Guía técnica para la utilización energética de los aceites

Guía técnica para la utilización energética de los aceites vegetales

Los autores Centro Franco-Brasileiro de Documentação Técnica e Científica (Cendotec) Marion Carli Felipe Coelho Costa Orlando Silva Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement (Cirad) Jean-Louis Bélot André Berthaud Didier Clement Abigail Fallot Philippe Girard Alexia Prades Patrick Rousset Pierre Silvie Gilles Vaitilingom Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) Napoleão Esberard de Macêdo Beltrão Renato Roscoe Innov-energie Christian Bedrossian Instituto Militar de Engenharia (IME) Wilma de Araujo Gonzáles Serviço Florestal Brasileiro (SFB) Ana Cristina dos Santos Azevedo Lucelia Alves de Macedo Waldir Ferreira Quirino Universidade Federal do Pará (UFPA) Diego Aires da Silva

Guía técnica para la utilización energética de los aceites vegetales

Coordinación: Patrick Rousset

Diagramación: Denys Márcio de Sousa

Fotos de la portada: Árvores Brasileiras, Lorenzi, 1992 Cirad Google imagens internet

Fotografías del capítulo1: Árvores Brasileiras, Lorenzi, 1992 Ferrão, 1993 Embrapa, 2004 Caetano & Souza, 2006 Sebrae, 2007 Anuário Brasileiro de Agroenergia, 2007 Cetec, 1983 Vasconcelos, 2007 Oliveira, 2007 Google imagens internet, 2008

Cirad SHIS QI 23 – Bloco “B” – Edifício Top 23 CEP: 71660-120 – Brasília – DF Teléfono: (61) 3366-1601 Fax: (61) 3366-4954 Sitio web: www.cirad.fr

G946

Guía técnica para la utilización de aceites vegetales/ Patrick Rousset, Coordinador. – Brasília : Cirad, 2008. 288p. : il. color. ; 22cm 1. Aceite vegetal (Combustibles). 2. A. I. Rousset, Patrick. II. Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement – Cirad. III. Centro Franco-Brasileiro de Documentação Técnica e Científica – Cendotec. IV. Serviço Florestal Brasileiro – SFB. V. Título. .. CDU(2.ed.)662.756.3

Esta publicación ha sido impresa con tintas vegetales sobre papel reciclado

IMPRESO EN BRASIL

Agradecimientos

El centro de Cooperación Internacional en Investigación Agropecuaria para el desarrollo (Cirad) Agradece a los autores la producción de la primera edición de esta guía técnica de las oleaginosas con un fin energético. Los más efusivos agradecimientos, son igualmente, para los socios que han apoyado la realización de esta obra, La Agencia del Medio Ambiente y del Control de la Energía (Ademe) y el Ministerio Francés de Asuntos Extranjeros europeos (MAE).

Prefacio

Los combustibles de origen vegetal forman parte del desarrollo de una alternativa al petróleo y lucha eficaz contra el cambio climático. Ellos proporcionan una contribución extremadamente importante al sector del transporte, reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero, y al sector energético permitiendo una independencia de las regiones alejadas o de aquellas que no posean reservas petrolíferas. Entre los biocombustibles, los aceites vegetales y sus derivados presentan evaluaciones ambientales muy favorables. En lo que respecta al biodiesel de aceite de palma, las emisiones de gases de efecto invernadero y las cantidades de CO2 liberados a la atmósfera casi se dividen por dos. Sin embargo, no hay que subestimar las repercusiones de las prácticas agrícolas sobre el medio ambiente e integrar completamente los criterios de un desarrollo sostenible para evitar la deforestación, la pérdida de biodiversidad y la explotación de poblaciones locales. Cuando se habla de biocombustibles, una multitud de plantas pueden ser consideradas. Las más difundidas en la región del Amazonas son el etanol derivado de la caña de azúcar y el aceite de palma. Convencidos del interés del aceite como combustible y del potencial de las oleaginosas de América del Sur, hemos querido profundizar nuestros conocimientos en diferentes plantas: el ricino, las palmeras amazónicas, la jatrofa, el maní, el algodón... Frente a la gran cantidad o a la ausencia total de datos, deseamos apoyar al CIRAD en la elaboración de una guía técnica sobre plantas amazónicas oleaginosas disponibles para la producción de biodiesel. Esta guía nos permitirá identificar las plantas oleaginosas que presentan un interés económico y social a nivel de la región amazónica y de sus poblaciones locales. La descripción de las tecnologías a aplicar para transformar la planta, es una verdadera herramienta de decisión para el empresario o inversor en la elección de cultivos específicos de nuestras regiones. ADEME – Delegación Regional de Guyana

Prefacio

A diferencia del etanol, la experiencia brasileña en materia de biodiesel es bastante “joven”, por lo que es, un sector particularmente interesante. Las interrogantes principalmente económicas que suscita hoy en día el biodiesel brasileño (impacto en la subida del precio de ciertos aceites sobre la viabilidad de ciertas inversiones) y además la riqueza del número de oleaginosas presentes sobretodo en territorio brasileño, sugieren que el desarrollo del biodiesel brasileño no dependerá de una sola materia prima vegetal, a diferencia de la caña de azúcar con el etanol. Si los aceites de soya o de ricino han tenido tendencia a ser favorecidos hasta hoy, es bastante probable que la gama de aceites vegetales destinados a la fabricación de biodiesel crezca en los próximos años hacia materias primas como los aceites de jatrofa, de palma, de girasol…Esta tendencia se confirma desde hace algunos meses en los proyectos de construcción de fábricas y, puede ser a veces precipitada sobre el terreno. El probable aumento del número de aceites vegetales que serán utilizados durante mucho tiempo en la producción de biodiesel, impone de antemano un buen conocimiento científico y técnico de las oleaginosas disponibles en Brasil (Caracterización físico-química de los aceites, requerimiento de agua, riesgos fitosanitarios, necesidades logísticas…). Desgraciadamente, hasta el momento, la información no es necesariamente rigurosa, no está disponible en su totalidad o simplemente es presentada como una síntesis Si la diversidad de materias primas disponibles en Brasil para la fabricación de biodiesel es real, esta no será potencial a menos que sea mejor caracterizada tanto técnica como científicamente. Esta guía, por la calidad y cantidad de información que contiene, contribuye a dicho objetivo plenamente. Más allá de ser una síntesis, esta guía se inscribe absolutamente dentro de debates y cuestiones mucho más profundas, ya sean estas medioambientales (cambio climático), sociales (importante e inherente al lanzamiento del programa de biodiesel en Brasil) o que se refieran al desarrollo rural brasileño. Sobre este punto, contrariamente a la producción de caña de azúcar, muy concentrada geográficamente, la

producción de aceites vegetales, deberá cubrir una gran parte del territorio brasileño.

Embajada de Francia en Brasil Manuel Marciaux Agregado Agrícola

Prólogo

El Brasil es reconocido como uno de los gigantes de la agricultura mundial: primer productor mundial de azúcar, concentrado de jugo de naranja y de café, segundo productor de soya, de aves de corral y de carne bovina (¡pero primer exportador!), tercer productor de maíz y de frutas… la lista de “primeros lugares” es larga. Desde el 2005, fue otro “primer lugar” de la agricultura brasileña que atrajo a este país innumerables delegaciones de gobiernos de las principales potencias económicas del planeta, así como organismos internacional y multilaterales (FAO, FMI, CE, CNUCED…): el de primer exportador de etanol biocombustible (y primer productor del mundo hasta el 2006, antes de ser superado por los EEUU en el 2007). La historia de la cooperación entre el CIRAD y la investigación agronómica brasileña es mucho más antigua, incluida la bioenergética. En el 2008, de hecho, celebramos el trigésimo aniversario de una cooperación continua a través de investigadores (31 en el 2008) integrados en equipos locales. La dimensión continental del Brasil, la diversidad de sus climas y de sus agro-sistemas, la riqueza de sus recursos naturales (agua, bosque, biodiversidad), la excelencia científica de su investigación, y además la gran proximidad cultural y política entres los dos países, son suficientes razones que han permitido el desarrollo de una asociación con las instituciones científicas brasileñas: EMBRAPA, Universidades (federales y de estados federados), centros especializados como el IBAMA o la CEPLAC, y socios agrupados o privados como el WWF-Brasil, la COODETEC o IPEF. La acción del CIRAD en el Brasil está a la presente y a mediado plazo, estructurado alrededor de tres temas de interés común con sus socios brasileños: la biología aplicada a la mejora de variedades, la gestión de recursos naturales y las políticas públicas para el desarrollo territorial sustentable y la bioenergía. Es principalmente a través de investigaciones realizadas sobre estos dos últimos ejes prioritarios, que el CIRAD y sus socios brasileños han puesto su interés en el programa de biodiesel brasileño. Lanzado en enero del 2005 por el gobierno, tiene como objetivo dar un fuerte impulso al desarrollo de la producción y utilización de biodiesel, a través de una reglamentación adecuada, de incentivos económicos y de apoyo a la investigación.

Y es para satisfacer una necesidad identificada a lo largo de estas investigaciones y también a lo largo de encuentros con las instituciones implicadas en este sector, que el CIRAD ha tomado la iniciativa de coordinar la redacción de la presente guía práctica “Guía técnica de oleaginosas para una utilización energética” de la cual no existe equivalente en Brasil. Aprovecho la ocasión de este prefacio para dirigir, en nombre del CIRAD, mis más sinceros agradecimientos a los autores y editores, así como al Ministerio francés de Asuntos Exteriores y a La Agencia del Medio Ambiente y del Control de la Energía (ADEME) ya que sin su apoyo, la realización de esta guía no habría sido posible. Dirijo también mis felicitaciones a Patrick Rousset quien promovió esta iniciativa y coordinó su realización con éxito.

¡Espero que disfruten de la lectura!

Philippe Petithuguenin, Director regional del CIRAD en Brasil.

Contenido

Prefacio……….……….……….……….……….……….……….……………

7

Prefacio……….……….……….……….……….……….……….……………

9

Prólogo……….……….……….……….……….……….……….…………….

11

Introducción……….……….……….……….……….……….………………

17

Capítulo 1 fichas descriptivas de las oleaginosas brasileñas……….

19

1.

Algodón (Gossypium spp.)……….……….……….……….……………..

21

2.

Maní( Arachis HypogeaL ) ……….……….……….……….……………..

33

3.

Palmera Babassu (Orbygnia phalerata)……….……….……………...

43

4.

Palmera Buriti (Mauritia flexuosa L)……….……….……….……………

49

5.

Colza (Brassica napus)……….……….……….……….……….…………

55

6.

Palma de aceite (Elaeis guineensis Jacq)………..….……….……….

61

7.

Girasol (Helianthus anuus)……….……….……….……….………………

71

8.

Ricino (Ricinus communis L). ……….……….……….……….…………...

79

9.

Jatrofa Curcas (Jatropha curcas)……….……….……….…………….

87

10. Copaiba (Copaifera langsdorffi)……….……….……….……………...

95

11. Asaí (Euterpe Oleracea Mart)……….……….……….……….…………

103

12. Palmera Tucuman (Astrocaryum aculeatum)……….……….……….

115

13. Murumuru (Astrocaryum Farinosum)……….……….……….………….

121

14. Bacaba (Oenocarpus bacaba)……….……….……….………………

125

15. Cacao (Theobroma cacao L.)……….……….……….……….………..

131

16. Cupuazú (Theobrama grandiflorum)……….……….………………….

138

17.

Nuez de Brasil (Bertholletia excelsa)……….……….……….…………...

145

18.

Andiroba (Carapa guianesis)……….……….……….……….…………..

153

19.

Macauba ( Acronomia Aculeata) ……….……….……….……………..

159

20.

Ucuba (Virola surinamensis)……….……….……….……….…………….

167

21.

Palmera Indaiá (Attalea borgesiana)……….……….……….…………

173

22.

Pequi (Caroycar Brasiliense)……….……….……….……….……………

179

23.

Cocotero (Cocos nucifera L.)……….……….……….……….………….

187

Referencias Bibliográficas……….……….……….……….……….……….

201

Capítulo 2

207

1.

2.

3.

Extracción, acondicionamiento y uso……….………. de los Aceites Vegetales Puros Combustibles Introducción……….……….……….……….……….……….……….………

209

Los aceites Vegetales naturales (o puros) combustibles……….……

211

1.1 Generalidades……….……….……….……….……….……….……….

211

1.2 Características……….……….……….……….……….……….……….

211

1.3 Historia……….……….……….……….……….……….……….……….

214

1.4 Ventajas de los aceites vegetales como combustibles……….

216

Lo que hay que recordar……….……….……….……….……….……….

217

Extracción y acondicionamiento de los aceites vegetales………… Combustibles 2.1 Recolecta de las almendras, granos o frutos……….……….…….

219

2.2 Pre tratamiento antes del prensado……….……….……….……….

220

2.3 Prensado y trituración……….……….……….……….……….………

220

2.4 Tratamientos y calidad…….……….……….……….……….………

223

2.5 Decantación y filtración……………………………………………….

224

2.6 Almacenamiento y distribución……….……….……….……….……

226

Lo que hay que recordar……….……….……….……….……….………

227

Utilización de los aceites vegetales puros en los motores a diesel…

229

3.1 Introducción: Funcionamiento de los motores a diesel……….…

229

3.2 Los motores de inyección directa y los de inyección indirecta..

231

219

4 .

5

3.3 Problemas encontrados durante el uso de aceite vegetal puro combustible……….……….……….……….……….……….………... 3.3.1 La viscosidad……….……….……….……….……….……………..

233 234

3.3.2 Influencia de la composición química de los aceites……….

235

3.4 Modificaciones de las cámaras de combustión de los motores de inyección directa……….……….……….……….……….……………. 3.5 Adaptación tipo “bicarburación” en los motores de inyección directa……….……….……….……….……….……….……….. 3.5.1 Control de las condiciones de conmutación petrodiesel / aceite vegetal……….……….……….……….……….……….……….………. 3.5.2 Importancia de la carga del motor en la conmutación petrodiesel / aceite vegetal……….……….……….……….……….……….. Lo que hay que recordar……….……….……….……….……….……………

236 237 238 239 240

Comparación de desempeño y polución entre el aceite vegetal y el fuel en los motores a diesel modificados

243

4.1 Desempeños comparados……….……….……….……….……….……..

243

4.2 Contaminación comparada……….……….……….……….……………

244

Lo que hay que recordar……….……….……….……….……….……………

246

Usos de los aceites vegetales puros en quemadores……….……………

247

5.1 Usos de los AVP en quemadores……….……….……….……….……….

247

5.2 Principio de funcionamiento de los quemadores modernos………..

248

5.3 Adaptaciones de los quemadores para utilizar AVP……….…………

249

.

5.3.1 Ejemplo de quemadores con el aceite bruto de palma: 249 Problemas encontrados y modificaciones a efectuar……….…………... 5.3.2 Los problemas de ennegrecimiento……….……….…………... 250

6

5.4 Comparación de desempeño y polución entre el fuel y los aceites vegetales……….……….……….……….……….……….……………. 5.5 Breve vistazo de los quemadores AVP disponibles en el mercado..

251 252

Lo que hay que recordar……….……….……….……….……….……………

253

La pequeña cogeneración a partir de aceites vegetales………………

255

6.1 Principio……….……….……….……….……….……….……….……………

255

6.2 Campos de aplicación de la cogeneración……….……….…………

256

7.

6.3 La pequeña cogeneración a partir de aceite vegetal……………...

256

Lo que hay que recordar……….……….……….……….……….……………

260

Ejemplos de implementaciones y perspectivas……….……….…………..

263

7.1 Ejemplos de usos……….……….……….……….……….……….………...

264

7.2 Perspectivas……….……….……….……….……….……….……………..

265

Referencias bibliográficas……….……….……….……….……….………….

269

Capítulo 3-Elementos de evaluación económica de los aceites combustibles…….……….……….……………... Introducción: ¿Cómo evaluar el beneficio económico de un aceite combustible? ……….……….……….……….……….……….. Cálculo del precio de coste……….……….……….……….……….……….

277

Análisis del precio de mercado……….……….……….……….…………....

283

Análisis de viabilidad……….……….……….……….……….……….………...

285

273 275

Introducción

El Brasil, gracias a sus especies cultivables, su dinamismo agrícola, su biodiversidad vegetal y su clima, va a llegar a ser probablemente uno de los actores mundiales en la producción de biodiesel. Siendo ya el primer productor y exportador de biocombustibles con el etanol, el biodiesel y los aceites vegetales que, específicamente se han convertido en una prioridad para la producción de energía nacional. El contexto socio-económico es hoy en día muy diferente del que permitió hace unas pocas décadas el desarrollo de la cadena del alcohol. En primer lugar porque la cadena del biodiesel deberá contar con actores económicos privados y públicos, nacionales o extranjeros para tener éxito, lo que no sucedió con el etanol. En segundo lugar, porque tales cultivos energéticos van a entrar en competencia con los cultivos oleaginosos orientados a la alimentación.

En los últimos años, varios estudios sobre los aceites vegetales se han llevado a cabo en el Brasil y el mundo. Desgraciadamente, la dispersión de la información, principalmente debida a la diversidad de equipos e instituciones, ha hecho difícil la difusión de resultados. Esta falta de cohesión y en consecuencia un acceso limitado a la información, ha sido regularmente planteada por la profesión, tanto a nivel de las instituciones de investigación como de la industria. Es evidente que una guía que reagrupe el conjunto de estas informaciones interesaría a buen número de lectores. A través de esta guía, esperamos dar respuestas a algunas de las preocupaciones de los productores y usuarios de los aceitescombustibles. Por esto, este libro presentará:

•

Las zonas geográficas adecuadas para los diferentes cultivos energéticos en el Brasil.

•

Aspectos botánicos y agronómicos de las plantas oleaginosas con el mejor potencial.

•

Las características de los aceites vegetales y de sus productos,

•

Las tecnologías de procesamiento y utilización de estos aceites,

•

Una metodología de apoyo para la decisión, que permita evaluar a nivel de pre - factibilidad, el interés técnico-económico de proyectos de inversión.

Este libro ha sido estructurado para satisfacer necesidades diferentes. Sin embargo, a nivel de aplicaciones, está más bien orientado como “fuerza motriz” hacia la utilización de aceites vegetales puros (AVP). Los procesos de transesterificación no son abordados puesto que ya han sido objeto de numerosas publicaciones que no hemos deseado retomar aquí, El primer capítulo está organizado en forma de fichas técnicas que describen la morfología y las condiciones edafo-climáticas propias del cultivo de las plantas oleaginosas concernientes. Los elementos de información, cuando estos están disponibles, nos participan de la organización de la producción. Este capítulo presenta igualmente las características físico-químicas de los aceites vegetales. Hemos usado fichas simplificadas donde el lector pueda encontrar la información básica que le sea necesaria. De manera excepcional, este capítulo no se ocupará de la soya puesto que ya existe una gran cantidad de literatura que trata dicho tema. El segundo capítulo aborda los ámbitos de utilización de los AVP. Esta dedicado a las técnicas de acondicionamiento y transformación de los granos oleaginosos para la producción de aceite y a su utilización en motores, quemadores y en cogeneración a pequeña escala (producción combinada de calor y electricidad). Por último, el capítulo 3 aporta una metodología para juzgar el interés económico de la utilización de un aceite-combustible como proyecto de sustitución. Esperamos que esta guía constituya, para los usuarios públicos y privados, una gran fuente de información a partir de la cual podrán captar el potencial de las oleaginosas para un uso energético.

Capítulo 1 Fichas descriptivas de las oleaginosas brasileñas

Ana Cristina dos Santos Azevedo, Christian Bedrossian, Jean-Louis Bélot, Napoleão Esberard de Macêdo Beltrão, André Berthaud, Marion Carli, Didier Clement, Felipe Coelho Costa, Wilma de Araujo Gonzáles, Lucelia Alves de Macedo, Alexia Prades, Waldir Ferreira Quirino, Renato Roscoe, Patrick Rousset, Diego Aires da Silva, Orlando Silva, Pierre Silvie

Guía técnica para la utilización de los aceite vegetales

1. Algodón

(Gossypium spp.)

1. Descripción botánica •

Familia: Malvácea

•

Especies: Gossypium hirsutum et G. barbadense

•

Nombre popular: algodón, algodonero

2. Descripción morfológica El algodón es un arbusto perenne, que bajo la presión de la selección varietal es ahora cultivado como una planta anual. Su tallo principal es cilíndrico, recto y tiene brotes emitidos al nivel de sus nudos. Las ramas laterales son “vegetativas”, en cantidad variable en la base de la planta, o “fructíferas” a partir de un determinado nivel. El algodón presenta varios tipos de hoja, siendo las hojas principales lobuladas, pero con gran poliformismo según las especies y variedades. La flor de tipo hermafrodita, es simétrica y completa, rodeada de brácteas, con pétalos generalmente amarillos que llegan a ser rosas luego de la fecundación. El fruto verde es una cápsula cerrada de 3 a 5 compartimentos, en los cuales las fibras de algodón crecen sobre la superficie de los granos. La cápsula madura es dehiscente, lo que permite la recuperación de los granos y de la fibra (el algodón-grano) Su raíz principal es pivotante, a lo largo del tallo principal de la planta, pudiendo alcanzar hasta 2,5 m de profundidad. La raíz se sitúa en gran parte dentro de los 20 primeros centímetros desde el suelo.

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En diversas partes de la planta, el algodón presenta glándulas de gossipol, las cuales encierran diversos pigmentos tóxicos.

3. Condiciones edafo-climáticas El algodón es una planta tropical que posee, relativamente, una gran adaptabilidad •

Clima: cálido, con un periodo seco sobretodo en el momento de la maduración de la planta y de su cosecha

•

Suelo: La planta prefiere suelos de textura media, profundos y ricos en materias orgánicas, permeables, bien drenadas y bastante fértiles. Sin embargo, esta planta de gran adaptabilidad, puede ser cultivada en diferentes suelos con características más hostiles y menos fértiles, con un mínimo de ajustes.

•

Temperatura: debe estar entre los 14° C y 40° C, la temperatura ideal se sitúa entre 23° C y 32° C. Arriba de 35° C, la foto respiración es demasiado elevada, lo que reduce la fotosíntesis neta y obstaculiza la capacidad productiva de la planta.

•

Humedad: Alrededor de 60%

•

Precipitación: de 700 a 1300 mm; pero una producción razonable puede ser obtenida con menos de 600 mm de lluvia durante su ciclo o, al contrario, con más de 2000 mm como en el estado de Mato Grosso (MT).

•

Altitud: puede ser cultivada hasta los 1000 m si la temperatura lo permite.

4 Localización de la producción Para el año 2007/08, el Brasil era el quinto productor mundial de fibra, con 1306 millones de toneladas. •

Desde el comienzo del año 2000, la producción de algodón en Brasil está concentrada en el bioma del cerrado de la región centro oeste (estados de Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Goiás, Distrito Federal), y en los estados de Bahía y Minas Gerais. Para el año 2007/08, más de un millón de hectáreas fueron cultivadas

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siguiendo un sistema de cultivo altamente intensivo y totalmente mecanizado. •

Las antiguas regiones de cultivo de algodón, tanto del Noreste como de los estados del sur de Brasil (Sao Paulo y Paraná), tradicionalmente de agricultura familiar o de pequeños agricultores que realizan la cosecha manual, representan menos del 8 %de la superficie y 5 % de la producción.

5. Organización de la producción Todos los parámetros indican que el Brasil podría incrementar significativamente su producción, con condiciones de mercado favorables. La mayoría del algodón de Brasil es producido en sistemas de cultivo altamente intensivos y totalmente mecanizados. La productividad (entre 4 y 5000 Kg. de algodón-grano/ha) es la más elevada del mundo para sistemas pluviales, el algodón-grano es generalmente desmotado en las granjas/empresas agrícolas (haciendas), y la fibra comercializada por el productor. El Brasil posee más de 280 fábricas de desmotado, pero solamente 27 son modernas y de alta capacidad. Cerca del 40 % de la fibra es exportada. En el sur y el noreste, los pequeños productores son supervisados por cooperativas o fábricas privadas de desmotado, que asumen a menudo el rol de proveedores de insumos. Una muy pequeña fracción de la producción es destinada a los nichos de mercado, como algodón de colores en el noreste (Estado de Paraíba) o biológico (regiones noreste y sur), gracias a la organización de cadenas integradas.

6. ciclo de cultivo Varía entre 120 y 210 días, según la cantidad de agua, de calor recibido y la precocidad de la variedad. El ciclo debe ser elegido de manera que el cultivo se beneficie de lluvias a partir de la siembra, pero la maduración y cosecha deben tener lugar en el momento de la época seca. Las condiciones climáticas de los cerrados reúnen estos requisitos perfectamente.

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7. Plagas y enfermedades •

Las enfermedades

Numerosas enfermedades están presentes en Brasil, favorecidas por las condiciones de humedad de los cerrados. Son provocadas por: o

Bacterias: la bacteriosis (Xanthomonas axonopodis pv. malvacearum)

o

Hongos:

enfermedades de semillas (Colletotrichum, Fusarium, Pythium, Rhizoctonia, etc.), la Ramulosis (Colletotrichum gossypii var. cephalosporioides), la ramulariosis (Ramularia areola), la alternaria Alternaria sp), la mancha foliar gris(Stemphylium solani), la fusariosis (Fusarium oxysporum f. sp. vasinfectum) ;

o Virus: la enfermedad “azul”, causada por un luteovirus transmitido por pulgones y diferentes mosaicos transmitidos por la mosca blanca Los nematodos están aumentando, de las cuales existen tres principales especies: Meloidogyne incognita, Rotylenchulus reniformis y Pratylenchus brachyurus.

•

Plagas

La fauna de Artrópodos del algodón es muy diversa en Brasil. Las plagas conocidas son: o

Lepidópteros (Alabama argillacea, Heliothis virescens, Spodoptera frugiperda et S. eridania, Pectinophora gossypiella);

o

Pulgones (Aphis gossypii) ;

o

Gorgojo del algodón, o anthonome (Anthonomus grandis) ;

o

Ácaros (Tetranychus urticae, Polyphagotarsonemus latus) ;

o

Mosca blanca (Bemisia tabaci)

o

Chinches (Pentatomidae, Horciasoides nobilellus e Dysdercus spp.) ;

o

Insectos barrenadores (Eutinobothrus brasiliensis et Conotrachelus denieri), notablemente en la región del sur;

o

Tisanópteros o trips (Frankliniella spp.).

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8. La cosecha La cosecha puede efectuarse de manera manual o con ayuda de maquinaria. Cuando es manual, sacos de algodón o de yute son utilizados a fin de limitar la contaminación con fibras de polipropileno, luego el algodóngrano es secado al sol antes de su almacenamiento. La cosecha es realizada en varias pasadas, a medida que las cápsulas se abren. La cosecha mecanizada es llevada a cabo por diferentes tipos de maquinas, del tipo “picker”, equipadas de rodillos que recuperan el algodón-grano, o bien del tipo “stripper”, que arrancan toda la cápsula. Se requiere un preparación de la parcela, que debe estar sin mala hierba, con sus plantas defoliadas y más del 90 % de cápsulas abiertas. Para esta preparación, el productor utiliza maduradores o defoliantes. El algodón-grano cosechado mecánicamente está generalmente más cargado de desechos de cápsulas, ramitas y hojas, que la cosecha manual. Después de la cosecha los restos son compactados e incorporados al suelo. Esta biomasa leñosa constituye en ciertos países (Egipto, India) una fuente energética significativa (empleado en “briquettes”).

9. Descripción del producto cosechado. La cosecha de cápsulas está constituida por algodón-grano, semilla y fibra todavía ligados al integumento de ellas. La fibra del algodón es de hecho un cilindro de varias capas de celulosa depositada en largos /filamentos que tienen como origen las células de la epidermis de cada grano. Para ser utilizada en la industria textil, la fibra debe, por lo tanto, estar de antemano separada de la semilla, proceso industrial o artesanal llamado desmotado

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10. Etapas de transformación En las fábricas de desmotado el algodón-grano es sometido a diferentes etapas de limpieza, secado y apertura, antes de ser sometidas a procesos de desmotado que separan la fibra del grano.

La fibra Según la longitud y la calidad de la fibra comercializada, diferentes procesos son empleados: •

Para las fibras de longitud media (27 a 31 mm), que constituyen la gran parte de la producción brasileña y mundial, el proceso de desmotado emplea desmotadoras con sierras;

•

Para las fibras largas, de las que se desea preservar las cualidades, se utiliza desmotadoras con rollos.

Una clasificación de la calidad se realiza antes de la comercialización. Cada paca de algodón es clasificado visualmente y/o con la ayuda de máquinas automáticas llamadas HVI, que analizan una muestra.

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El grano Después del desmotado, el grano de algodón esta todavía recubierta de “linter”, pelos cortos en la superficie. Aunque sean considerados como subproductos del cultivo y representen menos del 10% del valor de la cosecha, el grano tiene varios usos. Este puede ser incorporado en este estado hasta en un 30 % en las raciones alimenticias del ganado. Más allá de este valor, el gossipol, pigmento tóxico igualmente presente en las semillas, puede provocar desordenes digestivos. En ningún caso la semilla debe emplearse en la alimentación de animales monogástricos. En la industria, la semilla puede someterse a un deslintado mecánico que permita recuperar el “linter”, compuesto en gran parte de celulosa. Las semillas deslintadas pueden servir como simientes o en la aceitería. En las aceiteras, el cuesco es de antemano separado de la almendra. El cuesco es utilizado para alimentar las calderas de las fábricas. Las almendras se someten a los procesos de extracción del aceite, por prensado mecánico y/o químico y generalmente la extracción con hexano. En el caso de la producción de aceite para el consumo humano, el aceite en bruto pasa enseguida por las etapas de desgomado, neutralización y clarificación. El aceite en bruto puede seguir otras vías de valorización energética o química. Los residuos de la extracción, tortas (residuos sólidos) y harinas, aunque de valor nutritivo inferior a las tortas de soya, son utilizados en la alimentación animal. En estas tortas, el gossipol fue neutralizado en combinación con ciertos aminoácidos durante los distintos procesos de extracción al calor.

Rendimiento En los cerrados brasileños, la productividad media en algodón-grano es superior a 4000 Kg. /ha de algodón-grano. El “Harvest Index” de las variedades actuales, que es el peso del algodón-grano dividido por la biomasa aérea total, se sitúa entre 0,4 y 0,55. La biomasa de los tallos leñosos de la cosecha representan, por lo tanto, entre 7 y 10 toneladas/ha. El porcentaje de grano se sitúa alrededor del 56 %, la fibra representa un 40 % (entre 36 y 44 %) y la diferencia constituyen las impurezas. El porcentaje de aceite en los granos con linter se sitúa en torno al 20 %, lo que representa una producción aproximada de 450 Kg. de aceite por hectárea en los cerrados. Los factores varietales y medioambientales pueden modificar significativamente estos valores.

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11 Logística •

Almacenamiento de algodón-grano: después de la cosecha, el algodón-grano puede ser directamente encaminado hacia las fábricas de desmotado, ya sea como carga a granel mediante remolques especiales, o bien por camión sobre los cuales los sacos de cosecha manual son apilados. En la mayoría de cosechas mecánicas, el algodón-grano es almacenado cerca de los campos bajo la forma de bloques de diez toneladas, llamados “módulos”, los cuales toman dicha forma mediante prensado. La humedad del algodón no puede exceder 12% y cada módulo es recubierto de láminas plásticas. Su temperatura es controlada a fin de prevenir cualquier daño por fermentación.

•

Desmotado: los módulos son luego transportados a las fábricas de desmotado mediante remolques especialmente adaptados. El módulo es entonces fragmentado antes del inicio del proceso de desmotado del algodón-grano.

•

Transporte de la fibra y del grano: al final del proceso, la fibra es prensada, obteniendo la forma de pacas de 200 Kg., cuidadosamente envueltas. Es bajo dicha forma que el algodón es comercializado internacionalmente. El grano obtenido es transportado como carga granel hacia los lugares de utilización, para la alimentación animal (grano entero o tortas) o para la producción de aceites.

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12. Características físico-químicas del aceite Contenido Ácidos saturados

18,4 – 37,7 %

Ácidos insaturados

62,3 – 81,6 %

Composición

Viscosidad cinemática Masa específica Poder calorífico Índice de saponificación Índice de yodo

Detalle - mirístico (C14:01) = 0,4 – 2% - palmítico (C16:0) = 17 – 31% - esteárico (C18:0) = 1 – 4% - behénico (C22:0) = -< 0,7% - palmitoleico (C16:1) = 0,4 – 2% - oleico (C18:1) = 13 – 44% - linoleico (C18:2) = 33 – 59% - linolénico (C18:3) = 0,1 – 2,1%

37,9 cst2 (a 37,8ºC) 0,915 – 0,923 g/cm3 (a 25 ºC) 8.050 Kcal. /l 189 – 198 mg KOH /g 99 – 113 mg l2/g

13. Características y uso de los subproductos. Producto Fibra Linter

Características HVI (Len, Str, IM etc...) Celulosa

Cuesco

Lignina y celulosa

Almendra

30 % a 40% de proteínas 35% a 40% de lípidos

Aceite en bruto Tortas y harina Aceite refinado Borra Harina desengrasada

Uso Textil Textil y químico Calorífico y fuente de fibras de fácil digestión para los rumiantes Fuente de proteínas para la alimentación humana, después de la eliminación del gossipol. Industria química o biodiesel Raciones animales y fertilizantes Alimentación humana

Producto principal

Subproductos primarios

Subproductos terciarios

El primer número indica la cantidad de carbonos de la cadena y el segundo la cantidad de insaturaciones (dobles enlaces) 2 1 cst (centistoke) = 1mm2/s 1

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14. Usos energéticos del aceite •

Actualmente: probado como biodiesel.

•

Potencial: Excelente en lo que concierne a la producción de biodiesel dada su constitución de ácidos grasos, saturados e insaturados.

15. Usos no energéticos del aceite. El aceite de algodón tiene numerosas aplicaciones: alimenticias (margarinas, galletas, chocolates), cosmetología, farmacéutica, sanitaria, energética (calefacción), lubricación, grasas, confección de jabones. Presenta una excelente calidad nutricional (ácidos grasos esenciales como el ácido linoleico) y es rico en vitamina E.

16. Organización del mercado La totalidad del grano de algodón producido en Brasil es utilizado para consumo interno, ya sea para la alimentación animal directa, o bien transformado en aceite. En el 2005, el Brasil exportó 7666 toneladas de aceite de algodón refinado en 0,48 dólares por kilo. Un estudio hecho por el Centro de Estudios Avanzados en Economía Aplicada – CEPEA- Esalq/USP (2006) considera que el biodiesel producido a partir del algodón en el noreste es más barato. Solo cuesta 0,66/litro. Sin embargo, no es posible calcular el costo de producción del grano de algodón; siempre es más fácil tomar su precio del mercado, bastante fluctuante entre un año y otro. Según Barros et al. (2006), entre febrero y mayo del 2005, la tonelada de grano de algodón ha sido vendida en 180,00R$ en el estado de Bahía y en 214,25R$ en el estado de Mato Grosso. La tabla 1 presenta los costos de producción de un litro de algodón a costos del mercado de la materia prima.

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Tabla 1: Costo del litro de biodiesel de algodón a partir de los precios del mercado en el marco de una producción industrial en tres escalas, en las regiones Noreste y centro Oeste. (Valores en R$) Escala de producción

Región Noreste

Región Oeste

Centro

-

10000t/año

40000t/año

100000t/año

Materia prima al costo del mercado

0,824

0,712

0,662

Materia prima al costos del mercado

1,904

0,975

0,923

Fuente: Barros et al. 2006. * Información de la cosecha 2004/2005

La información encontrada habla generalmente de algodón-grano o de la fibra. Planta relativamente poco exigente en agua, a menudo cultivada en Brasil en los cerrados en rotación con la soya. La fibra representa más del 90 % del valor del producto cosechado, teniendo en cuenta que el grano tiene múltiples usos, tanto en alimentación animal y humana, así como en aplicaciones industriales. Las especies cultivadas poseen generalmente gossipol, pigmento tóxico presente en pequeñas partes aéreas y en el grano.

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2 – Maní

(Arachis hypogea L)

1. Descripción botánica •

Familia: Leguminosa

•

Especie: Arachis Hypogea L

•

Nombre popular: Maní

2. Descripción morfológica. El Maní es una hierba compuesta de un pequeño tallo y de hojas trifoliadas abundantes. Su raíz pivotante mide entre 30 y 50 cm. Sus flores son de color amarillo. Después de la fecundación estas se inclinan hacia el suelo y su fruto (o vaina) se desarrolla en tierra.

3. Condiciones edafo-climáticas •

Clima: temporada vegetativa cálida, bien definida y lluvias moderadas.

•

Suelo: la planta puede ser cultivada en todos los tipos de suelo. Sin embargo, su productividad aumenta si la parcela esta bien

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drenada. Suelos arenosos son preferibles puesto que favorecen la penetración de los ginóforos o “ergots”, así como el desarrollo de las vainas •

Temperatura: para una mejor productividad, es recomendable que permanezca en una temperatura entre 22 y 29 °C. La temperatura anual media no puede ser inferior a 17 °C.

•

Humedad: variable

•

Precipitación: de 500 a 700 mm. La planta resiste bien a las sequías gracias a su larga raíz.

•

Altitud: adaptación a diferentes alturas

4. Localización de la producción •

Actualmente: la predicción de la cosecha brasileña para el 2005/06 es de 286000 toneladas de vaina. El estado de Sao Paulo es el más grande productor de maní con 75 % de la producción nacional, seguido de Mato Grosso 7%, Mato Grosso do Sul 4,3% y Paraná con 3,7%. Se estima que 80 % de las tierras puestas en rotación, después del cultivo de caña de azúcar, son ocupadas por maní. La superficie sembrada es de 113000 hectáreas. El maní puede ser asociado al cultivo de la caña de azúcar.

•

Potencial: 15 % de la superficie utilizada por la caña de azúcar podría estar consagrada anualmente al cultivo de esta oleaginosa. El maní tiene la facultad de fijar elementos nutritivos al suelo. Según datos de la EIA3, la superficie potencial de cultivo es de 550000 hectáreas en el estado de Sao Pablo.

5. Organización de la producción. En las regiones del sur de Brasil, el cultivo de maní está asegurado por los propios productores y además por los granjeros de las zonas de producción de caña de azúcar. La cosecha es generalmente mecanizada. En la región noreste, el tamaño medio de una plantación de maní varía de un tercio de hectáreas a 5 hectáreas. Este cultivo se sustenta generalmente de mano de obra familiar.

3

Instituto de Economía Agrícola

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6. Ciclo de cultivo Entre los cultivos tropicales anuales, el maní es la planta que tiene el ciclo vegetativo más corto. Las variedades más precoces son cosechadas al cabo de 90 días. A pesar de existir numerosas variedades, hay dos grandes tipos de cultivo:

•

Las plantas rastreras, que representan de 85 a 90 % de la producción. Estas poseen un ciclo más largo, alrededor de 130 días, pero presentan una mejor productividad, un menor costo de semillas y de recolección, que es totalmente mecanizada, así como una mejor resistencia a las enfermedades foliares.

•

Las variedades arbustivas, que representan de 10 a 15 % del total de la producción. Estas tienen un ciclo más corto, de 90 a 120 días.

7. Plagas y enfermedades •

Enfermedades

o

La cercosporiosis, el punto negro o la mancha negra (Cercosporidium personatum) ;

o

La mancha de la hoja marrón o gris (Cercospora arachidicola) ;

o

Sarna del maní (Sphaceloma arachidis).

Las aflatoxinas, agente cancerígeno natural, es producido por «Aspergillus flavus » que se desarrolla sobre los granos en condiciones de 9 a 35 % de humedad. También está presente en los granos, la harina y los productos derivados. No existe en el aceite. •

Las plagas:

o

Los tisanópteros (Enneothrips flavens y Caliothrips brasiliensis);

o

la cigarra (Empoasca kraemeri).

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8. La cosecha En las pequeñas propiedades, la mano de obra familiar se encarga de la cosecha y transformación. Después de arrancar manualmente las plantas, estas son puestas a secar, a fin de reducir la humedad de los granos. No es recomendable retrasar el periodo de la cosecha puesto que los granos pueden germinar, sobretodo cuando los agricultores, como el caso del noreste, utilizan variedades del tipo arbustivo que no presentan dormancia. Un retardo en la cosecha favorece la propagación de enfermedades y parásitos. El sistema semi-mecanizado, permite realizar un corte de raíces antes de ser arrancadas. El secado es efectuado manualmente. La mecanización permite cosechar 4 filas a la vez y reduce las pérdidas en alrededor del 6%. Esta operación no debe ser efectuada si las vainas no han madurado completamente. El secado puede ser hecho en secadoras o usando coladoras donde la planta es expuesta al menos a tres días de sol. El almacenamiento es realizado en un ambiente seco y fresco. Si el maní es cultivada para el mercado del “Maní verde”, la cosecha debe tener lugar después de 65 o 70 días y su cocción debe ser inmediata. En el estado de Sao Pablo, el uso de variedades precoces permite efectuar dos cosechas por año; en temporada húmeda de septiembre a octubre, y en temporada seca de marzo a abril.

9. Descripción del producto cosechado El producto recolectado es la vaina que contiene de 2 a 4 granos. Los granos contienen en promedio 50 % de aceite, 22 a 30 % de proteínas, al igual que las vitaminas (E, B1 y B2), fósforo, potasio, azufre, calcio, cobre y hierro.

10. Logística •

Transporte: se realiza en camiones. Ya sea en el momento del transporte o del almacenamiento, los granos deben estar protegidos de la humedad, con el fin de evitar el desarrollo de hongos responsables de la aflatoxina.

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•

Almacenamiento: después de la cosecha, las vainas son puestas en sacos de 25 Kg. que es la unidad de comercialización en el campo.

11 Etapas de transformación 1- Proceso inicial: separar los granos por tamaño, según la demanda del mercado agroalimentario que es muy exigente. Este maní toma ahora el nombre de HPS (Hand Picked up Selected), aún cuando hoy en día no es separada manualmente: a) Apertura de sacos y ventilación de la vaina; b) separación de las impurezas; c) Apertura de las vainas y extracción de los granos; d) Clasificación del grano por tamaños; e) Selección electrónica de los granos y eliminación automática de los que no cumplen la norma (sin película, cocidos, magullados o rotos); f) acondicionamiento en sacos de 50 kg.

2-El maní industrial es transformada en aceite y en harina: a) Pre-lavado: extracción de macro-impurezas, como las piedras y los trozos de madera, etc.; b) separación: los granos y las vainas son separadas; c) prensado para la extracción del aceite, dividido en tres etapas: c1) preparación del grano –trituración + laminación + calor húmedo, a fin de disminuir la viscosidad y la tensión superficial; c2) extracción mecánica, donde el 60 % del aceite es retirado. Decantación y retiro de sólidos; c3) extracción química, utilización de solventes (hexano) a una temperatura comprendida entre 48 y 52 C; d) después del prensado, el aceite se refina en tres etapas:

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d1) neutralización y lavado; con la adición de NaOH a fin de eliminar los ácidos grasos libres y otros componentes. En esta etapa, la goma es retirada. Este derivado es utilizado en jabones, ácidos grasos, grasas y lubricantes; d2) blanqueamiento; retiro de residuos y substancias colorantes. La presencia de estos compuestos obliga a refinar este aceite; d3) desodorización; retiro de sabores y olores indeseables por destilación efectuada con chorros de vapor. Adición de preservantes (TBHQ y ácido cítrico).

Rendimiento:

•

En temporada de lluvias: 788 Kg. de aceite/ha/año;

•

En temporada seca: 563 de aceite/ha/año.

12. Características físico-químicas del aceite-. Contenido

Composición

Viscosidad cinemática Masa específica Poder calorífico Índice de saponificación Índice de yodo

Ácidos saturados

13.8 %

Ácidos insaturados

86,2 %

Detalle - palmítico (C16:0) = 8,1% - esteárico (C18:0) = 1,5% - araquídico (C20:0) = 1,1% - behénico (C22:0) = 2,1% - lignocérico (C24:0) = 1,0% - oleico (C18:1) = 49,5% - linoleico (C18:2) = 35,4% - palmitoleico (C16:1) = 1,3%

42 cst (a 37,8ºC) 0,911 – 0,914 g/cm3 (a 25 ºC) 39,3 Mj. /Kg. 187 – 196 mg KOH /g 80 – 106 mg l2/g

Características: aroma, fluidez, poco soluble en alcohol.

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13. Características y usos de los subproductos Producto

Características

Grano

Uso Grano tostado, masa y pastelería

0,5 a 0,8% de aceite Harina

Alto contenido proteínico (46%)

Abonos orgánicos- café y cítrico

Alto contenido de aflatoxinas Tortas

7 a 12 % de aceite

Sin uso.

Goma

Agua residual y glicerina

Fabricación de jabones

Vaina

Combustibles, fertilizantes

14. Usos enérgicos del aceite •

Actualmente: biodiesel

•

Potencial: biodiesel probado al natural con un motor Elko (problemas de viscosidad, baja volatilidad y depósitos de goma y barniz)

15. Usos no-energéticos del aceite Uso alimentario: mayonesa, grasa hidrogenada (industria panadera, pastelería y frituras), margarina.

16. Organización del mercado La producción es comercializada mediante cooperativas o directamente a través de la industria de los cereales (transformación), que evalúa la calidad de la producción (aflatoxina y rendimiento), fija los precios y los plazos de pago (0 a 30 días). Los precios están en función de las variaciones estacionales del mercado (consumo nacional y exportaciones). La comercialización es realizada por los mayoristas que pueden comprar el maní verde (cerca de 70 días después de la siembra) o para responder a la demanda del mercado del maní

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tostado. Cuando es recolectado seco, la comercialización es realizada por las comunidades. Esta producción es luego revendida a los mayoristas que comercializan el producto en los mercados locales (ferias, mercados e industrias), e inclusive en los estados vecinos. En el 2005, el Brasil exportó cerca de 18000 toneladas de aceite de maní al precio de 0,88 US$/kg. El saco de 25 Kg. de maní era vendido en la región del sureste en 25,5R$4 (promedio de junio 2004 a junio 2005), La tabla 2 presenta los costos de producción de un litro de biodiesel de maní por tres escalas de producción en la región sureste

Tabla 2: Costo del litro de biodiesel de maní en la región sureste a partir de los costos de producción agrícola de los precios del mercado en el marco de una producción de tres escalas. Valores en Real (R$) Escala de producción Origen de la materia prima 10000t/año 40000t/año 100000t/año Materia prima al costo del mercado*

1,999

1,874

1,800

Materia prima al costo de la producción agrícola**

1,732

1,610

1,541

Fuente: Barros et al. 2006. *Cotización media de junio 2004 a julio 2005. ** Información de la cosecha 2004/2005.

4

R$ =1,70 US$

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El maní necesita piedra caliza y fósforo. La aflatoxina, cancerígeno natural desarrollado por el maní, representa una seria limitación para su utilización en los pasteles y las harinas utilizadas en la alimentación animal. El maní pierde espacio frente a la soya, puesto que esta última planta produce un aceite de calidad y sus pasteles o harinas, ricos en proteínas, pueden ser utilizados en alimentación animal sin el peligro de la aflatoxina. Además, esta producción es fácil de exportar.

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3. Palmera Babasu (Orbygnia phalerata)

1. Descripción botánica • •

Familia: Arecaceae Especie: Orbygnia phalerata ; Orbygnia martiana

•

speciosa

;

Orbygnia

Nombre popular: babasu

2. Descripción Morfológica Esta palma posee un estípite simple que crece hasta 20 metros de altura y su diámetro varía entre 20 y 25 cm. Presenta los restos de viejos tallos caídos desde su copa. Las hojas arqueadas pueden alcanzar hasta 8 metros de longitud. Las flores forman largos racimos de color amarillo crema. Cada palma puede tener hasta 6 racimos que florecen de enero a abril.

3. Condiciones edafo-climáticas •

Clima: Ecuatorial – esta planta crece espontáneamente en la región amazónica.

•

Suelo: No inundado.

•

Temperatura. La temperatura óptima es de 20 a 27 °C. La media mensual de los mínimos no debe ser inferior de 15 -24 °C y de las máximas de 28-34 °C.

•

Humedad: higrometría variable comprendida entre 60 y 90 %.

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•

Precipitación: idealmente debe estar entre 1500 y 3000 mm por año

•

Altitud: 8m.), el racimo debería ser bajado con una cuerda para evitar deteriorar las nueces (en estado inmaduro, el cuesco es todavía muy frágil). Pero este último modo de recolección es muy costoso y raramente practicado.

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9. Características físico - químicas del producto cosechado Presentamos aquí las características de las nueces maduras en la recolección Tabla 9: Composición media de las nueces del coco maduro (excepto enanos) de varios países resultado de diversas variedades Ghana Mozambique Filipinas Santa Lucía Costa de Marfil Peso total (Kg.) 1,06 1 1,05 1,1 1,2 % peso fresco total de la nuez de coco Borra o estopa 50 36 35 36 47 Cuesco 10 22 12 22 15 Agua 13 17 28 17 9,5 Almendra 27 25 25 25 28,5

10. Logística Al ser tradicionalmente las plantaciones de cocotero lugareñas, su transporte es poco mecanizado entre la parcela y el lugar de primera transformación. El transporte en sacos de nuez o de almendra se hace “a espalda del hombre” o en la “cabeza de la mujer” en África. Bicicletas o motos pueden ser utilizadas si están equipadas con un pequeño remolque. Una vez que la almendra está seca, el copra es puesto en sacos de yute de 50 Kg. y almacenado en hangares o bajo simples abrigos cuyos techos son hechos de palmas trenzadas. Los sacos deben estar protegidos de la humedad e insectos. Por lo tanto hay que almacenarlos en estructuras que aseguren un paso de aire bajo los sacos. La ventilación limitará la aparición de moho que puede producir aflatoxinas. El primer defecto encontrado en el copra, después de un secado insuficiente o un secado directo que haya conllevado la deterioración del producto por humo, es la presencia importante de toxinas microbianas. Llevar a cabo un buen secado y almacenar correctamente el copra evita toda contaminación de este tipo. Trabajar en la materia fresca para extraer el aceite es igualmente otro método que permite suprimir los defectos ligados al humo y a los microorganismos pero requiere de infraestructuras de transformación cercanas a los sitios de producción.

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11. Etapas del proceso Fuente Memento del agrónomo, última edición. 1000 NUEZ DE COCO

1100 kg

destopado Retiro Del cuesco

329 kg sacado

BORRA O ESTOPA

370 kg

CUESCO

160 kg

AGUA DE COCO

241 kg

ALMENDRA lavado triturado prensado

COPRA

184 kg

253 kg

RESIDUO SOLIDO

LECHE DE COCO

76 kg

TRANSPORTE Triturado

Preparación de la emulsión 117 kg

102,5 kg

69 kg

115 kg

Refinamiento

ACEITE DE COPRA

136 kg

AGUA

CREMA CONCENTRADA

14,5 kg

Separación por centrifugación

Prensado

ACEITE BRUTO

CREMA Concentración por evaporación al vacío

Cocción (calentamiento)

TORTA

LECHE DESCREMADA

ACEITE NO CLARIFICADO

88 kg

RESIDUOS PASTOSOS

14,5 kg

Clarificación

110 kg

ACEITE DE COCO

87 kg

Figura 2: Proceso de producción de aceite de copra y de coco por vía seca (copra) y por vía húmeda (coco)

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12. Característica del aceite de copra. Tabla 10. Ejemplos de normas que determinan las características físico – químicas del aceite de Copra Filipinas Grado India Codex 1 (aceite alimentarius (aceite refinado) (aceite refinado) refinado) Acidez (% ácido láurico 0,1 0,6 0,5 /MT) Contenido de agua (%Mt) 0,1 0,1 Insaponificables (%Mt) 0,5 1,5 0,5 Color (escala Lovibond) 2 visual 2 Índice de saponificación 255 248 - 265 min. 250 Índice de Yodo 7,5 – 9,5 6,0 – 11,0 7,5 – 10 Densidad 0,915 – 0,920 0,908 – 0,914 0,915 – 0,920 Índice de refracción (a 1,448 – 1,449 1,448 – 1,45 1,448 – 1,449 40°C)

13. Características de los subproductos. Nuez de Coco PRE-TRATAMIENTOS MECÁNICOS

Borra o Estopa

Cuesco

Almendra

Agua Tratamientos de efluentes

Transformaciones Mecánicas

Carbonización

Tratamientos mecánicos y/o térmicos Reciclaje o rechazo

Combustión

Fibras, polvos

Valorización alimenticia o farmacéutica

Abonos Activación Relleno, geotextiles, sustratos de cultivo fuera de suelo

Energía

Carbón Activo

Productos “Húmedos” (lecho, crema, yogourt)

Productos secos (aceite, coco rallado,…)

Figura 3: Panorama de posibles destinos de los productos del cocotero. La madera es también usada como madera de construcción y la savia sirve para hacer azúcar y bebidas fermentadas.

Guía técnica para la utilización de los aceite vegetales Tabla 11. Composición en ácidos grasos del aceite de copra Porcentaje de ácidos grasos Ácido caprílico C8 Ácido cáprico C10 Ácido láurico C12 Ácido mirístico C14 Ácido palmítico C16 Ácido esteárico C18 Ácido oleico C18: 1 Ácido linoleico C18:2

5.0 – 10.0 4.5 – 8.0 43.0 – 53.0 16.0 – 21-0 7.5 – 10.0 2.0 – 4-0 5.0 – 10.0 1.0 – 2.5

14. Usos energéticos del aceite. El aceite de copra es usado desde hace varios años en Oceanía (Nueva Caledonia, Vanuatu, Fiji…) para alimentar grupos electrógenos. Es igualmente utilizado en mezcla con combustibles.

15. Usos no-energéticos del aceite. El aceite de copra es un aceite láurico y tiene usos clásicos de este tipo de aceite: detergentes, cosméticos, alimentación (galletería, pastelería…). El aceite de coco extraído artesanalmente, por vía húmeda, es un aceite comestible no refinado de propiedades gustativas muy buscadas en algunos mercados de los países del sureste Asiático y de Gana donde es muy usado. El aceite virgen de coco extraído por vía semihúmeda (extracción de la almendra fresca “en frío”) está actualmente en pleno auge. Sus virtudes nutracéuticas son resaltadas por numerosos proveedores en Internet (cf. § abajo) pero estas aseveraciones todavía deben ser probadas científicamente.

16. Organización del mercado. El mercado internacional está todavía dominado por los intercambios de copra o de aceite bruto de copra (CNO) no refinado. Sin embargo, en 23 años, los volúmenes de exportación de copra en el mundo han bajado 75 %. Los del aceite de copra han aumentado (+60%) pero en mucha menos proporción que los de la nuez de coco “frutos” (nuez

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recolectada al madurar y desprendida de su envoltura fibrosa) que se han triplicado. Mientras que los intercambios de aceite de copra sufren los azares del mercado de los aceites vegetales, el mercado de la nuez de coco “frutos” permanece estable y presenta una curva creciente continua desde 1997. El coco rallado experimenta las consecuencias del mercado de oleaginosas y presenta un crecimiento menos espectacular que el de los frutos aunque los volúmenes hayan doblado en 23 años. Desde hace algunos años, el aumento de la producción proviene esencialmente de los países de América Latina y notablemente del Brasil. La importante participación de estos países en el mantenimiento de una producción constante, parece ser debida a la conjunción de un aumento de las superficies plantadas (+20000 ha en Brasil) y de una mejora no despreciable de sus rendimientos. De 1999 al 2004, los rendimientos de América Latina pasaron de 6,8 a 8,8 toneladas de nuez/ha contra 4,4 a 5 toneladas/ha en el Asia. En equivalente copra (factor 0,3), esto representa rendimientos medios en el 2004 de 1,5 t de copra/ha en promedio mundial y 2,6 t de copra/ha en América Latina. Entre 1996 y 2001, los precios de copra cayeron, luego se recuperaron con dificultad para alcanzar en el 2004 su nivel de 1980 o sea 450 US$/t. El mercado brasileño de nueces de coco está en pleno auge y muy cautivo hacia el consumo fresco de nuez en bebida: “agua de coco verde”. Las nueces son a menudo resultado de plantaciones de variedades Enanas.

Fichas descriptivas de las oleaginosas brasileñas

Referencias Bibliográficas

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Capítulo2 Extracción, Acondicionamiento y uso de los Aceites vegetales puros Combustibles.

Christian Bedrossian, Gilles Vaitilingom

Guía técnica para el uso energético de los aceites vegetales

Extracción, Acondicionamiento y uso de los Aceites Vegetales Puros Combustibles

Introducción

El post petróleo, único proveedor de carburantes líquidos, es ineluctable porque desde finales de los años 80, los descubrimiento apenas surten el aumento de la demanda mundial. En el estado actual de nuestros modos de consumo, la aparición de nuevas fuentes de combustibles renovables o no, es una necesidad. La llegada de los biocombustibles como alternativa a los “fuel” y gasolinas es bastante previsible ya sea o no como resultado de recursos nacionales. El Brasil es uno de los países piloto en la utilización y la producción de biocombustibles. Solo él produce 34 % de la producción mundial en bioetanol. En este escenario de gran crecimiento de los precios del barril de petróleo y de preocupaciones medioambientales, algunos actores socio-económicos, surgidos notablemente del mundo agrícola y paraagrícola, comienzan a interesarse en la utilización de aceites vegetales puros para usos energéticos como los combustibles para autos, los motores fijos (bombas, grupos electrógenos), la combustión (calefacción de edificios, invernaderos…), o ciertas aplicaciones industriales (lubricantes, solventes no tóxicos, pinturas, tintas…). Estos aceites son producidos a partir de oleaginosas (Colza, Girasol, Burití, Babasu, Palma…). Esta producción está en función de los contextos económicos y sociales. El sector agrícola les presta una atención cada vez más importante y se interroga sobre su utilización como alternativa a las energías de origen fósil.

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Desde el 2005, uno de los principales objetivos del Brasil es desarrollar la producción de biocombustibles a partir de aceites vegetales a fin de: •

Desarrollar la actividad económica local,

•

Favorecer la inclusión social,

•

Producir un producto de calidad a precio competitivo.

La implicación del Brasil en este escenario le permitirá diversificar tanto en la fabricación de biocombustibles, como en la producción de materias primas, sin descuidar ninguna región.

Extracción, Acondicionamiento y uso de los Aceites Vegetales Puros Combustibles

1. Los aceites vegetales naturales (o puros1) combustibles.

1.1 Generalidades: Las sustancias a partir de las cuales son producidos los aceites son granos, almendras o frutos. De hecho, todos los granos, frutos y almendras contienen aceite, pero sólo son llamados oleaginosos los que sirven para producir industrialmente aceite y que son cultivados con ese objetivo. Entre los granos de plantas cultivados por su aceite, los más conocidos son: el maní, la colza, el ricino, la soya y el girasol. Hay que añadir los granos de plantas cultivadas para proveer fibras textiles – y subsidiariamente del aceite como el algodón y el lino, principalmente. En cuanto a los frutos oleaginosos y a las almendras, éstos provienen principalmente del cocotero (nuez de coco que contiene la copra), del nogal, de la palmera del aceite (palme y palmiste) y del olivar (oliva).

1.2 Características La composición química de los aceites vegetales corresponde en la mayoría de casos a una mezcla de 95 % de triglicéridos y 5 % de ácidos grasos libres, de esteroles, ceras y otros componentes minoritarios. Los triglicéridos son tri-ésteres formados por la reacción de ácidos grasos con los tres grupos alcohol del glicerol (Figura 1). El término inglés Pure Vegetable Oil se traduce mal en francés por: “Aceite Vegetal Puro”. De echo la palabra “Pure” significa “utilizado solo” mientras que el sentido en este caso es aceite vegetal no modificado químicamente o sea un aceite vegetal “Natural”. Es bajo el nombre de AVP (Aceites Vegetales Puros) que éstos son difundidos en Francia. 1

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R, R’, R’’, = C7H15, C9H19, C11H23, . . .,C17 H35, C17H33, C19H39

Figura 1: Fórmula Triglicérido

Clasificación: Los aceite vegetales pueden ser divididos en 4 grandes grupos según el índice de Yodo: •

•

Los aceites llamados saturados de tipo: de 5 a 50 o Láuricos:

copra, palmiste, babasu,…

o Palmíticos:

palma, burití

o Esteáricos:

karité.

Los aceites monoinsaturados (semi-secantes): yodo de 50 a 100 o Oleicos:

•

de

índices

yodo

de

oliva, maní, colza, sésamo, jatrofa curcas, ricino

os aceites di-insaturados (semi-secantes): de 100 150 o Linoleico:

•

índice

índices de yodo

girasol, algodón, maíz, soya,…

Los aceites tri-insaturados (secantes): 150

índice de yodo >

o Linoleicos:

lino

o Eleoesteáricos:

aceite de madera de china

El índice de yodo permite determinar la instauración de un aceite: varía entre 0 y 200g/100g. Corresponde al número de gramos de yodo fijados por 100g de cuerpo graso (NF T60-203). Por lo tanto tiene relación

Extracción, Acondicionamiento y uso de los Aceites Vegetales Puros Combustibles

directa con el grado de insaturación de un cuerpo graso: mientras más un aceite es insaturado, mayor será su índice de yodo. Esta medida consiste en poner una gran cantidad de yodo en presencia del aceite (dos átomos de yodo enlazados por un átomo de cloro y de ácido acético, o sea I2 (ácido) + Cl (ácido)). El I2 corta los dobles enlaces y se fija en el ácido graso. Luego, se determina qué cantidad de iones I+ fueron capturados por los dobles enlaces. Así, se puede obtener el grado de instauración del cuerpo graso analizado. Desde el punto de vista de la “calidad” del carburante, a mayor saturación del aceite o a menor índice de yodo, mejor combustible es. De otra parte, los aceites saturados presentan temperaturas de solidificación elevadas y tienen problemas prácticos de utilización. Lo mismo sucede para sus ésteres etílicos o metílicos (Tabla 1).

Diesel Éster metílico De colza Copra Palma Buriti Ricino Babasu Algodón Jatrofa Maní Colza Soya Girasol

Tabla 1 Características físicas y “combustibles” de los aceites vegetales comparados con el diesel y el éster metílico del aceite de colza Masa Punto Punto Residuos Viscosidad Índice volumétrica de De de (20ºC) Punto de (20ºC) enturbiamiento Inflamación carbono mm2/s cetano g.cm-3 ºC ºC % 0,836 6 -18 -9 93 50