado para la homogeneización
del
medio.
Pueden
operar
con
suficiente presión interna para bombear el biogás a los siguientes pasos del proceso. Por lo general, se utilizan
ENERGÍA ELÉCTRICA DEL VINHAZA - 75
en
las
cervecerías
con
fines
de
control
de
la
contaminación. Para evaluar el potencial energético de una planta de este tipo, es posible ejemplificar la situación típica de una planta que solo produce etanol, como se indica a continuación: Producción típica de etanol / caña: 0,090 m³ / t Producción típica de vinaza / etanol: 10/1 DQO de vinaza típica: 20 kg / m³ Producción típica de DQO / caña: 18 kg / t Tasa de eliminación de DQO del reactor: 85% Producción de biogás: 0,35 a 0,40 nm3 / kg DQO eliminado Concentración promedio de metano en biogás: 60% a 80% Producción típica de metano: 0,26 nm3 / kg DQO Producción específica de metano / caña: 4,7 Nm3 / t Valor calorífico inferior del metano: 34450 kJ / Nm3 Equivalencia con bagazo (PCI = 7325 kJ / kg): 4,7 kg de bagazo / Nm3 de metano
ENERGÍA ELÉCTRICA DEL VINHAZA – 76
Bagazo equivalente adicional% caña: 2,2% Bagazo% caña típica: 26,5% Incremento porcentual, expresado en bagazo,. aportado por metano: 8,3% Generación adicional en ciclo de vapor (68 bar / 520 C) con turbina de condensación: 12,7 kW.h / tc Generación adicional en motores de combustión interna ciclo Otto: 17,1 kW.h / tc El metano producido básicamente se puede quemar en calderas para generación de vapor o en motores de combustión interna. Si se quema en calderas, estamos hablando de un ciclo de condensación, ya que no habría consumo de vapor de proceso. Es un ciclo con baja eficiencia, del orden del 30% solamente. Con un sistema regenerativo, con grifos en la turbina de condensación para precalentar el condensado, generamos alrededor de 0,50 kW.h / t de bagazo. Por lo tanto, con el uso de metano en la caldera, estaríamos produciendo alrededor de 12,0 kWh / t de caña adicionales. Aunque la eficiencia de recuperación de energía es menor, la ventaja es que el equipo
ENERGÍA ELÉCTRICA DEL VINHAZA - 77
(caldera
y
turbina
de
condensación)
ya
estaría
disponible. Si se quema en motores de combustión interna de buena eficiencia, podemos lograr eficiencias de hasta el 38% en generación eléctrica. Por lo tanto, con el uso de metano en motores, estaríamos produciendo alrededor de 17.0 kWh / t de caña adicionales. Estos motores pierden aproximadamente el 22% de la energía del combustible primario en el agua de refrigeración y el aceite, y aproximadamente el 40% en los gases de combustión. Así, aunque hay una inversión adicional en motores, se puede pensar en utilizar el calor de estos gases, que rondan los 400 C, para secar levadura o para producir agua helada, creando un ciclo de mayor eficiencia que el ciclo de condensación. Obtendremos los costos de instalación del equipo. Los digestores anaeróbicos completos tipo IC, incluido el sistema de eliminación de H₂S, cuestan de R $ 85,00 a R $ 95,00 por kg de DQO aplicado por día. Los motores de combustión interna cuestan entre R $ 1.700,00 y R $ 2.000 por kW instalado, incluido el sistema de torre de
ENERGÍA ELÉCTRICA DEL VINHAZA – 78
enfriamiento del circuito de agua. Se conocen los costes operativos de la caldera y la turbina de condensación. Los costos de operación de los motores deben ser bien evaluados, ya que son equipos que utilizan mucho aceite lubricante y filtros. Los costos operativos de los digestores anaeróbicos se estiman entre BRL 0.016 a BRL 0.018 por kg de DQO aplicado, pero es necesario confirmar con el fabricante, ya que los insumos pueden variar mucho de una tecnología a otra. El costo total de operación de la planta con motores de combustión interna ronda los R $ 40,00 / MW.h. Es importante recordar que, en todos los casos, es necesario descontar la energía parásita, representada por equipos auxiliares como extractores, bombas, torres de enfriamiento, etc. Debe estar en el rango de aproximadamente el 10%. Ahora es el momento de hacer los cálculos y, dependiendo del precio de venta de la electricidad, comprobar si vale la pena.
AZÚCAR UTILIZADO PARA TEMPLAR LA PARED
.AZÚCAR UTILIZADO PARA TEMPLAR LA PARED - 80 Agregar azúcar refinada al cemento puede prevenir el agrietamiento
en
el
concreto
expuesto
a
altas
temperaturas. Como dije en capítulos anteriores, el azúcar se puede usar en la construcción, pero ahora hablaré de sus beneficios en lugares cálidos como parrillas para barbacoa. Algunos ingenieros civiles y capataces utilizan este producto
para
reparar
un
viejo
problema
en
la
construcción: microgrietas y grietas en el hormigón expuesto a altas temperaturas. Según profesionales del rubro, el azúcar refinado, el que se usa para endulzar el café, mezclado con cemento en pequeñas proporciones evita el problema. En internet no faltan recetas para hacer la mezcla y los usuarios de la masa, desde legos hasta profesionales de la industria, garantizan que es como brea, porque es muy fuerte, compacta y selladora. Esta masa es ideal para revestir o colocar ladrillos en hornos, ya que no se agrieta con la temperatura, evalúa el asistente del albañil Ricardo Príncipe, en una red social. Olivier Anquier,
AZÚCAR UTILIZADO PARA TEMPLAR LA PARED - 81
famoso chef y presentador de televisión también dice en su sitio web que la masa tiene sus principios positivos. Un consejo valioso aquí es que la masilla a base de cemento tiene azúcar en la receta. Es para que la costura del horno no se agriete con el calor. Los profesionales del sector azucarero-energético también están interesados en el tema. Plínio Nastari es el director general del Instituto Datagro y uno de los consultores económicos más respetados del sector, y asumió que, habiendo escuchado tanto sobre el tema, buscaba más información para saciar su curiosidad. Según los principios de la obra civil, el hormigón presenta grietas y fisuras por el proceso de pérdida de agua, por hidratación y evapotranspiración, que sufre durante el secado, en su aplicación inicial. En muy poco tiempo, la pérdida de agua aumenta con el aumento de temperatura, por lo que, en el proceso de hormigonado, es necesario mojar el hormigón varias veces al día (procedimiento llamado curado) y retrasar el secado. cuanto más se pueda. El uso de azúcar refinado mezclado con cemento ralentiza las reacciones de
AZÚCAR UTILIZADO PARA TEMPLAR LA PARED – 82
hidratación del producto y, en niveles elevados, puede incluso inhibirlo totalmente. Agregar una pequeña cantidad de azúcar a la masa evitará la hidratación completa o la formación de cristales de cemento. El mortero
resultante
tendrá
un
mejor
módulo
de
deformación y una mayor capacidad para absorber deformaciones de fuentes térmicas, como en el caso de parrillas, chimeneas y hornos. Sin embargo, el uso indiscriminado de masa con azúcar puede ocasionar problemas y su uso siempre debe ser guiado por un profesional. A pesar de estar indicado en pequeñas cantidades, el producto incrementará el coste de la obra.
EPÍLOGO - 83
EPÍLOGO Espero que hayas entendido la importancia de la caña de azúcar para preservar el medio ambiente, los ingenios pueden usar lo que producen o lo que sobra en varias cosas, pero faltará caña de azúcar para tantas cosas que puedes hacer con ella, así que en este En este caso, corresponde a los dueños del ingenio intentar vender el azúcar, el alcohol y lo que sobra de la caña por algo más ventajoso. ¡Conservaremos el medio ambiente y plantaremos más caña de azúcar!
AGRADECIMIENTOS - 84
AGRADECIMIENTOS Agradezco a Dios primero por esta oportunidad y luego a mi amada esposa Roseli, también agradezco a mi madre María Rosa, Willian Alves, Fernando Camargo, Sebastião Reis y Diego Carvalho.
¡Dios los bendiga a todos!
SOBRE EL AUTOR - 85
SOBRE EL AUTOR Nacido en Pontal-SP (campo de São Paulo), Marcos está casado con Roseli Laurência, que corrige todos sus libros y lo anima siempre. En marzo de 2019, lanzó su primer libro (La Historia de las peliculas cristianos en Brasil)
en
diciembre
fue
finalista
en
el
Festival
Internacional de Cine Cristiano en la categoría "Juego", debido al juego "La historia de Películas cristianas en Brasil ”, basada en el libro del mismo nombre. En 2020, participó en varias antologías (9 editoriales), participando así en libros y revistas en varias editoriales y tiene textos publicados en sitios web y blogs. En total, personas de 37 países leen sus textos, ya sea gratis o gratis. En septiembre de 2020, el escritor ganó el concurso literario
internacional
“Poesia
Solidária”,
que
fue
realizado por un residente del país “Santo Tomé y Príncipe”. En marzo de 2021, el escritor fue finalista en el Festival Internacional de Cine Cristiano en la categoría "Mejor guión no producido".
BIBLIOGRAFIA - 86
BIBLIOGRAFIA SITIOS Ciclo Vivo Fapesp G1 IG / Último Segundo Meia Colher Notícias Automotivas Pix Force Procknor Repositório Unesp Revista Globo Rural Revista Rpanews Scielo Stylo Urbano Tua saúde