Rigoberto Longoria(1) , José Alberto Morales(2) y Guadalupe López(1)

(1)Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico
(2)Secretaría de Desarrollo Económico del Gobierno del Estado de Morelos

El Estado de Morelos es eminentemente agrícola, siendo uno de sus productos más representativos la caña de azúcar, gramínea que se cultiva, tradicionalmente, en veinte municipios del estado, siendo Tlaltizapán, Tlaquiltenango, Jojutla y Cuautla los mayores productores. Estos cuatro municipios contribuyen con aproximadamente el 60% de la producción total del estado. En la zafra 2001-2002 el país produjo 43 millones de toneladas de caña de azúcar de los cuales correspondió a Morelos la producción de 1 millón 348 mil toneladas.

Según datos de INEGI, en la zafra 2002-2003, en el estado de Morelos se cultivaron con caña de azúcar 12 268 hectáreas de riego, de las cuales el ingenio Casasano aprovechó 3 227 hectáreas e industrializó 350 273 toneladas, y el ingenio Emiliano Zapata aprovechó 9 041 hectáreas e industrializó 936 179 toneladas de caña.

De la caña de azúcar se pueden obtener un gran número de productos y subproductos industriales como azúcar en sus diferentes presentaciones, ácido acético, glicerina, aldehídos, ésteres, metanol y otros.

De la zafra 2001-2002 se obtuvieron 149 mil 454 toneladas de azúcar en el estado de Morelos, que con una taza de recuperación del 11% (Toneladas de azúcar/ toneladas de caña molida) es el principal producto que se obtiene de esta agroindustria.

Entre los 15 estados cañeros de la República Mexicana los estados de Campeche, Chiapas, Jalisco, Puebla, Tamaulipas y Veracruz produjeron 39 millones 244 mil litros de alcohol etílico o etanol durante la zafra 2002-2003, siendo prácticamente nula la producción de etanol en el resto de los estados productores de caña, incluyendo al Estado de Morelos.

El señalamiento de la nula producción de etanol en el Estado de Morelos es interesante si tomamos en cuenta:

a). Que el etanol jugará en un futuro cercano, en todo el mundo, un papel importante como combustible (etanol anhidro de 99.6° GL), ya que al ser mezclado con las gasolinas entre 8 y 10% en volumen, como se hace ya en algunos países, sustituirá, tan sólo en el sector transporte, aproximadamente el 10% del combustible consumido por los automotores. Actualmente representa un 8% del mercado de las gasolinas en los Estados Unidos. Tomando en cuenta datos del año 2002, en EUA se consumían 8 millones de barriles (1 272 millones de litros) de gasolina diariamente de los cuales 650 000 barriles (103 millones de litros) fueron sustituidos por etanol.

En México, durante el año de 2003 se consumieron diariamente alrededor de

Tan sólo para suministrar gasolina oxigenada con metanol en el área metropolitana de la ciudad de México se requeriría un abasto diario de etanol anhidro de 1.3 millones de litros.

b). Desde el punto de vista ambiental, el uso de etanol en la mezcla gasolina–etanol como combustible de vehículos de transporte ha impactado en la reducción de emisiones de monóxido de carbono (CO) como consecuencia de una mejor oxigenación de la gasolina, estimándose esta reducción entre un 25 y 30% respecto a las gasolinas usadas actualmente en el país. La emisión de compuestos volátiles es también reducida en aproximadamente un 12% y, al no ser una fuente neta de dióxido de carbono a la atmósfera, mantiene el ciclo de carbono en la naturaleza y reduce de este modo el efecto invernadero.

Puede decirse que por su gran eficiencia en el proceso de fotosíntesis, una plantación de caña de azúcar actúa como una verdadera esponja sobre el dióxido de carbono, capturando a éste y produciendo oxígeno y tejido vegetal.

fotosíntesis
CO2 + H2O + Energía del sol ? ? ? O2 + tejido vegetal o

12 CO2 + 11 H2O ? C12 H22 O11 + 12 O2

c). La producción de azúcar en nuestro país está siendo fuertemente afectada por la importación de grandes cantidades de Centroamérica y de países de

En efecto, la diversificación del uso de los derivados de la caña resolvería en gran medida los problemas de la industria azucarera. Para ello se requiere impulsar la asimilación y el desarrollo de tecnología.

La obtención de etanol a partir de la caña de azúcar mediante el proceso de fermentación de melazas no cristalizables o residuos del jugo de caña del que se ha extraído el azúcar cristalizable y que contiene 50% de monosacáridos como la glucosa, se puede representar de forma genérica

C6 H12 O6 + enzimas, tiempo de fermentación ?
Glucosa

2CH3 CH2 OH + 2CO2 + Calor
Etanol 31 200 calorías

Los productos agrícolas que son la base para la producción de etanol son aquellos que contienen sacarosa como la caña de azúcar, betabel, sorgo dulce, etc.; sustancias ricas en almidón como el maíz, trigo, cebada, papas, etc. y los materiales ricos en celulosa como la madera, paja del trigo o arroz y otros residuos agrícolas.

A nivel mundial los productos agrícolas mayormente utilizados para la obtención de etanol son la caña de azúcar y el maíz.

En países de Centroamérica, Sudamérica y el Caribe, así como en la India, la producción de azúcar y etanol es a base de caña de azúcar, en tanto que en los Estados Unidos del maíz se obtiene el 90% del etanol producido en ese país aún y que, por ejemplo, en el estado de California se proyecta su producción a partir de la paja del arroz, que actualmente se quema, estimando poder obtener una producción anual de hasta 150 millones de litros.

Por supuesto que la utilización del etanol como combustible mezclado con la gasolina presenta desventajas que pueden reflejarse en un menor poder calorífico respecto a la gasolina, lo que haría que el rendimiento (km/litro) de los autos se redujera de 1 a 3%; la producción de alcohol anhidro (99.5 °GL) es aproximadamente un 38% más cara que la producción de alcohol hidratado (96 °GL); puede causar problemas de ignición o arranque del motor de los automóviles en climas fríos; la mezcla con etanol resulta más corrosiva en partes mecánicas y sellos.
Sin embargo, estas desventajas en el uso de etanol frente al uso del éter metil terbutílico (MTBE por sus siglas en inglés) pueden ser minimizadas tomando en cuenta el menor impacto ambiental, la disminución en la dependencia de combustibles derivados de recursos no renovables y finitos, ya que el mismo MTBE es un derivado del petróleo, y porque una mayor demanda de etanol puede ser un factor detonante de la economía de la población dedicada al cultivo de caña de azúcar.

Por otro lado, las Celdas de Combustible constituyen una tecnología alterna para la generación de electricidad. Esta alternativa se contempla como consumidora de etanol. El etanol se usa como combustible y es abastecido a un reformador interno para la generación de hidrógeno, aprovechable en celdas de combustible de película intercambiadora de protones. Según desarrollos tecnológicos actuales se contempla que en un plazo de 5 años pudieran estar en operación celdas de combustible a base de etanol con capacidad de funcionamiento continuo por 4000 horas (medio año) y una potencia de 15 kW. Brasil tiene contemplado comercializar la generación de energía eléctrica mediante celdas de combustible y etanol, a partir del año 2005 utilizando un reformador a 350 °C para la obtención de hidrógeno.

Tomando en cuentas los aspectos señalados es este escrito, podemos resaltar la trascendencia de la diversificación de la agroindustria cañera en nuestro país y específicamente en Morelos. El potencial de la industria de derivados de la caña de azúcar radica en el surgimiento de nuevos sectores de producción y el fortalecimiento mismo de la agricultura y la economía del estado. Todo ello, aprovechando recursos propios. Asimismo, la producción de etanol para su aplicación como aditivo, combustible o generador de energía, está tomando gran importancia tanto en países no desarrollados, para muchos de los cuales la producción de caña es primordial, como en los países desarrollados, los cuales han mostrado gran interés en aprovechar alternativas energéticas renovables, como es el uso de la biomasa.