Biorrefinerias a partir de materias primas fibrosas

La necesidad de crear tecnologías amigables con el medio ambiente ha llevado a invertir recursos en la investigación de nuevas materias primas para combustibles.

por María Cristina Area *

El cuidado del medio ambiente, que es actual foco de atención de la sociedad en su conjunto, se ha transformado en un factor que agrega valor a la producción industrial, haciéndola más competitiva a través de la utilización de tecnologías avanzadas y recursos renovables. En este ámbito, la posibilidad de reciclar, reutilizar, hacer del descarte un recurso y recurrir a las bioenergía representa un tema de fundamental importancia en la economía de algunos sectores industriales.

Una biorrefinería es una estructura que integra procesos de conversión de biomasa y equipamiento para producir combustibles, energía y productos químicos a partir de la biomasa. El concepto de biorrefinería es análogo al de refinerías de petróleo, que producen múltiples combustibles y productos a partir del petróleo, pero su implantación se plantea dentro de las fábricas de pulpa de celulosa.

Evolución
Las biorrefinerías industriales han sido identificadas como el camino más prometedor para la creación de una nueva industria basada en la biomasa. A partir de las materias primas fibrosas pueden obtenerse: químicos, plásticos, etanol, biogás, calor, electricidad, carbón, otros combustibles.

El concepto de diversificación ha evolucionado desde las producciones con tecnologías simples, hasta las basadas en la química sintética, la biotecnología y los procesos de obtención de nuevos materiales. En este contexto, en muchos países la estrategia en el desarrollo de los derivados se dirige a la obtención de productos con un mayor valor agregado, partiendo de criterios tecnológicos y de producciones flexibles, que utilicen los diferentes subproductos, y productos intermedios del proceso.

Los temas ligados a la biorrefinería generan más valor añadido a la materia prima del sector forestal, un valor que se presenta en forma de productos actuales, productos químicos y energía.

Avances en biorrefinerías
La biorrefinería, que puede definirse como “el uso eficiente del potencial total de la materia prima y procesos del sector forestal, para la ampliación del rango de alto valor añadido de los productos (por cooperación en y entre cadenas)”, representa sin duda una oportunidad para el sector forestal.

En junio de 2006 en España, la Plataforma Tecnológica Forestal y de las Industrias Derivadas creo el Grupo de Trabajo de Biorrefinería, un grupo de expertos europeos que asesora al sector en este tema, de modo que la PTF pueda marcar tendencias de I+D+i para atender la demanda de bio-productos y bio-combustibles (1). El Grupo de Trabajo editó un informe, que incluye un campo de áreas políticas sobre la biorrefinería, un análisis de los desarrollos y procesos de biorrefinería y un plan de trabajo para las plataformas.

Según dicho informe, la Biorrefinería forestal integra:
1.Procesos de separación y conversión de eficiencia selectiva. En este campo es necesario avanzar en la investigación en tecnologías, para que se puedan promover un número de conceptos de refinería para varios materiales.
2.Biorrefinería como recurso de biocombustibles sólidos y líquidos. El conocimiento y experiencia de la industria papelera en este campo y el desarrollo tecnológico y de los mercados, crearán nuevas fuentes de ingresos para esta industria.
3.Biorrefinería de la fibra reciclada. Además de la basada en la madera, esta refinería de la fibra recuperada posee un doble interés: valoriza residuos del reciclado de papel y reduce la generación de lodos en la fábrica.
4.El sector aprovechará sinergias con el sector agrícola y sector químico. El valor añadido se incrementará verdaderamente cuando empiecen a desarrollarse las auténticas sinergias entre esos sectores.
5.El impacto socio-económico del desarrollo de la biorrefinería. Los sistemas deberán observarse de forma integrada, aportando empleo y valor añadido desde las materias primas.

La industria de la biorrefinería ha sido identificada como el más prometedor rumbo a la creación de una nueva industria doméstica. Pero los productos industriales basados en la biomasa solo pueden competir con los productos petroquímicos, si las materias primas son óptimamente explotadas.

La biorrefinería es una oportunidad real para el sector y las industrias forestales, que puede ayudar a las compañías a asegurarse la rentabilidad y contribuir a la vez a alcanzar los retos y objetivos políticos. La industria forestal tiene a corto plazo, opciones para brindar soluciones concretas con la madera de los residuos y de las plantaciones. Desarrollar este enorme potencial será una bio-solución para paliar el cambio climático.

Un tema global
El interés internacional de la biorrefinerías es considerable, la Plataforma Tecnológica Forestal Española, en sus líneas estratégicas tecnológicas y de investigación (silvicultura, productos forestales, productos papeleros, bioenergía, entre otros) considera entre sus objetivos estratégicos: la pulpa, la energía y productos químicos procedentes de la biorrefinería de la madera.

En Estados Unidos de Norteamérica, hay una importante iniciativa federal “Bioproducts-Bioenergy Initiative” para triplicar el uso de biomasa como materia prima para energía y producción de químicos para el 2010. En Japón, “Bio-productos” es una de las tres iniciativas clave en biotecnología y su objetivo es transformar la industria convencional. En Alemania, existen programas y regulaciones para promover combustibles renovables, químicos y materiales y bio-procesos industriales eco-eficientes (2).

Estos conceptos no se limitan sólo a las materias primas fibrosas provenientes de plantaciones forestales, sino también a cualquier materia prima fibrosa como, por ejemplo, residuos agroforestales.

Íberoamérica es una gran reserva de biomasa con muchas posibilidades de explotación. Sin embargo, las situaciones y necesidades de cada país son bien diferentes, con grandes productores de celulosa (Brasil, Chile), grandes recicladores de papel (México, España), y grandes generadores de residuos agroforestales (Cuba, y Brasil, que dispone de 120 millones de toneladas anuales de bagazo).

Las ventajas del concepto de Biorrefinería forestal o de residuos agrícolas se basan en (2):

1.Competitividad:
Productos con valor añadido y propiedades equivalentes a las que se obtendrían usando química convencional y química basada en el petróleo.
Incremento en productividad industrial, competitividad, empleo e ingreso.
Diversificación de las materias primas y de las fuentes de energía.
2.Ambiente, desarrollo sustentable y salud:
Materias primas renovables y que se constituyen en sumidero de CO2.
Balance global de CO2 en el proceso producto más favorable.
Residuos fácilmente biodegradables (proceden de fuentes naturales).
Industria basada en crecimiento sostenible de los recursos.
3.Comunidades rurales y urbanas:
Incremento del valor agregado de la materia prima local.
Beneficios sociales: empleo, ingreso y mejor calidad de vida.
Incentivo para el mantenimiento del medio agrícola y forestal
Mantenimiento de la población en el medio rural (evita emigración masiva a las ciudades o fuera del país).

Los principales biocarburantes o combustibles para el transporte producidos a partir de biomasa son el bioetanol y el biodiesel. El primero se produce principalmente mediante la fermentación de granos ricos en azúcares o almidón como los cereales. El biodiesel se obtiene, en cambio, a partir de plantas oleaginosas, como la colza y el girasol (3).

Un aspecto importante a tener en cuenta es que las materias primas que se utilizan para la producción de biocombustibles son objeto de varios cuestionamientos. Por ejemplo, el biodiesel utilizado en algunos países contiene aceite de soja, cultivada masivamente en muchos países de América del Sur. Esto ha generado denuncias de grupos ambientalistas, manifestando que la plantación indiscriminada de esta oleaginosa estaría ejerciendo una fuerte presión sobre los bosques nativos (4). Asimismo, se dice que la producción de biocombustibles podría competir con la producción de alimentos (5).

Es deseable entonces, que al seleccionar la fuente de biocombustibles, se apliquen estrictos criterios de sustentabilidad. Esto es, seleccionar los cultivos con el mejor balance energético y el mejor balance de gases de efecto invernadero, lo que se constituye en una indiscutible oportunidad para la forestoindustria.

Referencias
1.I+d+i en el sector forestal: la bio-solución, Sector Forestal & Industrias Derivadas Plataforma Tecnológica, Hoja Informativa Octubre 2007. http://www.plataformaforestal.org/empresas/plataformaforestal/boletines/Boletin%20PTFE%204%20octubre%202007.pdf
2.Rojas, O., Lucia L., Kelley, S., Phillips, R., Biorefinerias y (Bio)materiales a partir del Recurso Forestal, Taller RIADICYP para una acción estratégica regional de celulosa y papel en países del MERCOSUR, Valdivia, Chile, Octubre 2006. http://www.riadicyp.org.ar/
3.CIEMAT. Biocombustibles, Suplemento electrónico sobre biocarburantes, SUPLEMENTOS: Febrero 2006. Febrero 2006 http://www.energiasrenovables.ciemat.es/suplementos/biocarburantes/001.htm
4.Greenpeace, Es imprescindible frenar la pérdida de los últimos bosques nativos. En Campaña, Nro.28 – 2 de mayo de 2008. www.greenpeace.org.ar
5.FAO, Cambio climático, energía y alimentos, Conferencia sobre los nuevos retos, Roma 3–5 de junio de 2008. ftp://ftp.fao.org/docrep/fao/010/i0085s/i0085s00.pdf

** Investigadora Independiente del Comisión Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y Profesora de la Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales, Universidad Nacional de Misiones, Argentina. Dirige el Programa de Investigación de Celulosa y Papel de la UnaM. m_c_area@fceqyn.unam.edu.ar
RIADICYP, Presentación de la Red Ibero-Americana de Biorrefinerias a partir de Materias Primas Fibrosas (RIABIOREF), presentada a CYTED en junio de 2008.