No hay ladrillos sin paja – nuevas cadenas de valor para los desechos de cultivos

Por Dr. Luca Urciouli, Profesor Adjunto en ZLC.

El cultivo, la cosecha y el procesamiento de cultivos producen grandes volúmenes de desperdicios y residuos: paja, tallos, hojas, podas, cáscaras, pulpa, etc. Por lo general, estos pueden ser arados, utilizados para la alimentación de animales, lechos, o quemados al aire libre. La idea de que estos desechos puedan tener más valor no es nueva: de hecho, la ciencia y la tecnología necesaria para reprocesarlos en una amplia gama de biocombustibles, productos químicos y otros productos básicos está clara.

Idealmente, procesar desechos para producir bioproductos debería ofrecer beneficios económicos en forma deflujos de ingresos adicionales para agricultores, transportistas y procesadores; beneficios sociales (reduciendo la estacionalidad del empleo e impulsando el desarrollo rural) y beneficios ambientales: sustituyendo las materias primas actualmente derivadas de combustibles fósiles, cultivos alimenticios o madera virgen, y reduciendo la contaminación producida por la quema al aire libre y otros métodos alternativos de disposición.

Sin embargo, la dificultad radica en crear flujos de valor viables. Muchos de los problemas son logísticos, porque, por ejemplo, los materiales están muy dispersos geográficamente y en baja cantidad, motivo por el que un equipo de ZLC ha estado estrechamente involucrado en el recién finalizado proyecto AGROinLOG.

AGROinLOG, financiado por la Unión Europea bajo el marco Horizonte 2020, tiene como objetivo mejorar la rentabilidad y la competitividad de las agroindustrias convirtiéndolas en Centros Logísticos Integrados de Biomasa (IBLCs) que respalden las cadenas de valor de la biomasa. “Una cadena de valor de biomasa conecta varios conceptos logísticos para describir el proceso de flujo de la materia prima desde la recolección en el campo hasta su transformación en el IBLC” y, por supuesto, su posterior venta rentable.

De modo menos formal, la idea es que estos negocios (procesadores, que pueden ser agricultores o compradores de cultivo) y sus socios posean o tengan acceso a muchos de los activos requeridos. Estos incluyen maquinaria de cosecha, que tal vez se pueda adaptar para recolectar desechos, así como las instalaciones de cultivo, transporte y almacenamiento, y gran parte de la planta de procesamiento necesaria, como secadores, picadoras y granuladores. También relaciones comerciales existentes con productores, contratistas de transporte y, en algunos casos, posibles compradores y, por supuesto, personal existente. Muchos de estos activos, y empleados, solo pueden ser utilizados por un período relativamente corto durante y después de la cosecha.

El proyecto, con 15 socios de 8 países, comenzó examinando en detalle seis sectores de procesamiento agrícola: aceites vegetales, aceite de oliva, piensos y forrajes, vino, grano y azúcar (de remolacha). Se recopilaron datos sobre los tipos, volúmenes, ubicaciones y estacionalidad de los desechos, sus composiciones, en qué productos podrían convertirse y sus posibles usos y mercados. Se analizaron los activos y los procesos que las empresas agrícolas relevantes tienen disponibles.

ZLC desarrolló tres modelos de simulación híbrida para comprender los posibles impactos económicos y ambientales de las cadenas de valor que se probarían en tres demostraciones, en España, Grecia y Suecia. Estos modelos tienen como objetivo apoyar a los responsables de la toma de decisiones en, por ejemplo, cómo seleccionar proveedores de manera óptima para satisfacer un conjunto de criterios determinados por una empresa; qué cantidades deben comprarse, cuándo y con qué frecuencia, dada la demanda del mercado y el tiempo de inactividad disponible en las plantas de transformación; ¿Cuál es el número óptimo de máquinas cosechadoras para completar la recolección de materias primas, adaptarse a los tiempos de inactividad de las plantas y mantener bajos los costos operativos? o predecir el impacto en los costes y la rentabilidad de la variabilidad de la climatología, el tiempo y el rendimiento de la cosecha.

A partir de estos estudios, el proyecto identificó tres socios en diferentes sectores: forraje, aceite de oliva y molienda de cereales, que estaban preparados para comprometerse a realizar demostraciones piloto a una escala casi completa (dos cadenas de valor diferentes con cada socio). Juntos, estos sectores representan alrededor del 10% de la facturación de las empresas agrícolas europeas, y alrededor del 30% de aquellos en los que parece haber sinergias inherentes en torno a los equipos existentes, la estacionalidad y la logística establecida de la cadena alimentaria.

En España, Agroindustrial Pascual Sanz produce forraje animal (como balas y pellets) a partir de alfalfa, trabajando a plena capacidad de abril a septiembre, pero con tasas más bajas o mínimas durante el resto del año. El piloto exploró el uso de procesos existentes para convertir paja de cereal y tallos de maíz, junto con astillas de madera, en gránulos para bioenergía, y también en material para compuestos biológicos, como fibras para refuerzo termoplástico y como adsorbente para hidrocarburos. Además, se demostró un proceso para crear ácido levulínico y furfanal, ambos precursores químicos ampliamente utilizados en una variedad de industrias.

El cultivo del olivo produce un gran volumen de podas que se trituran o se queman. En Grecia, la industria está muy fragmentada con muchos pequeños productores que venden a fábricas locales para el prensado inicial. La empresa Nutria compra el prensado, a través de comerciantes, para producir un producto refinado y estandarizado. Este piloto consistió en utilizar la capacidad de almacenamiento de las fábricas locales en temporada baja para recolectar podas, antes de que Nutria las procesase, utilizando su capacidad de secado existente, y convertirlas en biocombustible sólido o en una materia prima para la producción de tableros de partículas. También se analizó la extracción de fenoles de la torta procedente de la extracción del aceite: los fenoles tienen valor por sí mismos, y además su eliminación mejora el rendimiento de los digestores anaeróbicos utilizados para eliminar la torta.

Finalmente, en Suecia, Lantmännen es una cooperativa de 29,000 agricultores que se dedica a la molienda de granos de harina para alimentos y piensos. También tienen una planta de bioetanol, que utiliza excedentes de granos o comprados en materia prima como el azúcar. El piloto consistía en convertir este proceso para poder utilizar una materia prima no alimentaria como la paja. Sin embargo, es probable que esto solo sea rentable si se obtiene valor del residuo rico en lignina del proceso de bioetanol a través de la conversión en bio-aceite (sustituto de diesel) o bio-char (un acondicionador de suelo que retiene carbono). Además, aunque la paja sea estacional, el objetivo es operar durante todo el año, por lo que pueden surgir problemas de almacenamiento.

Los resultados de estas demostraciones se pueden ver en su totalidad en el sitio web en www.agroinlog.h2020.eu . Baste decir que los pilotos tuvieron mucho éxito en términos técnicos, aunque con algunas reservas: los materiales derivados de los desechos no son en todos los casos completamente competitivos en cuanto a rendimiento en comparación con las alternativas existentes. Es posible que no proporcionen un reemplazo total y, por supuesto, esto también se refleja en el precio de mercado. Se necesitarán más desarrollos en estos casos.

No obstante, se ha demostrado ampliamente el potencial para crear valor a partir de una amplia gama y un gran volumen de residuos agrícolas, y se han aprendido algunas lecciones importantes. Una es la necesidad de recopilar datos y modelar a una escala muy fina: la granja individual, incluso el campo individual, ya que las pequeñas variaciones pueden marcar una gran diferencia en los costes logísticos.

Otra es que los objetivos triples de beneficio económico, social y ambiental no siempre son compatibles. Puede ser, por ejemplo, que lejos de suavizar la estacionalidad del empleo, los nuevos flujos de valor en realidad lo aumenten, si las principales actividades relacionadas con los desechos coinciden con la cosecha del cultivo. Las ganancias ambientales pueden no ser claras: la recolección de desechos de baja densidad genera mucho movimiento de transporte, lo que aumenta costes, emisiones y problemas de tráfico en las carreteras del país. La alternativa puede ser aumentar la densidad a través del astillado, secado o compactación en el campo o cerca del mismo, pero esto implica más costes y maquinaria, y la actividad adicional en los campos puede aumentar la compactación del suelo. Algunos desperdicios, o la ceniza de la quema, actualmente se utilizan como fertilizante o acondicionador del suelo; estos insumos pueden necesitar ser reemplazados por fertilizantes artificiales.

Los hechos económicos sobre el terreno también pueden ser complejos. El apoyo gubernamental a la agricultura (por ejemplo, para cultivar alimentos o cultivos madereros para bioenergía) puede no siempre estar bien alineado. También se debe tener en cuenta la economía de la distribución del bioproducto: hay razones por las que la producción a pequeña escala en las zonas rurales lucha por ser competitiva. Los mercados objetivo pueden no ser receptivos a nuevas fuentes de materiales, con preocupaciones sobre el rendimiento del producto o la seguridad del suministro. Los gobiernos pueden querer incentivar a las empresas para que al menos prueben estos nuevos productos.

Y, a pesar de las premisas iniciales del proyecto, las relaciones existentes en la cadena de suministro entre agricultores y procesadores pueden no ser particularmente relevantes. Para un cultivo, el comprador y el vendedor pueden negociar, informados por un conocimiento de las condiciones del mercado. Sin embargo, para los “desechos”, el comprador puede decir “Eso es un desperdicio. Te pagaré para que lo recojas y me lo transportes “, mientras que el agricultor puede decir, no sin razón,” Si este “desperdicio” tiene valor para ti, quiero ver una parte”. La producción de productos biológicos puede estar compitiendo con otros mercados por los mismos recursos: por ejemplo, la venta de paja embalada a los ganaderos y las industrias ecuestres. Incluso en el modelo de la cooperativa sueca, hubo mucha discusión, negociación y creación de conocimiento. Los agricultores mixtos, por ejemplo, podrían ser reacios a vender residuos que podrían usar para un propósito diferente, o buscar una compensación, tal vez en forma de descuentos en fertilizantes distribuidos a través de la misma red.

Sin embargo, nada de lo anterior debería restar valor al hallazgo central de AGROinLOG: que existe un valor económico, social y ambiental realizable en la explotación de desechos agrícolas.

Para obtener más información sobre AGROinLOG y el potencial de los Centros Integrados de Logística de Biomasa, visite el sitio web en www.agrolog.h2020.eu, o comuníquese con [email protected].