Agave, además del tequila, ¿el futuro en materia energética en México?

El proyecto 'Estrategias operativas y estudio técnico y económico en la producción de bioetanol utilizando bagazo de Agave tequilana' forma parte de las actividades del clúster de Bioalcoholes, que forma parte de la iniciativa del Centro Mexicano de Innovación en Bioenergía (Cemie-Bio), conformado por cinco clústeres, cada uno de ellos está enfocado en un área especializada en materia energética.

Dirigida por el doctor Héctor A. Ruiz, profesor investigador del Grupo de Biorrefinería del Departamento de Alimentos de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Coahuila (Uadec), esta investigación mixta estudia, a partir de resultados experimentales a nivel laboratorio y la simulación tecnoeconómica del escalamiento en una planta de biorrefinería, la viabilidad de la producción de biocombustibles a partir de bagazo de agave.

La maestra en Ciencias Daniela Lidieth Aguilar Pérez, colaboradora del clúster y del proyecto, explica cómo desarrollaron este estudio, su importancia, resultados y alcance en un contexto donde la contaminación y altos costos de los combustibles fósiles exigen la generación de alternativas energéticas a partir de la investigación.

Desarrollo del proyecto

"Hicimos todo el proceso de producción de biocombustible a partir de bagazo de agave… el que utilizamos fue Agave tequilana Weber var. azul, proporcionado por el Ciatej, unidad Zapopan en Jalisco, que a su vez fue obtenido de la industria tequilera", comentó Aguilar Pérez, egresada de la Facultad de Ciencias Químicas de la Uadec.

Lo que se hizo con este bagazo fue pretratarlo mediante procesos hidrotérmicos (considerados amigos del ambiente), después se aplicó una estrategia operativa que se llama presacarificación y fermentación, en donde se prehidroliza el sustrato ya pretratado (bagazo de agave) y después se inocula un microorganismo para la fermentación y obtención de bioetano.

Después de toda esta parte experimental, se realizó un estudio tecnoeconómico de la producción de bioetanol. "Lo que hicimos fue simular mediante un software comercial una planta de biorrefinería de segunda generación (2G), en donde obtuviéramos como producto principal el bioetanol", explica la especialista.

La importancia del agave

El bagazo de agave es uno de los residuos que más se producen en México, la industria tequilera es una de las grandes de bebidas alcohólicas en el país y se producen miles de toneladas al año, además que puede ser considerado una biomasa exótica.

De acuerdo con información de la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (Sagarpa), el tequila ya es comercializado en 98 países, con ventas que alcanzaron un volumen superior a los 196 millones 736 mil litros en 2016 y un valor estimado en mil 203 millones de dólares.

De todo este Agave tequilana que se consume –precisa la investigadora-, alrededor de 40 por ciento es tratado como desecho. Incluso, de acuerdo con los productores, pagan para que se lo lleven, porque es un residuo que no le ven importancia. "De ahí surgió el interés de utilizar este bagazo", asegura Aguilar Pérez.

"Nos basamos en diferentes escenarios que fueron: tamaños de planta y costos de materia prima. El diseño se basó en los datos que obtuvimos en el laboratorio, y el proceso se realizó utilizando pretratamientos hidrotérmicos y en una sola etapa para la obtención de bioetanol, hicimos una sola etapa y ahorramos pasos para que impacte bastante en lo económico", narra la académica.

Los resultados que obtuvieron -cuenta la especialista- en la parte experimental, además de trabajar con la presacarificación como estrategia operativa, también aplicaron altas cargas de sólidos pretratados y utilizaron hasta 15 por ciento de sólidos pretratados con muy buenos rendimientos para la producción de biocombustibles.

El futuro del proyecto

"Obtuvimos rendimientos superiores a 90 por ciento en sacarificación y superiores a 85 por ciento para conversión de glucosa y bioetanol. En la parte del estudio tecnoeconómico, observamos el impacto que tiene el concepto de biorrefinería 2G como tal. Sin duda alguna es importante considerar las melazas o los xilooligosacáridos como un subproducto, ya que esto disminuyó en forma significativa los costos de producción de bioetanol", explicó.

Además, evaluaron diferentes escenarios, como tamaños de planta, costos de materia prima, además de evaluar un panorama muy grande para ver cómo iban a fluctuar los precios de bioetanol. "Aun con los precios más altos y los escenarios con costos más bajos en cuanto a tamaños de plantas y costos de materias primas, resultaron costos de bioetanol muy competitivos en comparación con el precio actual de la gasolina. El costo más bajo de bioetanol fue de 0.5 dólares (USD) por litro y el más alto de 1.5 dólares por litro (USD).

"Los datos que obtuvimos experimentalmente están siendo utilizados por el clúster de Bioalcoholes del Cemie-Bio, estos datos serán utilizados para su escalamiento, su evaluación y ver cómo se comportan a un nivel piloto e industrial.

Como perspectivas podría ser el uso de otro tipo de materia prima, con base en regiones (con otro tipo de agave, bagazo de caña de azúcar, entre otros), utilizando este mismo diseño de planta, algún análisis de sustentabilidad o de vida que también es fundamental para este tipo de proyectos, evaluar tanto lo económico, ambiental y social, y ver el impacto en esas áreas.