Nicolás Martin Clauser y María Cristina Area, del Centro Científico Tecnológico CONICET Nordeste, del Instituto de Materiales de Misiones (IMAM) UNaM-CONICET, del Programa de Celulosa y Papel (PROCYP), y miembros de la REDFORAr (Red Forestal Argentina del CONICET), exponen los objetivos del proyecto BioNA, su importancia en la valoración a escala piloto, y el papel de Misiones en el desarrollo sostenible del norte del país.
ARGENTINA (10/5/2024).- La industria foresto y agro industrial son sectores que constituyen gran parte de la industria manufacturera en Argentina que aportan al sistema económico alrededor del 20% del PBI. Además, se estima que existen alrededor de 800.000 puestos de trabajo vinculados a estos sectores.
La mayoría de estas cadenas de valor involucran el uso de recursos renovables para su transformación a productos finales convencionales. En el caso de la foresto-industria, podemos mencionar tablas, tirantes, machimbres, pellets y productos de mayor valor como papeles y envases; en la agroindustria, azúcar, arroz y aceites, entre otros.
En las distintas etapas de las cadenas de valor de los procesos de conversión de los productos derivados de la foresto y agro industria se generan diversos subproductos (comúnmente llamados desperdicios o residuos), que se aprovechan principalmente como fuente energética, y en otros casos, simplemente se desechan. En las regiones noreste y noroeste del país la generación de estos subproductos se encuentra relativamente sectorizada, lo cual significa una oportunidad en cuanto a la disponibilidad y volúmenes de estos recursos.
Hace unos años surgió el concepto de biorrefinerías, como estructuras que buscan transformar recursos renovales en productos de alto valor, empleando procesos de fraccionamiento de las materias primas, laconversión de sus componentes y la recuperación de los productos.
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En las últimas décadas nuestro grupo de investigación ha realizado numerosos estudios sobre la obtención de diversos productos a partir de subproductos disponibles en Argentina. Para el caso de residuos de la foresto-industria, se logró avanzar con la valorización de residuos generados en las cadenas de valor del pino y eucalipto.
En el caso de residuos generados por la agroindustria, se analizó la valorización de residuos generados por las cadenas de valor del arroz, azúcar y almidón, entre otros.
Se ha demostrado que, mediante una plataforma de biorrefinería, es posible obtener productos como combustibles, alimentos, químicos, materiales compuestos, entre otros, empleando los subproductos mencionados.
Procesos de conversión y productos que podrían obtenerse a partir de residuos lignocelulósicos.
Importancia de la validación a escala piloto
La implementación de biorrefinerías basadas en materiales lignocelulósicos es un proceso complejo que requiere elevadas inversiones y desarrollos tecnológicos.
El alto costo de la validación tecnológica a escalas piloto y de demostración es un obstáculo importante para la aplicación de estas nuevas tecnologías a escala comercial. El papel crucial que tienen las plantas piloto de estos procesos para su desarrollo a escala comercial ha sido ampliamente discutido y demostrado.
Las plantas piloto son esenciales para escalar los procesos de producción y superar los desafíos asociados con la transición de resultados obtenidos en laboratorio a la producción en gran escala.
Podemos resaltar diversos casos exitosos de implementación de procesos de biorrefinería, posteriores a su validación a escala piloto. Por ejemplo, las compañías Valmet/Fortum y BTG, partiendo de procesos desarrollados en laboratorio, decidieron validar a escala piloto procesos de pirólisis para la obtención de bio-oil y derivados. Luego del año 2010, ambas compañías concretaron instalaciones a escala comercial.
En el caso de Valmet/Fortum, la compañía comenzó su funcionamiento en el año 2015, y actualmente tiene una capacidad de 50.000 toneladas al año de bio-oil, integrada a una planta de generación de energía.
Por su parte, BTG construyó 3 plantas de producción de bio-oil, ubicadas en Holanda, Finlandia y Suecia, las cuales procesan entre 40.000 y 90.000 toneladas de biomasa por año.
Otro caso notable, es el de la compañía Clariant, la cual validó su proceso denominado Sunliquid a escala piloto en el año 2010 y recientemente concretó la construcción de una planta en Rumania para producir alrededor de 50.000 toneladas de bioetanol por año.
En este caso, y dadas las condiciones regionales de la instalación, se beneficiaron más de 300 productores locales que abastecen a la planta de biomasa. Recientemente, Clariant avanzó con el desarrollo de nuevos proyectos en Eslovaquia y Polonia.
Además de los casos anteriores, podemos mencionar instalaciones de infraestructura destinadas a que las empresas puedan probar tecnologías innovadoras. Entre los ejemplos, se encuentran:
- · el proyecto CLaMber (España), que instaló una planta demostrativa en la cual se desarrollaron procesos como extracción de polifenoles, extracción de biosurfactantes, obtención de bioestimulantes, entre otros, para su posterior implementación en diversas industrias;
- · el proyecto PROPANERY (Unión Europea), que desarrolló la producción de glicerol a partir de biodiesel;
- · EECi BIOPOLIS (Tailandia) que apoyó la investigación y desarrollo de productos alimenticios, cosméticos, y otros productos bioquímicos.
Estos tres proyectos fueron financiados principalmente por organismos estatales dedicados a la investigación y desarrollo, facilitando a las industrias regionales la posibilidad de validar procesos y su implementación en las condiciones locales, agregando valor, innovación y competitividad a sus economías.
Invertir en una planta piloto es vital porque permite evaluar la viabilidad tecnológica y económica más allá de los datos a nivel de laboratorio, ayuda a seleccionar las tecnologías de proceso más adecuadas y garantiza cantidades de producción suficientes para las pruebas destinadas al desarrollo de productos con mayor valor agregado.
BioNA, un reto para industria de la región
En este sentido, surgió el Centro Interinstitucional Estratégico “Biorrefinerías del Norte Argentino” (CITES BioNA), que busca aportar al sector industrial de la región la validación de potenciales procesos que podrían desarrollarse a escala comercial, fomentando la valorización de recursos renovables y agregando valor a las cadenas convencionales actuales.
En el CITES BioNA participan el CONICET (Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas), el INTI (Instituto Nacional de Tecnología Industrial), la UNaM (Universidad Nacional de Misiones) y la UNT (Universidad Nacional de Tucumán).
El BioNA tiene como objetivo general investigar, desarrollar, optimizar y/o eficientizar procesos, a través del desarrollo de nuevas tecnologías y productos incluyendo etapas de escalado, con la finalidad de promover su transferencia e implementación en la agroindustria regional y nacional.
Además, busca asistir a organismos públicos y privados para la definición de lineamientos para fomentar el desarrollo de plataformas de biorrefinerías.
Para alcanzar el objetivo del proyecto, se propuso la creación de laboratorios e instalaciones a escala piloto. La iniciativa local más importante que propone el proyecto es la creación de una planta piloto para el desarrollo y escalado de procesos químicos y biotecnológicos en la provincia de Misiones. Además, se reacondicionarán plantas piloto y laboratorios para I+D (INTI y UNT).
Ejemplos de productos a obtener en los procesos propuestos.
El proyecto BioNA permitirá:
- · Realizar I+D+i en forma colaborativa entre los miembros del BioNA, para la generación de una cartera de proyectos que incluya nuevos productos orientados al desarrollo de la agroindustria del NA dentro de un concepto de Biorrefinerías integradas.
- · Crear las capacidades y dotar de los equipamientos necesarios alas instituciones integrantes del proyecto, para el logro de los objetivos académicos, tecnológicos y de transferencia propuestos.
- · Estudiar y redefinir procesos productivos en el marco de una Bioeconomía Circular, a través de una Red Interrelacionada de centros de Ciencia y Tecnología enfocados en procesos de Biorrefinerías, que contribuyan a ampliar y diversificar el perfil productivo de la región NA.
- · Formar RRHH profesionales técnicos y científicos a través de la red de instituciones del BioNA con el objetivo de impulsar y desarrollar conocimiento hacia la valorización de la biomasa.
- · Generar conocimientos científico-técnicos que sirvan de sustento para que los gobiernos provinciales definan lineamientos estratégicos para el fomento y desarrollo de la actividad industrial relacionada con plataformas de Biorrefinerías.
- · Comunicar los aspectos del conocimiento científico y tecnológico relacionado con las biorrefinerías, para motivar la participación del ciudadano en el desarrollo de una socio-economía sostenible.
Principales actividades involucradas en el BioNA.
Fortalezas, oportunidades y desafíos
Entre las principales fortalezas con las que cuenta la región para el desarrollo de procesos de biorrefinería se pueden mencionar:
i) la existencia de personal capacitado en el tema,
ii) amplia variedad de procesos desarrollados y analizados por los grupos de investigación involucrados,
iii) posibilidad de brindar capacitación a empresas,
iv) diversos vínculos con empresas foresto y agro industriales de la región,
v) procesos que emplean recursos renovables como materias primas,
vi) posibilidad de integrar en procesos de generación energética a partir de biomasa,
vii) posibilidad de integrar con diversos procesos de la foresto y agroindustrias,
viii) disponibilidad de materias primas en la región.
Además de las fortalezas, existen diversas oportunidades relacionadas con avances legales y reglamentarios que favorecen el desarrollo de la bioeconomía, tendencias mundiales al desarrollo de productos de bases renovables, subsidios estatales, existencia de centros de académicos de excelencia en la región, industrias establecidas que emplean diversas materias primas renovables y generan subproductos que son poco aprovechados, entre otros.
Uno de los principales desafíos de la implementación del BioNA es que requiere fortalecer los vínculos con el sector industrial de la región, lo que permitirá avanzar en el desarrollo de las investigaciones necesarias para la implementación de diversos procesos a escala comercial.
En este sentido, actores públicos, privados y académicos deberán delinear diversos mecanismos que faciliten la vinculación y transferencia.
Además, la estructura del BioNA contempla la figura de un Consejo Consultivo (CC) formado por Miembros Adherentes de organismos públicos y privados (representantes de Ministerios, Empresas, Consejos, Cámaras, entre otros). El CC es fundamental para detectar la demanda del medio socio-productivo, con el fin de orientar las investigaciones y demás actividades del BioNA.
Por otra parte, es necesario avanzar sobre estudios de mercado, políticas y reglamentaciones que fomenten la producción y comercialización de los productos de base renovable que se podrían desarrollar, tanto en el mercado interno, como para exportar a mercados potenciales.
También es importante trabajar sobre la estandarización de parámetros de los diversos productos para que puedan comercializarse, específicamente para el caso de nanomateriales y materiales compuestos.
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Misiones, localización estratégica de la planta piloto de biorrefinerías
Como se mencionó, uno de los principales objetivos del proyecto, es la creación de una planta piloto en Misiones.
Esta provincia presenta una estructura productiva que se apoya en explotaciones agro y foresto industriales con una alta concentración de pequeñas y medianas empresas. Se pueden mencionar numerosos aserraderos, industrias de producción citrícola, azucarera, de yerba y téy plantas productoras de pulpa celulósica y papel, entre otras.
En lo que hace al sector forestal, en el año 2018 la superficie implantada superaba las 405.000 hectáreas y el consumo de materias primas forestales (rollizos) cultivadas fue de alrededor de 3.400.000 m3.
En el año 2023, el relevamiento en el sector determinó que existen alrededor de 420.000 hectáreas de bosque cultivados, que representan alrededor del 33% de la superficie nacional implantada. Las principales especies implantadas son pino (76 %) y eucalipto (9 %).
Las actuales cadenas productivas de las industrias regionales, generan residuos (o subproductos), que parcialmente son aprovechados como fuente de generación energética. Como ejemplo, en el proceso de aserrado alrededor del 50% de la materia prima se convierte en residuos (corteza, aserrín, despuntes, entre otros), lo que significa que existirían más de 1.700.000 m3 de biomasa que podría transformarse en productos de mayor valor.
El establecimiento de una planta piloto de biorrefinería en la provincia de Misiones, representa un paso significativo hacia el desarrollo sostenible y la utilización de recursos renovables, presentando una serie de consideraciones importantes en términos de sostenibilidad y desarrollo productivo.
La misma busca aprovechar la disponibilidad de abundantes residuos foresto y agroindustriales, proporcionando una fuente sostenible de materia prima para la producción de diversos bioproductos, incluyendo biocombustibles, productos químicos, alimentos, materiales compuestos y nanomateriales.
Como se mencionó, los residuos de biomasa generados por las industrias son comúnmente empleados para generación de energía (vapor y electricidad), tanto para consumo propio como para su inserción en la matriz energética regional.
Por otra parte, además de las plantas de generación de energía existentes (a partir de biomasa), existen en la región nuevos proyectos de generación energética. Esto presenta una gran oportunidad para la instalación de biorrefinerías, entre otras, porque concentra el aprovechamiento energético y la logística de manejo de la biomasa.
Está demostrado que la generación energética integrada a la fabricación de productos de alto valor es una alternativa sinérgica de producción viable e innovadora que podría significar un salto de calidad en la matriz productiva regional y la generación de nuevas fuentes de trabajo.
La creación de la planta piloto del Programa de Celulosa y Papel (PROCYP) del Instituto de Materiales de Misiones (UNaM-CONICET), permitirá evaluar el desarrollo e implementación de los potenciales productos que podrían obtenerse, poniendo a disposición de las industrias regionales diferentes alternativas concretas para la valorización de diferentes materias primas.
El avance del proyecto de biorrefinería en Misiones resalta el compromiso de la región con la innovación y el cuidado ambiental. El proyecto BioNA resalta el papel de Misiones en el desarrollo sostenible del norte del país.
Autores:
Nicolás Martin Clauser (1); María Cristina Area (2)
(1) Investigador Asistente. PROCYP, FCEQyN, IMAM (CONICET-UNaM), Félix de Azara 1552, Posadas, Misiones, Argentina.
(2) DirectoraCentro Científico Tecnológico CONICET Nordeste, Instituto de Materiales de Misiones (IMAM) UNaM-CONICET. Programa de Celulosa y Papel (PROCYP)
ESTE ARTÍCULO FORMA PARTE DEL ESPACIO MENSUAL DE LA REDFOR.AR, EN ARGENTINAFORESTAL.COM, QUE BUSCA DIVULGAR Y GENERAR DEBATE SOBRE LA PROBLEMÁTICA FORESTAL DEL PAÍS. LAS OPINIONES PERTENECEN A LOS AUTORES.
