universidad politécnica de madrid escuela técnica superior...
TRANSCRIPT
1
Universidad Politécnica de Madrid
Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos
“Trabajo Fin de Máster Universitario en Tecnología Agroambiental
para una Agricultura Sostenible”
Valorización de Biomasa Residual Agrícola para
Aprovechamiento Energético. Caso de estudio: El Oro –
Ecuador
Alumno: Ana Belén Guerrero Hinojosa
Tutor: Pedro Luis Aguado
04 de septiembre de 2014
2
Contenido
Resumen ...................................................................................................................................... 5
Abstract ........................................................................................................................................ 7
Introducción ................................................................................................................................. 8
Descripción de la situación energética del Ecuador ......................................................... 8
La biomasa vegetal .............................................................................................................. 10
Principios de la metodología de valorización de biomasa ............................................. 11
Aprovechamiento de Biomasa Residual Agrícola (BRA) ............................................... 12
Situación actual de la biomasa en Ecuador ..................................................................... 14
Localización del estudio ...................................................................................................... 14
Agricultura en la provincia de El Oro ................................................................................. 16
Cultivos de interés ................................................................................................................ 17
Musa sp. ............................................................................................................................. 17
Theobroma cacao L. ........................................................................................................ 19
Coffea sp. ........................................................................................................................... 21
Situación actual de los residuos agrícolas en la provincia de El Oro.......................... 23
Objetivo .................................................................................................................................. 23
Materiales y Métodos ............................................................................................................... 25
Fuentes de datos .................................................................................................................. 25
Procesamiento de datos mediante Sistemas de Información Geográfica ................... 26
Ratios de residuos de BRA ................................................................................................. 26
Emplazamiento de la planta................................................................................................ 28
Costes de la cadena de suministro de BRA ..................................................................... 28
Resultados y Discusión ........................................................................................................... 30
Identificación de usos alternativos de la BRA en los cultivos estudiados ................... 30
Cálculo de Biomasa Residual Agrícola potencial ............................................................ 31
Emplazamiento de las plantas ........................................................................................ 32
Biomasa residual agrícola amilácea del banano. ........................................................ 33
Biomasa residual agrícola lignocelulósica del banano ............................................... 41
Biomasa residual agrícola del cultivo de cacao ........................................................... 45
Biomasa residual agrícola del cultivo de café .............................................................. 46
Conclusiones ............................................................................................................................. 47
Agradecimientos ....................................................................................................................... 48
Bibliografía ................................................................................................................................. 49
3
Índice de tablas
Tabla 1: Requerimientos del cultivo de Musa sp. ......................................................... 17
Tabla 2: Requerimientos del cultivo de Theobroma cacao L. ....................................... 20
Tabla 3: Requerimientos del cultivo de Coffea sp. ....................................................... 22
Tabla 4: Ratio de residuo por producto de los cultivos del estudio .............................. 27
Tabla 5: Cantidad promedio de rechazo de banano. .................................................... 27
Tabla 6: Datos de productividad de banano, cacao y café en la provincia de El Oro .. 30
Tabla 7: BRA potencial generada en la provincia de El Oro de los tres cultivos .......... 31
Tabla 8: Valores de rendimiento de bioetanol .............................................................. 34
Tabla 9: Costes referenciales de la producción de bioetanol a partir de caña de azúcar
...................................................................................................................................... 34
Tabla 10: Costes de producción de bioetanol de diferentes materias primas ....... ¡Error!
Marcador no definido.
Tabla 11: Coste de producción de la biomasa amilácea en bioetanol ......................... 35
Tabla 12: Costes anuales para el funcionamiento de una planta de 25 millones de litros
de bioetanol, en diferentes escenarios de disponibilidad de BRA amilácea ................ 40
Tabla 13: BRA lignocelulósica real generada ............................................................... 41
Tabla 14: Caracterización de BRA lignocelulósica ....................................................... 41
Tabla 15: Posibles escenarios de disponibilidad de BRA lignocelulósica del cultivo de
banano .......................................................................................................................... 43
Tabla 16: Costes de la cadena de suministro de la transformación de biomasa
lignocelulósica .............................................................................................................. 44
Tabla 17: Costes anuales de funcionamiento de una planta de generación eléctrica con
combustión de la biomasa lignocelulósica .................................................................... 44
Índice de Figuras
Figura 1: Localización de la Provincia de El Oro .......................................................... 15
Figura 2: Usos de suelo en la provincia de El Oro. Cultivos de banano, cacao y café 16
Figura 3: Distribución de los cultivos de banano en la provincia de El Oro .................. 19
Figura 4: Distribución del cultivo de cacao en la provincia de El Oro ........................... 21
Figura 5: Distribución de los cultivos de café en la provincia de El Oro ....................... 23
Figura 6: Lugar de emplazamiento de las dos plantas de bioetanol ............................ 33
Figura 7: Parcelamiento virtual del polígono de uso de suelos de banano .................. 36
Figura 8: Distribución de toda la biomasa disponible hacia las plantas de
transformación .............................................................................................................. 37
4
Figura 9: Coste anual en USD del transporte de biomasa amilácea en función del
volumen de BRA producida y la distancia hacia las plantas de transformación ........... 38
Figura 10: Área de aprovisionamiento de banano de rechazo para cada planta de
transformación .............................................................................................................. 39
Figura 11: Distribución de BRA de restos de poda del cultivo de cacao hacia las
plantas Norte y Sur ....................................................................................................... 46
5
Valorización de Biomasa Residual Agrícola para Aprovechamiento
Energético. Caso de Estudio: El Oro – Ecuador
Resumen
En Ecuador al igual que en el resto del mundo existe un creciente interés
por el uso de las energías renovables. Debido a su riqueza agrícola, Ecuador
ha volcado su interés en el aprovechamiento de la biomasa, y en este contexto,
el aprovechamiento de la Biomasa Residual Agrícola – BRA para la obtención
de energía, la misma que presenta un futuro bastante prometedor. Actualmente
en el país en estudio, la BRA es considerada como un desecho de la
producción agrícola y en gran parte es llevada a vertederos a cielo abierto o se
deja sobre el suelo en las mismas parcelas para su degradación, por tanto su
uso como fuente de energía eliminaría tanto el problema de su destrucción
como la reducción del uso de combustibles fósiles a nivel nacional (U.S. EIA,
2014).
Entre las distintas provincias del Ecuador, El Oro destaca por mantener
en explotación una superficie muy importante de cultivos tropicales (banano,
cacao y café) siendo el banano tanto por su extensión, producción y por la
naturaleza de su BRA (amilácea y lignocelulósica) el que presenta mayor
potencialidad para su aprovechamiento energético. La BRA amilácea puede ser
utilizada para obtención de bioetanol, mientras que la lignocelulósica puede ser
utilizada para generación de energía térmica. El objetivo de este trabajo ha sido
determinar la potencialidad de aprovechamiento energético de la BRA de los
cultivos principales de la provincia de El Oro, utilizando información geográfica
digitalizada mediante Sistemas de Información Geográfica (SIG). Con esta
metodología se ha demostrado que utilizando una parte de la BRA procedente
del cultivo de banano de la provincia de El Oro se podrían llegar a obtener
hasta 19 millones de litros de bioetanol anualmente, procedentes de la BRA
amilácea, mientras que de la BRA lignocelulósica se podrían generar 355 MW
de electricidad. En el caso de los cultivos de cacao y de café, no presentan una
potencialidad de aprovechamiento energético debido a la dispersión de los
6
cultivos en la provincia de estudio y al posible uso de su BRA en actividades
agrícolas.
7
Abstract
In Ecuador, as in the rest of the world, there is a growing interest on the
use of renewable energy. Due to its agricultural wealth, Ecuador has turned its
interest to the use of biomass in this context. As Ecuador is an agricultural
country, the use of the Agricultural Waste Biomass – AWB should be harnessed
in order to obtain energy, which has a promising future. Nowadays, the AWB is
considered in Ecuador as a waste of agricultural production and is carried to
open dumps or left on the soil for its biodegradation. Therefore, if it is harnessed
as an energy source, the problem of its elimination would be eliminated, and it
will help to reduce the use of fossil fuels.
Between the various provinces of Ecuador, El Oro is noted for being the
province number one in banana production. It has a very important area of
tropical crops such as bananas, cocoa and coffee. The banana crop is the one
that has more potential for energy use because of the production, the big yield
and the nature of its AWB (starchy and lignocellulosic). The starchy AWB can
be used for ethanol production, while the lignocellulosic can be used for thermal
power generation. The aim of this study was to determine the potential quantity
AWB available, in order to harness it for energy use, of the main crops in the
province of El Oro, by using Geographic Information Systems (GIS). The
conclusion of the study is that using a portion of the AWB from banana
cultivation in the province of El Oro could obtain up to 19 million liters of ethanol
annually from the starchy AWB, while from lignocellulosic AWB it could be
generated 355 MW of electricity. In the case of cocoa and coffee, it does not
present a potential energy use due to the dispersion of the crops in the province
of study and the possible use of the BRA in agricultural activities.
8
Introducción
Descripción de la situación energética del Ecuador
Ecuador es un país que depende mayoritariamente del uso de
combustibles fósiles, es decir, que dentro de la oferta energética primaria el
petróleo tiene una participación del 76%, seguido de la energía hidroeléctrica
que representa el 19% y una escasa participación del gas natural y energías
renovables no hidráulicas con un 4% y 1% respectivamente.
Un problema añadido es que la mayor parte de la energía utilizada en el
país está subvencionada. Por ejemplo, la bombona de 15 kg de Gas Licuado
de Petróleo (GLP) tiene un coste de $20 y el precio de venta al público es de
$1,6. Por otra parte, el diésel tiene un coste de $3,16 por galón (3,78 l) y el
precio de venta al público es de $1 por galón, similar situación existe con la
gasolina y la luz eléctrica (El Telégrafo, 2013). Por lo tanto, el Gobierno del
Ecuador asume un gasto de cerca de 5.000 millones de dólares anuales en las
subvenciones establecidas para la producción de combustibles y generación de
energía eléctrica.
Este subsidio se ha decidido eliminar a partir del año 2016, debido a que
este coste ya no es sostenible para el Gobierno del Ecuador, este anuncio se
realizó por parte del Presidente de la República en el enlace ciudadano N° 369
(Correa, 2014). Esta eliminación supondrá un aumento en el coste de la
energía lo que creará tensiones o problemas económicos y sociales
importantes para los cuales debe prepararse el país. Si a este hecho se suma
que desde la última década la demanda primaria de energía en Ecuador viene
creciendo a un ritmo del 3,5% anual (CEDA, 2011), unido a un rápido
crecimiento económico, se puede afirmar que si se quiere mantener este
crecimiento hay que buscar alternativas al uso de combustibles fósiles como
fuente de energía por su volatilidad en precio e incluso disponibilidad.
9
Con el objetivo de disminuir la dependencia de los combustibles fósiles y
buscar el cambio de la matriz energética del país, la propia Constitución del
Ecuador establece en el Art. 15 que “El Estado promoverá, en el sector público
y privado, el uso de tecnologías ambientalmente limpias y de energías
alternativas no contaminantes y de bajo impacto”. Por otra parte, en el Art. 413
se establece que “El Estado promoverá la eficiencia energética, el desarrollo y
uso de prácticas y tecnologías ambientalmente limpias y sanas, así como de
energías renovables, diversificadas, de bajo impacto y que no pongan en riesgo
la soberanía alimentaria, el equilibrio ecológico de los ecosistemas ni el
derecho al agua.”
Con la finalidad de cumplir con lo establecido en el marco constitucional,
se han desarrollado instrumentos como el Plan Nacional del Buen Vivir 2013-
2017 – PNBV, que establece en el objetivo número 7 la importancia de
“Garantizar los derechos de la naturaleza y promover la sostenibilidad
ambiental, territorial y global”, identificando en su lineamiento estratégico
número 7.7 la prioridad de “Promover la eficiencia y una mayor participación de
energías renovables sostenibles como medida de prevención de la
contaminación ambiental” (SENPLADES, 2013). También hay que señalar la
Estrategia Nacional de Cambio Climático del Ecuador, como otro instrumento
que trata de impulsar las energías renovables con la finalidad disminuir la
emisión de gases de efecto invernadero - GEI (MAE, 2012).
Por otra parte, en el año 2013, el Consejo Nacional de Electricidad –
CONELEC aprobó la regulación N° 001/13 para incentivar la generación de
energía eléctrica con recursos renovables no convencionales, entre ellos la
biomasa. En dicha regulación se establece un precio preferente de
9,67cUSD/kW.h generado con biomasa (CONELEC, 2014). Por su parte, el
Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca – MAGAP, a través
de su Programa Nacional de Biocombustibles y Agroenergía, impulsa la
producción de bioetanol para la obtención de la gasolina “Ecopaís”, gasolina de
tipo E-5 que comprende una mezcla 95% de gasolina (87 octanos) con 5% de
etanol anhidro. Esta iniciativa cuenta con una planta piloto en la ciudad de
Guayaquil desde el año 2012 y se espera ampliarlo a nivel nacional en el año
10
2017. Dada la necesidad de abastecer a todo el país con gasolina Ecopaís, se
requerirá una mayor producción de bioetanol, que según el Ministerio
Coordinador de la Producción, Empleo y Competitividad – MCPEC, no debería
depender netamente del cultivo de la caña de azúcar y por lo tanto hay que
buscar fuentes alternativas para su obtención con las que se cubran de forma
suficiente la futura demanda, sin necesidad de realizar importaciones.
En resumen, las políticas actuales de Ecuador tratan de impulsar el uso
de biocombustibles como sector estratégico en la nueva matriz energética y
productiva del país.
Dado que Ecuador es un país con un sector agrícola primario importante
que representa un 7% del PIB (INEC, 2014) y que genera gran cantidad de
biomasa residual, en este trabajo se ha planteado determinar la potencialidad
de la BRA existente para ser transformada en biocombustible y que sirva como
alternativa para cumplir con los objetivos establecidos en el marco político
nacional.
La biomasa vegetal
La biomasa vegetal se define como el conjunto de material orgánico
producido por las plantas a través de la captación de la energía solar y del CO2
atmosférico y su transformación en polímeros complejos mediante el proceso
fotosintético. La biomasa de origen vegetal está formada principalmente por
polímeros complejos de hidratos de carbono (hemicelulosa, celulosa y lignina) y
en menor cantidad por lípidos, proteínas y elementos inorgánicos (Damien,
2010).
La biomasa es uno de los recursos renovables más abundantes a nivel
mundial (Hiloidhari & Baruah, 2011). Existen diversas fuentes de biomasa
vegetal y según su origen puede ser clasificada como biomasa natural y
residual. En la primera se distingue la biomasa obtenida de la explotación de la
biomasa forestal natural y la producida a partir de cultivos. La biomasa residual
11
incluye los residuos procedentes de actividades agrícolas, forestales,
ganaderas y agroindustriales principalmente. Esta biomasa puede ser
transformada en una amplia variedad de productos líquidos, sólidos o
gaseosos de interés económico y que pueden ser aprovechados para obtener
energía, fertilizantes, composts, alimentos para animales, materiales de
construcción, entre otros, dependiendo de su composición química (Kumar &
Lamsal, 2010).
En este trabajo se tratará sobre el aprovechamiento de la biomasa
residual agrícola.
Principios de la metodología de valorización de biomasa
La valorización de biomasa es uno de los campos que todavía se
encuentra en desarrollo, pues actualmente presenta varios problemas al
momento de cuantificar y obtener valores fiables debido a la variabilidad
significativa en los cultivos y sus rendimientos, al ser estas variables
dependientes del clima y manejo por parte del agricultor.
Los problemas citados anteriormente se pueden englobar en cuatro grupos:
Dificultad de medir físicamente la cantidad de biomasa.
Calidad de los datos estadísticos disponibles.
Los múltiples y secuenciales usos que se da a la biomasa de interés.
Disponibilidad de mapas actualizados y correctamente digitalizados.
Con la finalidad de que estas dificultades no afecten a la calidad y
veracidad de los resultados a ser obtenidos, se deberán seguir los siguientes
pasos:
Obtener datos de rendimientos y ratios de residuo.
Calcular la cantidad potencial de residuos.
Identificar usos alternativos de la biomasa de interés.
Determinar la accesibilidad y disponibilidad del residuo (Rosillo - Calle,
et al., 2010).
12
Existen varios métodos de evaluación de la biomasa, pero los más
utilizados en este campo son aquellos que incorporan en los cálculos el Ratio
de Residuo por unidad de Superficie (RRS) y Ratio de Residuo por unidad de
Producto producido (RRP) (Nogués, 2010).
Aprovechamiento de Biomasa Residual Agrícola (BRA)
La mayoría de los sistemas agrarios producen grandes cantidades de
biomasa residual agrícola procedente de las hojas, tallos, raíces y/o frutos; la
misma que contiene una gran cantidad de energía. Generalmente, esta BRA es
desaprovechada debido a una falta de concienciación sobre su uso y su
contenido energético, aunque en zonas donde la biomasa forestal es un
recurso escaso, sí se utiliza la BRA como biocombustible (Rosillo - Calle, et al.,
2010). No obstante, durante los últimos años se ha observado que en los
países en vías de desarrollo el consumo tradicional de la BRA como
biocombustible ha disminuido en los hogares, principalmente en las zonas
rurales, debido a la facilidad de acceso a las fuentes de energía fósil y a su
precio que en muchas ocasiones se encuentra parcialmente subvencionado.
En la situación actual, la mayoría de los países en vías de desarrollo no
consideran a la BRA como un recurso para obtener energía, pero sí como una
fuente de carbono para el suelo, por lo tanto algunos de estos países destinan
parte de la BRA producida a la propia fertilización de los cultivos. En otros
casos, la BRA es quemada sin aprovechar esta energía de ninguna manera,
siendo además una fuente importante de contaminación atmosférica pues la
quema descontrolada aporta grandes cantidades de emisiones de GEI como
CO, CO2, NOx e hidrocarburos. (Yevich, 2003).
Esto contrasta con el incremento del uso de BRA en los países
desarrollados unidos a nuevas tecnologías más eficientes y asociadas tanto a
la generación de energía eléctrica, térmica (calefacción) como para la
obtención de biocarburantes de 1a y 2a generación (Kim & Dale, 2004), lo que
se explica por el relativo bajo precio de la BRA en relación con el que han
13
alcanzado los combustibles fósiles que no cuentan con una subvención.
Además, no hay que olvidar que su uso va asociado con una reducción parcial
de la emisión de GEI. No obstante, hay que tener en cuenta que la inversión
inicial necesaria para la implementación de estas tecnologías es todavía alta,
un aspecto que, de momento, dificulta una expansión más amplia en los países
en vías de desarrollo, aspecto que la I+D va subsanando poco a poco.
Una de las características de la BRA es su estacionalidad tanto por el
momento de su producción, como por la necesidad de retirar los residuos del
campo en el menor tiempo posible para no interferir en otras tareas agrícolas y
evitar la propagación de plagas o incendios (IDAE, 2010). Además, en el caso
que se le dé un uso alternativo a la BRA, ésta puede llegar a ganar valor
económico al pasar a ser considerada materia prima para algún proceso
industrial, su naturaleza de residuo cambiará para ser un subproducto de la
cosecha, lo que generará un valor económico e incluso puede originar cierta
competencia con los mercados asociados al uso clásico de los residuos. Por lo
tanto, es importante tener en cuenta, para cualquier proyecto de
aprovechamiento de BRA, estos aspectos de manera que se asegure la forma
de aprovisionamiento, su coste y su disponibilidad a largo plazo.
Además, no hay que olvidar que al buscar nuevas formas de
aprovechamiento de la BRA, se deben tener en cuenta los usos tradicionales
de ésta con la finalidad de no afectar a la cadena productiva de cada zona,
debiéndose cuantificar los recursos disponibles existentes y restarlos de los
utilizados para los usos tradicionales con la finalidad de conocer la cantidad de
biomasa que se cuenta para su aprovechamiento con fines energéticos (Rosillo
- Calle, et al., 2010). Por último, hay recalcar que la BRA al ser un desecho en
sí, no pone en riesgo la seguridad alimentaria ya que no se utilizan campos
destinados a la producción exclusiva de la misma (Graefe et al., 2011) e incluso
puede suponer, en algunos casos, un ingreso extra para el productor, al recibir
una pequeña cantidad por el subproducto entregado.
14
Situación actual de la biomasa en Ecuador
Las técnicas de agricultura moderna obtienen año tras año un aumento
en la producción de los cultivos, aunque para ello se requieren altas cantidades
de energía. Como ya se citó anteriormente, en el año 2016 se prevé que los
costes energéticos en Ecuador suban debido a la eliminación de los subsidios,
acción que posiblemente creará un aumento en el coste de producción de los
alimentos y en consecuencia, un incremento en los precios de venta al público.
Es por tanto urgente desarrollar planes que permitan el uso de la BRA como un
subproducto para obtener una fuente de energía auxiliar de forma que el
impacto sobre el coste del producto final se modere lo máximo posible. Para
hacerlo, se debe permitir de forma paulatina que los agricultores vendan su
BRA o que a través de cooperativas y mediante la creación de las
infraestructuras necesarias, puedan transformar directamente la BRA en
energía necesaria para la producción agrícola.
Según García et al. (2013), Ecuador tiene un gran potencial agrícola, 7%
del PIB (INEC, 2014) y la BRA obtenida de sus cultivos puede ser utilizada
para obtener biocarburantes o para generar energía eléctrica a partir de
cogeneración. Por su parte Kahr et al. (2013) afirman que si se utilizase toda la
BRA generada en los cultivos agroalimentarios para la obtención de bioetanol
(2ª generación) podría reemplazar alrededor del 29% del consumo de gasolina
a nivel mundial.
Localización del estudio
El presente estudio se ha realizado en la provincia de El Oro localizada
en el extremo sur occidental del Ecuador (Figura 1). El Oro cuenta con una
extensión aproximada de 5.791 Km2, donde convergen varios tipos de climas,
al Norte predomina el clima tropical sub-húmedo, en el Sur disminuye la
pluviosidad evolucionando al tropical seco y muy seco en la zona fronteriza con
Perú, y al Este al iniciar el ascenso a la cordillera de los Andes empieza a
disminuir la temperatura y la humedad.
15
El Oro cuenta con altitudes que oscilan entre 0,5 – 3580 msnm.
Políticamente se divide en 14 cantones: Machala, Arenillas, Atahualpa, Balsas,
Chilla, El Guabo, Huaquillas, Las Lajas, Marcabelí, Pasaje, Piñas, Portoviejo,
Santa Rosa y Zaruma (Gobierno Autónomo Provincial de El Oro, 2005).
Figura 1: Localización de la Provincia de El Oro
Según el último censo poblacional y de vivienda, realizado en el año
2010, la población total de la provincia asciende a 600.659 habitantes, siendo
el 50,7% hombres y el 49,3% mujeres (INEC, 2010). Tomando en cuenta la
estructura de la población activa (PA), una de las principales actividades dentro
de la provincia es la agricultura tanto para hombres como para mujeres y cerca
el 30% de la PA se dedica a esta actividad (MCPEC, 2011).
16
Agricultura en la provincia de El Oro
El Oro cuenta con 457.000 hectáreas de tierra aprovechada en
actividades agropecuarias. Predominan los pastos cultivados (especies
forrajeras) que representan el 51% de la superficie provincial utilizada, el 19%
está dedicado a cultivos permanentes y un 12 % dedicado a montes y bosques;
lo que demuestra una alta actividad agrícola y ganadera (MCPEC, 2011).
De la superficie aprovechada en agricultura, 93.442 ha están dedicadas
a cultivos perennes, mientras que para cultivos anuales y barbecho se destinan
9.057 ha (MAGAP, 2012), siendo los cultivos de mayor extensión el banano
(Musa sp.) cultivo semi-perenne con 63.883 ha, y los cultivos perennes de
cacao (Theobroma cacao L.) con 17.751 ha; y café (Coffea sp.) con 9.058 ha
(MAGAP, 2014) (Figura 2).
En base a su importancia en superficie y producción, estos son los tres
cultivos que se han seleccionado en este trabajo para realizar el estudio de
aprovechamiento de su BRA para la obtención de energía.
Figura 2: Usos de suelo en la provincia de El Oro. Cultivos de banano, cacao y café
17
Cultivos de interés
Musa sp.
El banano es un cultivo tropical, herbáceo y perenne (15 – 20 años antes
de su reposición) (El Bassam, 2010). Es una fruta originaria del suroeste
asiático, perteneciente a la familia Musaceae. Alcanza alturas entre 2 y 8
metros. Los cultivares utilizados proceden principalmente del híbrido Musa x
paradisiaca L. (IICA, 2004). Para optimizar el rendimiento de este cultivo son
necesarias ciertas condiciones edafoclimáticas que se citan en la Tabla 1.
Tabla 1: Requerimientos del cultivo de Musa sp.
Característica Mínima Máxima
Temperatura (°C) 21 42
Precipitación anual (mm) 1200 1600
Altitud (msnm) 0 2400
pH del suelo 6,5 7,5
Profundidad (cm) >150
Textura* Franco
Salinidad (dS/m) <4
Drenaje Bien drenado
Zona climática Tropical húmedo
Pendiente (°) 0-16
Fotoperiodo (horas) Día neutral 12 – 14
Fuente: FAO (2014); INIAP (1987)
En el manejo agronómico de este cultivo, y con el objetivo de mantener
una buena calidad del producto, se realizan distintas operaciones de poda
entre las que se encuentran:
Deshije: Operación que tienen por objetivo quitar los hijos que no
son requeridos para el cultivo y obtener una secuencia ideal de
madre, hijo y nieto en cada unidad de producción y obtener un
producto de calidad.
Deshoje: Actividad que consiste en la eliminación de hojas
amarillas, dobladas y secas con finalidades de protección y
sanitarias. (ANACAFE, 2004)
18
Desbellote: Es la separación manual de la bellota1 del racimo,
cortando el raquis cerca de la última mano, dos semanas después
de la floración. Con esta práctica no sólo se puede prevenir el
ataque de enfermedades y plagas que son atraídas por el néctar
de las flores, sino también que favorecen el crecimiento de los
frutos.
Destalle: Se refiere a la eliminación del vástago o pseudotallo2,
labor que se debe realizar tan pronto se efectúe la cosecha del
racimo. Se corta a ras del suelo el vástago y se cubre con tierra
para evitar que el seudotallo sirva como fuente de inóculo de
problemas fitosanitarios (CORPOICA, 2006).
Cosecha: Se realiza a lo largo del año, teniendo dos periodos de
producción que comprenden la época alta, entre los meses de
enero a abril y la época baja de mayo a diciembre. Es decir, se
obtiene cosecha a lo largo del año, de los cuales los frutos no
comercializables suponen entre el 10-20% del total de la
producción y su eliminación se realiza enviándolos a vertederos a
cielo abierto (Graefe et al., 2011), en caso de no ser utilizado en
alimentación animal o para obtención de harina de banano.
Las operaciones agrícolas citadas producen una gran cantidad de BRA
procedente tanto de la biomasa aérea obtenida en las distintas podas, como de
los frutos que no cumplen con los estándares de calidad para exportación o
consumo interno y que no se comercializan. Según Fernandes et al. (2013), en
Brasil, de cada tonelada de banano que se produce, se generan 3 t de
pseudotallo, 150 kg de raquis y 480 kg de hojas.
En la provincia de El Oro existen más de 63.000 hectáreas dedicadas a
este cultivo que se encuentran claramente concentradas en la zona noroeste
de la provincia (Figura 3). La estructura productiva está liderada por los
pequeños productores (0–30 ha) con una participación del 79%, los medianos
1Parte masculina de la inflorescencia. 2 Parte aérea de la planta, formado por las vainas envolventes de las hojas. El tallo verdadero es el que se eleva del cormo y termina en la inflorescencia.
19
productores (30-100 ha) representan el 16% y los grandes productores (>100
ha) el 5%.
Figura 3: Distribución de los cultivos de banano en la provincia de El Oro
Theobroma cacao L.
El cacao es originario de Sur América, específicamente del área del alto
Amazonas, que comprende países como Colombia, Ecuador, Perú y Brasil. Sin
embargo, hay que tener en cuenta la gran participación de Mesoamérica en su
domesticación (Enríquez, 1985). Posteriormente, con la globalización se amplió
el cultivo hacia África y otros países que se encuentran ± 10° – 20° de la línea
ecuatorial (ICCO, 2013).
El cacao, es una planta de la familia Malvaceae que proviene de semilla
y puede ser reproducida por estaca, tiene un solo eje vertical que cuando
alcanza 1-1,5 m de altura detiene el crecimiento apical y emite en la parte
superior de 3 a 5 ramas laterales, llegando a una altura máxima de 3 m; inicia
su producción a los tres años (IICA, 1987). Por su origen y características
genéticas, el cacao está clasificado en cuatro tipos: criollo, forastero, trinitario y
nacional. El tipo de cacao que tiene mayor valor económico es el “Fino de
20
Aroma” o “Nacional”, muy cotizado por las principales industrias chocolateras
de Estados Unidos y Europa por sus características organolépticas (INIAP,
2009). Las condiciones óptimas para el cultivo del cacao se presentan en la
Tabla 2.
Tabla 2: Requerimientos del cultivo de Theobroma cacao L. Característica Mínima Máxima
Temperatura (°C) 21 28
Precipitación anual (mm) 1000 2500
Altitud (msnm) 0 800
pH del suelo 6 7
Profundidad (cm) >150
Textura* Franco o Franco arcilloso - limoso
Salinidad (dS/m) <4
Drenaje Bueno
Zona climática Tropical húmeda y seca
Fotoperiodo (horas) 12
Fuente: FAO (2014); INIAP (1987)
Un buen manejo de este cultivo requiere dos podas anuales a partir del
segundo año de su establecimiento, para favorecer aspectos como un mejor
desarrollo del área foliar, el control de la altura de la planta, la regulación de la
entrada de la luz a estratos inferiores, la eliminación de las ramas inferiores que
dificultan las labores agrícolas y facilita la visibilidad de las mazorcas3. La
cosecha se realiza una vez cada quince días en los meses de mayor
producción (diciembre a junio) y el resto de meses se realiza una vez al mes
(INIAP, 1987). En la cosecha se realiza la recolección de las mazorcas y en la
post-cosecha se seleccionan y desgranan las almendras (semillas).
Por lo tanto, los principales residuos agrícolas de este cultivo son los
restos de poda, cascarones, maguey o placenta, las semillas negras o
afectadas por enfermedades que son desechados para disminuir la calidad del
producto (INIAP, 2009).
3 Fruto del cacao llamado comúnmente “mazorca”, es una drupa grande sostenida por un pedúnculo fuerte.
21
En la provincia de El Oro existen más de 17.000 ha dedicadas a este
cultivo (Figura 4), siendo trabajadas por pequeños y medianos productores.
Figura 4: Distribución del cultivo de cacao en la provincia de El Oro
Coffea sp.
El café es un cultivo perenne, perteneciente a la familia Rubiaceae.
Dependiendo de la zona y la variedad puede medir de 1 – 5 m de altura (IICA,
1987). La primera cosecha se obtiene alrededor del segundo año, teniendo una
producción óptima hasta los 20 años, posteriormente ya se requiere un
recambio del cultivo. El origen de su cultivo se atribuye a la provincia de Kaffa
(Etiopía), pero son los holandeses quienes se encargaron de su difusión
cultivándose primero en invernaderos y posteriormente en tierras asiáticas y
americanas (ICO, 2014). Las condiciones edafoclimáticas óptimas para su
cultivo se presentan en la Tabla 3. Existen dos variedades principales: arábiga
y robusta, la primera tiene un menor contenido en cafeína que la segunda
(MINAG, 2010).
22
Tabla 3: Requerimientos del cultivo de Coffea sp.
Característica Mínima Máxima
Temperatura (°C) 17 25
Precipitación anual (mm) 1200 2000
Altitud (msnm) 0 1800
pH del suelo 6 6,5
Profundidad (cm) >150
Textura Franco arcilloso
Salinidad (dS/m) <4
Drenaje Bueno
Zona climática Tropical húmedo y seco
Fotoperiodo (horas) 12 - 14
Fuente: FAO (2014); INIAP (1987)
El manejo de este cultivo es muy costoso debido a la gran cantidad de
mano de obra que requiere para su mantenimiento y cosecha. Después de 3 o
4 años la planta y sus ramas han dado las mayores cosechas y requiere una
poda para renovar el follaje, este proceso se repite cada 2 o 3 años. Dos o tres
meses después de realizar la poda se realiza la deshija, que consiste en
seleccionar los brotes más vigorosos y el resto de brotes que se encuentran
juntos o unidos por su base se eliminan (CICAFE, 2011).
Una parte de la BRA de este cultivo procede de estas podas, el resto se
genera en la cosecha (meses de julio y agosto) y procesado, produciéndose
residuos como la pulpa de la drupa (epicarpo y mesocarpo) y la cascarilla
(IICA, 1987). El manejo de la pulpa de café es uno de los más difíciles, pues es
el residuo mayoritario de este cultivo, representando el 80% del total de
volumen cosechado (Vásquez, et al., 2010).
En la provincia de El Oro existen más de 9.000 ha dedicadas a este
cultivo (Figura 5), siendo la principal fuente de ingreso para pequeños
productores.
23
Figura 5: Distribución de los cultivos de café en la provincia de El Oro
Situación actual de los residuos agrícolas en la provincia de El Oro
La información de los rendimientos de los cultivos en la provincia de El
Oro es de fácil acceso a partir de las estadísticas regionales, sin embargo no
ocurre lo mismo con los correspondientes a la generación de BRA de los
mismos tanto en su producción como en su uso. Esta información es muy
limitada y en muchos casos inexistente debido al poco interés económico que
la biomasa residual ha tenido hasta ahora. Como ejemplo, en la provincia de El
Oro sólo el 0,1% de los hogares utilizan BRA para producir energía (INEC,
2010).
Objetivo
El objetivo de este trabajo es determinar la producción potencial de
biomasa a partir de la BRA agrícola de los cultivos de banano, cacao y café de
la provincia de El Oro y de los costes asociados a la cadena de suministro de la
BRA para la producción de electricidad y bioetanol. La información disponible
será tratada mediante Sistemas de Información Geográfica apoyándose en
24
diversa bibliografía sobre los cultivos estudiados para obtener mapas de
potencialidad de la BRA generada y tablas con los costes estimados de
producción, transporte y de transformación de la BRA.
En este trabajo no se incluye el coste de las infraestructuras necesarias
para la transformación de la biomasa en energía que deberán irse amortizando
de los beneficios obtenidos por la venta de los productos obtenidos a partir de
la BRA.
25
Materiales y Métodos
Fuentes de datos
Los datos presentados en este trabajo han sido obtenidos principalmente de
los portales oficiales del Estado ecuatoriano:
Sistema Nacional de Estadísticas y Censos (INEC, 2014)
Sistema de Información Nacional del Ministerio de Agricultura,
Ganadería, Acuacultura y Pesca (MAGAP, 2014)
Geoportal del Consejo Nacional de Electricidad (CONELEC, 2014).
Geoportal del Gobierno Autónomo Descentralizado de El Oro (GADEO,
2014)
Geoportal del Instituto Geográfico Militar (Instituo Geográfico Militar,
2014).
Para conocer los usos alternativos actuales de la BRA en la zona de
estudio, se ha contactado con distintos técnicos de las plantaciones pero no se
pudo obtener información oficial y precisa.
Al desconocer los porcentajes de usos actuales de la BRA se han
establecido tres posibles escenarios de disponibilidad de la biomasa para
aprovechamiento energético de un 50%, 80% y 100%, tanto en lo referente a la
biomasa lignocelulósica (aprovechada para generación eléctrica), como para la
biomasa amilácea (aprovechada para la producción de bioetanol de 1ª
generación).
Se ha descartado el uso de tecnologías de 2ª generación porque su uso a
nivel industrial está todavía en desarrollo. Como ya se comentó anteriormente
los cultivos que se estudiarán en este trabajo corresponden con los de mayor
producción de la provincia y que por orden de importancia son: banano, cacao
y café.
26
Procesamiento de datos mediante Sistemas de Información Geográfica
Para el procesamiento de datos se ha utilizado el paquete informático
ArcGIS versión 10.1 ESRI ®, uno de los Sistemas de Información Geográfica -
SIG más conocidos. Este software ayudó a la determinación de la cantidad de
BRA disponible y su localización dentro de la provincia de El Oro. También, a
partir de la información obtenida se determinaron los lugares óptimos de
emplazamiento de las posibles plantas de generación eléctrica y de producción
de bioetanol respectivamente.
Una vez obtenidos las capas requeridas a partir de las fuentes oficiales,
se realizaron algunas pruebas preliminares para comprobar si eran correctas.
En el caso de la capa de vías de la provincia de El Oro, se observó que existían
muchas imprecisiones y errores que la hacían inservible para el objetivo del
trabajo. Esto obligó a realizar su digitalización manual para obtener un nuevo
mapa de vías con cortes en cada intersección y uniones correctas, además se
aprovechó para mejorarla, incluyendo vías que no se encontraban en la fuente
original utilizando fuentes externas (Google Earth), se utilizó esta herramienta
dada la falta de fotografías aéreas disponibles de la provincia de El Oro.
Al no existir un mapa que represente el sistema parcelario de los cultivos
de interés de la provincia estudiada, se tuvo que desarrollar una nueva capa
combinando los usos de suelo de la provincia con la localización de las
distintas vías de forma que se dividió la zona de estudio en distintos puntos
principales de producción.
Ratios de residuos de BRA
Respecto a la producción de BRA, en la bibliografía se han encontrado
una gran variedad de Ratios de Residuo por unidad de Producto - RRP, debido
a que dependen de factores como el tipo de cultivo, la variedad que se esté
estudiando, la zona climática, las condiciones del suelo, así como también, las
prácticas de manejo del cultivo (Scarlat, Martinov, & Dallemand, 2010). Para
27
realizar este trabajo se han utilizado valores medios obtenidos de la bibliografía
de los RRP de zonas de cultivo semejantes a las del área estudiada (Tabla 4).
Tabla 4: Ratio de residuo por producto de los cultivos del estudio
Autor RRP (t de residuo seco/ rendimiento
del cultivo)
Banano
Banano
(cáscara) Cacao
(cascarón) Café
Tock, Lai, Lee, Tan, & Bhatia (2010) 2,4
Jingura & Matengaifa (2008) 2
Duku, Gu, & Hagan (2011) 1 2,1
Wilaipon (2009) 0,25
Koopmans & Koppejan (1997) 1
Amoo-Gottfried & Hall (1999) 2 1,2 1
Valor medio 2,13 0,25 1,06 1,55
Junto a la biomasa lignocelulósica generada en el cultivo del banano,
también se genera una gran cantidad de biomasa amilácea proveniente del
rechazo de la fruta no comercializable, la cual contiene excelentes
características para la producción de bioetanol por su alto contenido de
almidones y azúcares. En la Tabla 5 se presentan los distintos porcentajes de
rechazo de cosecha obtenidos a partir de la bibliografía consultada. Como se
puede observar existe una gran variabilidad en los datos obtenidos en los
distintos trabajos. Para este trabajo se ha decidido realizar los cálculos de
producción de BRA amilácea a partir del valor medio obtenido de los distintos
trabajos siendo este valor medio el 15,45% de la producción total de banano
(Tabla 5).
Tabla 5: Cantidad promedio de rechazo de banano.
Autor % de
rechazo (mf)
Graefe et al. (2011) 8,31
Ramírez (2012) 6,94
Gómez (2009) 14
Tamayo (2013) 8,47
Clarke et al. (2008) 30
Hammond et al. (1996) 25
Promedio 15,45
28
Emplazamiento de la planta
Como establecen en su estudio, Singh, Panesar & Sharma (2007), la
valorización de la biomasa y la localización de la planta son factores
importantes a tomar en cuenta debido a los altos costes de logística que esto
conlleva. Según su estudio, una de las maneras más reales de realizar esta
valorización es mediante el uso de SIG dado que esta herramienta tiene la
capacidad de manejar y analizar datos multiespaciales y temporales.
Ya se ha comentado que uno de los objetivos del trabajo es la obtención
de energía eléctrica a partir de la BRA lignocelulósica. Esta energía eléctrica
puede utilizarse en los pretratamientos y tratamientos que tiene que sufrir la
BRA lignocelulósica antes de su transformación en energía eléctrica y también
para los procesos de transformación de la biomasa amilácea en bioetanol. El
resto de la energía se pondrá a disposición del Sistema Nacional
Interconectado - SNI del país, ya que el gobierno es el único ente autorizado
para la distribución de electricidad en el Ecuador. Por esto es importante que el
emplazamiento de las plantas de transformación se realice en un lugar muy
cercano a una estación o subestación eléctrica que facilite y abarate el proceso
de distribución.
Costes de la cadena de suministro de BRA
Una vez determinada la ubicación de las plantas de transformación hay
que realizar el estudio de la cadena de suministro de la biomasa para las
mencionadas plantas. Con este estudio conoceremos el coste económico
asociado a la producción de BRA, de su transporte desde la zona de
producción a la central y del proceso de transformación en dichas centrales. A
partir de este estudio se establecerá la distancia máxima desde la que se
puede aprovechar la BRA para que el proceso global sea económica y
medioambientalmente viable.
29
Los costes de transformación de la biomasa en bioetanol y energía
eléctrica que se van a utilizar han sido obtenidos a partir de la bibliografía
consultada. En la mayoría de los casos, son datos referidos a distintos tipos de
biomasa, en localizaciones geográficas distintas de la zona de estudio y con la
tecnología existente en ese momento. Si se tiene en cuenta que las tecnologías
utilizadas están en continuo proceso de mejora los costes presentados deben
tomarse como precios aproximados o de referencia.
30
Resultados y Discusión
Según se observa en la Tabla 6 y debido a las condiciones
edafoclimáticas de la zona de estudio, el cultivo principal de la provincia de El
Oro, es el banano. El rendimiento de este cultivo en la provincia según MAGAP
(2014) es de 35,53 t/ha, que es considerado bueno, pero no óptimo pues según
Graefe et al. (2011), los rendimientos obtenidos para fincas pequeñas (2,5 ha)
de la provincia de Guayas - Ecuador, han sido de 40,9 t/ha.
Tabla 6: Datos de productividad de banano, cacao y café en la provincia de El Oro
Cultivo Superficie plantada
(ha)
Producción (t)
Rendimiento (t/ha)
Banano 63.883 2.269.901 35,53
Cacao 17.751 5.987 0,39
Café 9.058 1.094 0,14Fuente: (MAGAP, 2014)
Identificación de usos alternativos de la BRA en los cultivos estudiados
Banano: la BRA lignocelulósica se utiliza mínimamente en las mismas
plantaciones para hacer desde compost hasta lixiviados para uso
fitosanitario, mientras que la BRA amilácea se vende en pocas
cantidades para alimentación animal y para elaboración de harina. La
mayoría de productores eliminan toda la BRA en vertederos a cielo
abierto.
Cacao: Después del desgrane, los cascarones se dejan en el campo
para enriquecer con materia orgánica al suelo. Por su parte, la BRA
obtenida en la poda se deja en el suelo para su degradación biológica.
Café: En general la pulpa de la cereza se composta y la BRA generada
en la poda y en el pilado, se utilizan como biocombustible para el tostado
del café, esto hace poco viable su utilización como biocombustibles
fuera del propio proceso de producción del café comercial.
31
Cálculo de Biomasa Residual Agrícola potencial
En la Tabla 7 se presenta la cantidad de BRA potencial que se genera
en la provincia de El Oro para los tres cultivos en estudio. Cada uno de los
datos de producción de BRA se obtuvo a partir de valores medios de ratios de
residuos y de producción media, en el caso de la biomasa lignocelulósica, y del
15% de rechazo de la producción de banano para la biomasa amilácea. Como
puede observarse resalta la diferencia de BRA generada por el banano,
respecto a los otros dos cultivos tanto por su mayor superficie de producción
como por tener un RRP (Tabla 4) mucho mayor que el de los otros dos cultivos.
Tabla 7: BRA potencial generada en la provincia de El Oro de los tres cultivos
Cultivo Producción
(t)
Ratio de Residuo por
Producto
BRA Generada (t)
Banano (Lignocelulósica)
2.269.901 2,13 4.834.889
Banano (Amilácea)
2.269.901 0,15 205.746
Cacao (Cascarones)
5.987 1,06 6.346
Café (Cascarilla) 1.094 1,55 1.695
En el caso del cacao la cantidad de BRA generada procede de los
cascarones y del proceso de poda (4 años). No se han localizado referencias
bibliográficas relativas a la producción de BRA procedente de la poda. Estos
datos han sido obtenidos de un técnico de campo de la Estación Experimental
Pichilingüe – INIAP, que participó en el proyecto de investigación sobre “minga
del cacao” desarrollado por esa Institución. En dicho estudio, se obtuvo un
valor medio de restos de poda de 0,88 kg/planta (mf). Si la densidad de
plantación media es de 625 plantas/ha, se concluye que se pueden llegar a
obtener cerca de 550 kg/ha (mf) de restos de poda. Teniendo en cuenta que la
superficie de cacao es de 17.751 ha y que el proceso de poda se realiza cada 4
años la producción potencial anual sería de 2441 t/año (mf) en toda la provincia
de El Oro.
32
Con respecto a los residuos generados en el cultivo del café, se obtiene
la cáscara en el pilado y la biomasa leñosa generada en la poda. Toda esta
BRA es utilizada como combustible en los hornos para el tostado del grano. Por
otra parte también se obtiene el mucílago o pulpa, que frecuentemente es
compostado para su uso a manera de fertilizante. El uso actual de los residuos
hace improbable su aprovechamiento para generación de electricidad.
Emplazamiento de las plantas
Al estudiar el mapa del uso de suelo de la provincia de El Oro (Figura 2),
se observa un área importante en la cual se encuentran concentradas 40.000
ha de plantaciones de banano. Es con gran diferencia el área de mayor
concentración de BRA de toda la provincia y por lo tanto ha sido la zona
seleccionada para situar las plantas de transformación de BRA para la
producción de electricidad y bioetanol.
Para seleccionar la ubicación exacta de la planta, como ya se comentó
en Materiales y Métodos, se buscaron las estaciones y subestaciones
eléctricas a partir de la información obtenida en el Geoportal del CONELEC.
Según los datos oficiales, dentro del área de producción del banano de este
trabajo se localizan tres subestaciones eléctricas (Figura 6).
Teniendo en cuenta tanto el área de producción del banano como su
configuración espacial, se seleccionaron las dos subestaciones que se
muestran en la Figura 6 debido a que cubren la mayor parte de la zona de
producción y presentan entre ambas una menor área de intersección (área
circular de 10 km de radio desde la subestación). La tercera subestación, que
se encuentra en el centro de la zona de cultivo de banano, fue desestimada
para este estudio. Las plantas de producción se situarán lo más cerca posible
de estas subestaciones para su conexión al Sistema Nacional Interconectado y
de esta manera facilitar la venta de la energía eléctrica al Gobierno Nacional.
33
Figura 6: Lugar de emplazamiento de las dos plantas de bioetanol
Biomasa residual agrícola amilácea del banano.
Las estimaciones se han realizado tomando como rendimiento de
producción de bioetanol a partir de rechazo de banano de 87,9 l/t de banano de
rechazo en materia fresca (Tabla 8). El precio del coste de rechazo del banano
fue obtenido de consultas realizadas a técnicos de plantaciones en la zona de
estudio. El precio de venta, en los casos en que este residuo es vendido, es de
$20/t. El coste del transporte se realizó a partir del dato obtenido en la
normativa de establecimiento de tarifas de transporte de carga pesada del
Subestación
desestimada
34
Consejo Nacional de Tránsito y Transporte Terrestre (ANT, 2003), valor que se
sitúa en $0,0675/t*km recorrido.
Tabla 8: Valores de rendimiento de bioetanol
Autor Rendimiento de bioetanol
(l/t mf)
Graefe et al. (2011) 111,5
Hammond et al. (1996) 91
CIAT (2011) 75
(IICA, 2007) 74
Promedio 87,9
Respecto al coste de transformación de la biomasa amilácea en
bioetanol, hay pocos datos bibliográficos relativos al banano. Al ser esta BRA
una fuente de almidón, ésta requiere una hidrólisis previa con la finalidad de
que los azúcares pasen a estar disponibles para que las levaduras puedan
fermentarlas. No ocurre lo mismo con la obtención de bioetanol a partir de caña
de azúcar, pues esta biomasa ha sido ampliamente estudiada (Tabla 9).
Tabla 9: Costes referenciales de la producción de bioetanol a partir de caña de azúcar
Fuente País Coste de
Producción ($/l)
FAO (2010) Perú 0,30
CEPAL (2006)
Costa Rica 0,30El Salvador
0,32
Guatemala 0,32
Honduras 0,31
Nicaragua 0,24
Panamá 0,29
SAGARPA (2013) México 0,43
MEER (2007) Ecuador 0,49
Embrapa (2011) Brasil 0,20
Valsechi (2009) Brasil 0,22
Promedio 0,31
Debido a la dificultad de obtener datos bibliográficos sobre el coste de
transformación de la biomasa amilácea de banano, se utilizó un valor medio de
los costes de transformación de la caña de azúcar en los países de
35
Latinoamérica ($0,31/l), teniendo en cuenta que al igual que la caña de azúcar
el banano también posee enzimas propias que autodegradan la biomasa
amilácea y por lo tanto el proceso industrial de obtención de bioetanol a partir
de esta biomasa se simplificaría (CIAT, 2011).
Para que la producción de bioetanol, a partir de biomasa amilácea de
banano, sea económicamente viable, el coste de su producción, transporte y
transformación debe de ser menor que el precio de venta del bioetanol ($0,70
l). Si los costes de transformación y de producción son relativamente fijos; es
el coste del transporte el que debe ser restringido para lograr obtener
beneficios.
Con los datos ya mencionados, se llegó a la conclusión de que la
distancia máxima de transporte de la biomasa desde el área de producción
hasta la planta de transformación no podía superar los 20 km. Por lo tanto, el
área de producción aprovechable, para cada una de las centrales, quedó
restringida a la superficie que se muestran en la Figura 10.
Tabla 10: Coste de producción de la biomasa amilácea en bioetanol
Cadena de suministro Coste
Coste de la biomasa ($/l) 0,16
Coste de transporte ($/t*km) 0,0675
Coste estimado de transformación ($/l) 0,31
A partir de esta limitación de superficie se realizó una parcelación virtual
para dividir el área de producción en parcelas y asociar esa parcelación con las
vías disponibles. De esta forma se podría conocer el coste real del transporte
de la biomasa hasta la planta asignada según su localización (
Figura 7).
36
Figura 7: Parcelamiento virtual del polígono de uso de suelos de banano
Con el paquete informático ArcGIS se determinó la distancia, por
carretera más corta desde cada punto de recogida hasta la planta más cercana
(Figura 8).
37
Figura 8: Distribución de toda la biomasa disponible hacia las plantas de transformación
En la Figura 9 se presenta el coste del transporte de la BRA amilácea
desde cada punto de recogida hasta las plantas de transformación. El coste de
su transporte aumenta dependiendo tanto de la distancia de cada parcela a la
planta de transformación como de la cantidad de biomasa obtenida en ella.
38
Figura 9: Coste anual en USD del transporte de biomasa amilácea en función del volumen de BRA
producida y la distancia hacia las plantas de transformación
Tras el tratamiento informático de los datos se determinó que el área de
interés para la recolección de biomasa es de 38.605 ha de las 63.883 ha de
cultivo de banano disponibles en la provincia de El Oro, de las cuales 17.052,3
ha proveerán de biomasa amilácea a la planta Norte y 21.552,7 ha a la planta
sur (Figura 10), produciendo un total de 205.746,90 t de banano de rechazo,
que a su vez producirán 18.080.008,84 l de bioetanol por las dos plantas.
39
Figura 10: Área de aprovisionamiento de banano de rechazo para cada planta de transformación
En la Tabla 11 se presentan los costes anuales que se deberán tomar en
cuenta para establecer dos plantas con una capacidad de 8 millones de litros
de bioetanol anuales para la planta Norte y en la planta Sur se estima una
producción de 10 millones de litros de bioetanol; con las condiciones del cultivo
de banano actuales. Respecto al precio de venta del bioetanol se ha tomado
como precio referencial $0,70/l, precio que paga actualmente el Gobierno del
Ecuador a los cañicultores por la venta del etanol para la mezcla de la gasolina
Ecopaís. Con estos valores estimados se genera una ganancia neta de cerca
del 28%. Parte de esta ganancia debería utilizarse en la amortización de las
infraestructuras.
40
Como se mencionó anteriormente, debido a la falta de información
estadística con respecto a los usos alternativos que se le da al rechazo del
banano, se establecieron tres escenarios sobre la disponibilidad de la biomasa
(100%, 80% y 50%). Se establecieron estos valores debido a que según
Fernandes et al. (2013), el uso de BRA en Brasil es cerca de 10%, a pesar de
que en otros países puede llegar al 36%. Como se observa en la Tabla 11, en
el caso que se disponga de un 50% de la biomasa estimada en este estudio, el
mantener una planta de bioetanol con este residuo continúa generando
ganancias, transportando esta cantidad de biomasa la misma distancia
establecida para el escenario de una disponibilidad de biomasa del 100%.
Tabla 11: Costes anuales para el funcionamiento de una planta de 25 millones de litros de bioetanol, en diferentes escenarios de disponibilidad de BRA amilácea
Tipo de coste Escenarios
100% Rechazo 80% Rechazo 50% Rechazo
Cantidad de BRA amilácea (t) 205.746 164.597 102.873
Coste de BRA amilácea ($) 4.114.938 3.291.950 2.057.469
Costes de Transporte ($) 137.203 109.762 68.601
Costes de Transformación ($) 5.621.196 4.496.957 2.810.598
Costes de Producción Total ($) 9.873.337 7.898.670 4.936.668
Ventas estimadas ($) 12.655.910 10.124.728 6.327.955
Ganancia neta ($) 2.782.572 2.226.058 1.391.286
Los trabajos realizados por (Hammond et al., 1996; Velásquez-
Arredondo et al., 2010; y Graefe et al., 2011), demuestran que el bioetanol
producido a partir del rechazo de banano es viable tanto económicamente
como ambientalmente. Se han obtenido balances energéticos positivos
después de realizar todo el proceso de transformación de la biomasa amilácea
a bioetanol que incluye la hidrólisis enzimática que rompe las cadenas de
almidones y las convierten en azúcares y su posterior fermentación con
levaduras y la destilación final. Respecto a las emisiones de GEI, se cataloga el
cultivo del banano como cultivo neutro de emisiones y por lo tanto la obtención
de bioetanol a partir de su BRA amilácea hace que el índice de emisiones sea
mejorado.
41
Biomasa residual agrícola lignocelulósica del banano
En el caso de la BRA lignocelulósica del banano, se observa que el ratio de
residuo es alto (Tabla 4) y por lo tanto se genera una gran cantidad de BRA. A
partir de la misma superficie establecida para la biomasa amilácea se
obtendrían un total de 1.290.499 t de biomasa lignocelulósica en la planta de la
zona Norte y 1.631.085 t en la zona Sur (Tabla 12), que podrían utilizarse tanto
para obtener biocombustibles de 2ª generación, biogás o electricidad. De los
tres procesos de transformación se ha elegido el último por ser el de más fácil
implementación en la zona de estudio. Una parte de la energía eléctrica
generada se utilizaría para el proceso industrial de transformación de biomasa
amilácea en bioetanol y el resto podría venderse fácilmente al Estado.
Tabla 12: BRA lignocelulósica real generada
Planta Área (ha) Productividad (t) BRA (t)
Planta N 17.052,30 605.868,22 1.290.499
Planta S 21.552,70 765.767,43 1.631.085
Para conocer el Poder Calorífico Superior – PCS de la BRA
lignocelulósica, se realizó una revisión bibliográfica sobre la caracterización de
ésta donde se obtuvo una media de cada uno de los componentes de interés
(celulosa, hemicelulosa y lignina), ver Tabla 13.
Tabla 13: Caracterización de BRA lignocelulósica
Tipo de residuo
Celulosa (% ms)
Hemicelulosa(% ms)
Lignina (% ms)
Autor
Raquis
66 Bolio, et al. (2011)
63 19 5 Deepa et al., (2011)
32,1 8,8 19 Velásquez-Arredondo
et al., (2010) 36,14 7 16,43 Gabhane et al., (2014)
Pseudotallo
64 Bolio, et al., (2011)
44,32 22 9,66 Gabhane et al., (2014)
Hojas 32,56 12 21,8 Gabhane et al., (2014)
Promedio 45,34 15,2 14,98
42
A partir de los valores medios de los principales componentes de la
fracción lignocelulósica del banano, se procedió a estimar el PCS a partir de la
ecuación desarrollada por (Demirbaş, 2001), para biocombustibles no leñosos.
Esta ecuación se basa en la relación del contenido de lignina con el PCS de la
biomasa.
0,0877 ∗ 16,494
17.803 /
Donde L es el porcentaje de lignina en base seca y libre de cenizas y extraíbles
y el PCS se expresa en (kJ/kg).
Al realizar los cálculos se obtiene que un valor de PCS0 de 17.803 KJ/kg,
valor que coincide con los resultados obtenidos por Sellin, et al. (2013) que
obtuvieron un valor de PCS para las hojas de banano de 17,10 MJ/kg. Por su
parte, Rosal et al. (2012) citado por Bernstad, et al. (2012) obtuvo un valor de
PCS de 17,38 MJ/kg para el pseudatollo del banano. También el valor estimado
se encuentra dentro del rango establecido en el estudio de Fernandes et al.
(2013), donde se estima un PCS entre 17 a 20 MJ/kg en muestras de biomasa
herbácea.
A partir del valor de PCS y con objeto de determinar la potencia de las
plantas de electricidad se estimó el PCI de la biomasa utilizando la siguiente
ecuación:
206 ∗ % 5
16.519 /
Si se conoce que la BRA lignocelulósica contiene un 6,23% de
hidrógeno, (Abdullah, et al., 2014) el PCI0 obtenido para la BRA lignocelulósica
de banano es de 16,5 MJ/kg.
4 Fuente: (Demirbaş, 2001) 5 Fuente: (AENOR, 2008)
43
Con este dato de PCI0 y siempre que se utilizase el 100% de la BRA disponible,
la combustión de esta BRA podría llegar a genera hasta 13.407 GW.h térmicos
(sin pérdidas) que podrían ser transformadas en 2.815 GW.h eléctricos con un
rendimiento del 21% de ambas plantas (Tock et al., 2010). Si se prevén 7.920
horas de funcionamiento anuales de cada planta, se estima que la planta Norte
podrá contar con una potencia instalada de 157 MW, mientras que la planta Sur
dispondrá de una potencia de 198 MW, insistiendo que estas cantidades se
alcanzarían en una situación óptima y utilizando el 100% de la BRA disponible.
En la Tabla 14 se presentan los escenarios en los casos que la BRA
lignocelulósica se encuentre disponible en menor cantidad. A esta cantidad de
electricidad habría que restarle la utilizada en el proceso industrial de
transformación de la biomasa amilácea a bioetanol, como se comentó
anteriormente.
Tabla 14: Posibles escenarios de disponibilidad de BRA lignocelulósica del cultivo de banano
Planta Potencia (MW)
100% Rechazo
80% Rechazo
50% Rechazo
Planta Norte 157 125 78
Planta Sur 198 158 99
Para un escenario en el que se dispusiera del 100% de la BRA
lignocelulósica, el coste de la cadena de suministro de la misma incluiría el
coste de producción de la biomasa, siendo éste de $12/t, valor consultado con
técnicos de campo; costes de transporte (los mismos que para la BRA
amilácea) y el coste de transformación de la biomasa lignocelulósica en
biomasa eléctrica, considerándose un valor de $0,06/KW.h generado (IRENA,
2012), tomando en cuenta que este valor puede variar según el tipo de
tecnología que se utilice para la combustión. Estos valores se presentan en la
Tabla 15.
44
Tabla 15: Costes de la cadena de suministro de la transformación de biomasa lignocelulósica
Cadena de suministro Coste
Coste de la biomasa lignocelulósica ($/t) 12
Costes de transporte ($/t*km) 0,067
Coste total de transformación ($/kW.h) 0,06
Una vez que ya se tenga implementado el proyecto de establecimiento de
estas dos plantas para generación de energía eléctrica, los costes anuales de
funcionamiento ambas plantas presentan en la Tabla 16.
Considerando el precio de venta de la energía eléctrica generada a partir
de biomasa que se encuentra regulada, como se citó en la introducción, a un
precio de $0,0967/kW.h, se obtendrá una ganancia de cerca del 32% anual,
parte del cual iría destinado a la amortización de la infraestructura creada (10
años), pero no se entra más profundamente en este aspecto al no ser el
objetivo de este trabajo.
Tabla 16: Costes anuales de funcionamiento de una planta de generación eléctrica con combustión de la biomasa lignocelulósica
Tipo de coste Coste ($)
Biomasa lignocelulósica 35.059.284,54
Transporte de carga pesada 1.948.107,70
Transformación 168.928.865
Costes de producción total 205.936.256
Ventas estimadas 272.257.020
Ganancia neta 66.320.763
Según estudios realizados por Deepa et al. (2011) y Fernandes et al.
(2013), el aprovechamiento energético de biomasa residual lignocelulósica del
banano es viable debido a las características químicas y a su comportamiento
térmico. Además, presenta resultados similares a otros residuos
agroindustriales que actualmente ya se utilizan como el rastrojo del maíz y la
paja del trigo.
45
Biomasa residual agrícola del cultivo de cacao
Como se observa en la Figura 2, la mayoría de los cultivos de cacao se
encuentran cerca de la gran zona de cultivo del banano. Esta cercanía hace
que sea económicamente factible el uso de la BRA procedente de las
operaciones de poda para transformarla en electricidad. Sin embargo, no toda
la BRA generada del cacao puede utilizarse para obtener energía. Se descarta
el uso de la BRA obtenida de los cascarones que se utilizan directamente como
materia orgánica para enriquecer el suelo donde se ha generado.
En la Figura 11 se observa el área de cultivo de cacao, que representa
5.068 ha de las cuales se obtienen 2.787 t de residuos cada 4 años, por lo que
anualmente se obtendrían 697 t entre las dos épocas de poda lo largo del año.
Esta cantidad comparada con la obtenida del banano es insignificante y su
inclusión no varía las cantidades de energía obtenida de forma significativa.
46
Figura 11: Distribución de BRA de restos de poda del cultivo de cacao hacia las plantas Norte y Sur
Biomasa residual agrícola del cultivo de café
Como se observa en la Figura 2, la superficie de cafetales se encuentra muy
dispersa y con áreas bastante reducidas en comparación con el cultivo de
banano. Esto plantea problemas de logística, además la BRA del pilado y de la
poda del café se utilizan para el posterior procesamiento de los granos de café,
específicamente en el secado, por lo que no se puede utilizar la BRA
procedente de este cultivo para su aprovechamiento energético ya que la
mayoría están siendo aprovechados en actividades agro-productivas.
47
Conclusiones
La provincia de El Oro cuenta con un gran potencial de producción de
biocombustibles, pues su principal cultivo, el banano, genera gran cantidad de
BRA amilácea que puede ser aprovechada para una producción máxima de 19
millones de litros anuales de bioetanol y para generación de energía eléctrica a
partir de la BRA lignocelulósica generada en el manejo del cultivo se estima
una potencia de hasta 355 MW.
Este estudio de potencialidad puede ser de interés público, pues la
producción de bioetanol a partir del rechazo de banano puede apoyar a la
consecución de objetivos nacionales sobre el escalamiento de la iniciativa
Ecopaís a nivel nacional. Por su parte, la generación de energía eléctrica a
partir de biomasa residual lignocelulósica también permitirá alcanzar el objetivo
de contar con una participación del 5% de la biomasa dentro la matriz
energética del país.
El aprovechamiento energético de la BRA de banano, tanto la amilácea
como la lignocelulósica, disminuye significativamente el volumen de residuos y
contribuye a disminuir el impacto ambiental causado generalmente por la
disposición de estos residuos a cielo abierto. Además, aporta a la disminución
de emisión de GEI debido a la sustitución de los combustibles fósiles. Por otra
parte, se establece un uso comercial de los residuos y se genera un ingreso
extra para los productores de la zona.
Dada la dificultad de obtención de datos de la zona de estudio, se
sugiere realizar un levantamiento de información in situ sobre la cantidad de
BRA generada, el uso y aprovechamiento de la misma en actividades agrícolas
con la finalidad de conocer exactamente con cuánta biomasa se cuenta para
aprovechamiento energético y de esta manera ratificar los valores de RRP
obtenidos por bibliografía en este trabajo.
48
Se sugiere realizar un estudio similar en la provincia de Los Ríos y Guayas por
presentar condiciones de superficie plantada y producción de banano
superiores a las de la provincia de El Oro.
Para el caso de los cultivos de café y cacao, por el uso agrícola que se la da
a la BRA, su poca disponibilidad y la dispersión de los cultivos, no se observa
una potencialidad de aprovechamiento energético de los mismos en la
provincia de El Oro.
En este trabajo no se ha mencionado el coste de las infraestructuras
(plantas de transformación), pero al tratarse de productos cuya venta está
restringida al estado se piensa que dichas infraestructuras deberían ser de
titularidad estatal o en su defecto financiadas con préstamos oficiales que
serían devueltos a largo plazo para aumentar el interés de las empresas.
Agradecimientos
Esta memoria se pudo desarrollar gracias al apoyo del Gobierno del
Ecuador al otorgar una beca de estudios a la autora a través de la Secretaría
de Educación, Ciencia, Tecnología e Innovación - SENESCYT. También se
agradece el apoyo recibido por parte de los integrantes del grupo de
Agroenergética de la Universidad Politécnica de Madrid para el desarrollo de la
misma.
49
Bibliografía
Abdullah, N., Sulaiman, F., Azman, M. & Modh, R. (2014). Characterization of Banana (Musa spp.) pseudo-stem and fruit-bunch-stem as a potential renewable energy resource. International Journal of Biological, Veterinary, Agricultural and Food Engineering, 8(8), pp. 712-716.
AENOR (2008). Biocombustibles sólidos. Método para la determinación del poder calorífico. [En línea] Available at: www.aenor.es
Amoo-Gottfried, K., & Hall, D. (1999). A biomass energy flow chart for Sierra Leone. Biomass and Bioenergy, 16(5), 361–376. Retrieved from http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0961953499000094
ANACAFE (2004). Cultivo de Banano. [En línea] Available at: http://portal.anacafe.org/Portal/Documents/Documents/2004-12/33/6/Cultivo%20de%20Banano.pdf
ANT (2003). Resolución N° 001-Dir-2003-CNTTT. [En línea] Available at: http://www.ant.gob.ec/tarifas/001DIR.pdf
Bernstad, A., Acordi, E., Lea, L., Pereira, B., Alves, V., Furtados, A. &Fernandes, G. (2012). Potentials for Utilization of Post-Fiber Extraction Waste from Tropical Fruit Production in Brazil - the Example of Banana Pseudo-Stem. International Journal of Environment and Bioenergy, 4(2), pp. 101-119.
Bolio, G., Valadez, A., Veleva, L. & Andreeva, A. (2011). Whiskers de celulosa a partir de residuos agroindustriales de banano: obtención y caracterización. Revista Mexicana de Ingeniería Química, 10(2), pp. 291 - 299.
CEDA (2011). Hacia una matriz energética diversificada en Ecuador. [En línea] Available at: http://www.ceda.org.ec/wp-content/uploads/2014/04/matriz_energetica_ecuador.pdf
CEPAL (2006). Costos y precios para etanol combustible en América Central. [En línea] Available at: http://www.eclac.cl/publicaciones/xml/9/24459/L716.pdf
CIAT (2011). Un nuevo mercado para nuevos productores de banano y plátano. [En línea] Available at: http://www.fontagro.org/sites/default/files/stecnico/pp_ista_07_41_2011.pdf
CICAFE (2011). Guía Técnica para el cultivo del café. [En línea] Available at: http://www.icafe.go.cr/icafe/anuncios/documentos/GUIA%20TECNICA%20V10.pdf
50
Clarke, W. P., Radnidge, P., Lai, T. E., Jensen, P. D., & Hardin, M. T. (2008). Digestion of waste bananas to generate energy in Australia. Waste Management (New York, N.Y.), 28(3), 527–33. doi:10.1016/j.wasman.2007.01.012
CONELEC (2014). Geoportal Eléctrico. [En línea] Available at: http://geoportal.conelec.gob.ec/visor/index1.html
Correa, R. (2014). Enlace Ciudadano N° 369 [Entrevista] (12 Abril 2014).
CORPOICA (2006). Manejo sostenible del cultivo del plátano. [En línea] Available at: http://www.corpoica.org.co/sitioweb/Archivos/Publicaciones/Cultivodelpltano.pdf
Damien, A. (2010). La Biomasa. Fundamentos, Tecnologías y Aplicaciones. En: Madrid: Mundi Prensa.
Deepa, B., Abraham, E., Cherian, B. M., Bismarck, A., Blaker, J. J., Pothan, L. A., … Kottaisamy, M. (2011). Structure, morphology and thermal characteristics of banana nano fibers obtained by steam explosion. Bioresource Technology, 102(2), 1988–97. doi:10.1016/j.biortech.2010.09.030
Demirbaş, A. (2001). Relationships between lignin contents and heating values of biomass. Energy Conversion and Management, 42(2), 183–188. doi:10.1016/S0196-8904(00)00050-9
Duku, M. H., Gu, S., & Hagan, E. Ben. (2011). A comprehensive review of biomass resources and biofuels potential in Ghana. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(1), 404–415. doi:10.1016/j.rser.2010.09.033
El Bassam, N. (2010). Handbook of Bioenergy Crops: A Complete Reference to Sepecies, Development and Applications. s.l.:Earthscan.
El Telégrafo (2013). Los subsidios, el tema "sensible" que se omite en época electoral. [En línea] Available at: http://www.telegrafo.com.ec/noticias/informacion-general/item/los-subsidios-el-tema-sensible-que-se-omite-en-epoca-electoral.html
Embrapa (2011). Produção de Etanol: Primeira ou Segunda Geração?. [En línea] Available at: http://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/bitstream/doc/886571/1/CITE04.pdf
Enríquez, G. (1985). Curso sobre el cultvio del cacao. En: s.l.:s.n.
FAO (2010). Análisis de costos de producción de biocombustibles en Perú. [En línea] Available at: http://www.fao.org/docrep/013/i1712s/i1712s06.pdf
FAO (2014). Ecocrop. [En línea] Available at: http://ecocrop.fao.org/
Fernandes, E. R. K., Marangoni, C., Souza, O., & Sellin, N. (2013). Thermochemical characterization of banana leaves as a potential energy source. Energy Conversion and Management, 75, 603–608. doi:10.1016/j.enconman.2013.08.008
51
Gabhane, J., William, S. P. M. P., Gadhe, A., Rath, R., Vaidya, A. N., & Wate, S. (2014). Pretreatment of banana agricultural waste for bio-ethanol production: individual and interactive effects of acid and alkali pretreatments with autoclaving, microwave heating and ultrasonication. Waste Management (New York, N.Y.), 34(2), 498–503. doi:10.1016/j.wasman.2013.10.013
GADEO (2014). Geoportal. [En línea] Available at: http://geo.eloro.gob.ec/
García, J., Machimura, T. & Matsui, T. (2013). A Nation-wide Planning of Agro-residue Utility for Bioethanol Production and Power Generation in Ecuador. Energy Procedia.
Gobierno Autónomo Provincial de El Oro (2005). Diagnóstico Socioeconómico y Territorial de la Provincia de El Oro. s.l.:s.n.
Gómez, P. (2009). Análisis espacial de datos para clasificar musáceas en zonas bananeras del Ecuador. [En línea] Available at: http://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/10332/1/D-42240.pdf
Graefe, S., Dufour, D., Giraldo, A., & Muñoz, L. (2011). Energy and carbon footprints of ethanol production using banana and cooking banana discard: a case study from Costa Rica and Ecuador. Biomass and …. Retrieved from http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0961953411001413
Hammond, J. B., Egg, R., Diggins, D., & Coble, C. G. (1996). Alcohol from bananas. Bioresource Technology, 56(1), 125–130. doi:10.1016/0960-8524(95)00177-8
Hiloidhari, M., & Baruah, D. C. (2011). Crop residue biomass for decentralized electrical power generation in rural areas (part 1): Investigation of spatial availability. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(4), 1885–1892. Retrieved from http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032110004454
ICCO (2013). Growing Cocoa. [En línea] Available at: http://www.icco.org/about-cocoa/growing-cocoa.html
ICO (2014). Historia del café. [En línea] Available at: http://www.ico.org/ES/coffee_storyc.asp
IDEA (2010). Manuales de Energías Renovables / 5. En: s.l.:s.n.
IEA, 2007. Biofuel production. [En línea] Available at: http://www.iea.org/techno/essentials2.pdf
IICA (1987). Botánica de los cultivos tropicales. En: s.l.:s.n., pp. 337-342.
IICA (2004). Caracterización de la cadena del plátano en Colombia. [En línea] Available at: http://books.google.es/books?id=0JjAlD3pZ0YC&pg=PP2&dq=musa+paradisiaca%2Bfao&hl=es-
52
419&sa=X&ei=7K7bUomEBfKa1AXApYCgCg&ved=0CDYQ6AEwAA#v=onepage&q=musa%20paradisiaca%2Bfao&f=false
IICA (2007). Atlas de la agroenergía y los biocombustibles en las Américas. [En línea] Available at: http://www.olade.org/sites/default/files/CIDA/IICA/Atlas%20de%20Bioenergia%20y%20Combustibles%201.pdf
INEC (2010). Fascículo provincial El Oro. [En línea] Available at: http://www.ecuadorencifras.gob.ec/wp-content/descargas/Manu-lateral/Resultados-provinciales/el_oro.pdf
INEC (2014). Ecuador en Cifras. [En línea] Available at: http://www.ecuadorencifras.gob.ec/ecuador-en-cifras/
INIAP (1987). Manual agrícola de los principales cultivos del Ecuador. [En línea] Available at: http://books.google.es/books?id=m5kzAQAAMAAJ&printsec=frontcover&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false
INIAP (2009). Manual de cultivo de cacao. [En línea] Available at: http://www.iica.int.ni/IICA_NICARAGUA/Publicaciones/Estudios_PDF/cultivoCacaoEcuador.pdf
Instituo Geográfico Militar (2014). Geoportal IGM. [En línea] Available at: http://www.geoportaligm.gob.ec/portal/
IRENA (2012). Biomass for power generation. [En línea] Available at: http://www.irena.org/DocumentDownloads/Publications/RE_Technologies_Cost_Analysis-BIOMASS.pdf
Jarabo, F. (1999). La Energía de la Biomasa. En: P. Técnicas, ed. Madrid: s.n.
Jingura, R. M., & Matengaifa, R. (2008). The potential for energy production from crop residues in Zimbabwe. Biomass and Bioenergy, 32(12), 1287–1292. doi:10.1016/j.biombioe.2008.03.007
Kahr, H., Wimberger, J., Schürz, D., & Jäger, A. (2013). Evaluation of the Biomass Potential for the Production of Lignocellulosic Bioethanol from Various Agricultural Residues in Austria and Worldwide. Energy Procedia, 40, 146–155. Retrieved from http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876610213016123
Kim, S., & Dale, B. E. (2004). Global potential bioethanol production from wasted crops and crop residues. Biomass and Bioenergy, 26(4), 361–375. Retrieved from http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0961953403001375
Koopmans, A. & Koppejan, J. (1997). Agricultural and forest residues - Generation, utilization and availability. [En línea] Available at: http://wgbis.ces.iisc.ernet.in/energy/HC270799/RWEDP/acrobat/p_residues.pdf
53
Kumar, S. & Lamsal, B. (2010). Bioenergy and Biofuel Production: Some perspectives. En: Bioenergy and Biofuel from Biowastes and Biomass. s.l.:American Society of Civil Engineers.
MAE (2012). Estrategia Nacional de Cambio Climático del Ecuador 2012 - 2025. [En línea] Available at: http://www.redisas.org/pdfs/ENCC.pdf
MAGAP (2012). El Oro Superficie por categorías de uso del suelo. [En línea] Available at: file:///C:/Ana_Belen/01_UPM/00%20TFM/ElOro/Informaci%C3%B3n/el_oro_resumen%20uso%20de%20suelos%20inec.pdf
MAGAP (2014). SINAGAP. [En línea] Available at: http://sinagap.agricultura.gob.ec/index.php/site-map/2-produccion
MCPEC (2011). Agendas para la transformación productiva territorial. [En línea] Available at: http://www.produccion.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2013/02/AGENDA-TERRITORIAL-EL-ORO.pdf
MEER (2007). Propuesta de comercialización de etanol en el Ecuador. [En línea] Available at: http://www.olade.org/biocombustibles/Documents/ponencias/da2/Sesion8%20-%20Dia%202%20(2da%20parte)/Eduardo%20Rosero.pdf
MINAG (2010). Café. [En línea] Available at: http://www.regionhuanuco.gob.pe/grde/documentos/planes/cafe10.pdf
Nogués, F. (2010). Energía de la Biomasa (Volumen I). En: s.l.:s.n.
Ramírez, C. S. S. (2012). Banano rechazado para exportación en Ecuador. [En línea] Available at: http://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/2840/1/UPS-GT000315.pdf
Rosillo - Calle, F., de Groot, P., Hemstock, S. & Woods, J. (2010). Non-woody Biomass and Descondary Fuels. En: The Biomass. Assessment Handbook. s.l.:Earthscan, pp. 110 - 143.
SAGARPA (2013). Producción a partir de caña de azúcar. [En línea] Available at: http://www.bioenergeticos.gob.mx/index.php/bioetanol/prouccion-a-partir-de-cana-de-azucar.html
Scarlat, N., Martinov, M., & Dallemand, J.-F. (2010). Assessment of the availability of agricultural crop residues in the European Union: potential and limitations for bioenergy use. Waste Management (New York, N.Y.), 30(10), 1889–97. doi:10.1016/j.wasman.2010.04.016
Sellin, N., de Oliveira, B., Marangoni, C., Souza, O., de Oliveira, A., & Novais, T. (2013). Use of Banana Culture Waste to Produce Briquettes. Chemical Engineering Transactions, 32, 349-354.
54
SENPLADES (2013). Plan Nacional del Buen Vivir 2013 - 2017. [En línea] Available at: http://www.buenvivir.gob.ec/objetivo-7.-garantizar-los-derechos-de-la-naturaleza-y-promover-la-sostenibilidad-ambiental-territorial-y-global#tabs2
Sing, J., Panesar, B., & Sharma, S. (2007). Energy potential through agricultural biomass using geographical information system—A case study of Punjab. Biomass and Bioenergy, 32(4), 301–307. doi:10.1016/j.biombioe.2007.10.003
Tamayo, A. (2013). Cuantificación de los volúmenes de desechos que genera la producción bananera en el cantón Santa Rosa. [En línea] Available at: http://repositorio.utmachala.edu.ec/jspui/handle/123456789/3310
Tock, J. Y., Lai, C. L., Lee, K. T., Tan, K. T., & Bhatia, S. (2010). Banana biomass as potential renewable energy resource: A Malaysian case study. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14(2), 798–805. doi:10.1016/j.rser.2009.10.010
U.S. EIA, 2014. Ecuador Overview. [En línea] Available at: http://www.eia.gov/countries/cab.cfm?fips=ec
Valsechi, O. (2009). Situación de la producción de etanol en Brasil. [En línea] Available at: http://iie.fing.edu.uy/institucional/eventos/encuentro-augm/El%20Etanol%20en%20Brasil%20[Modo%20de%20Compatibilidade].pdf
Vásquez, M., Prada, P. & Mondragon, M. (2010). Optimización del proceso de compostaje de productos post-cosecha (cereza) del café con la aplicación de microorganismos nativos. NOVA, Issue 14.
Velásquez-Arredondo, H. I., Ruiz-Colorado, A. A., & De Oliveira junior, S. (2010). Ethanol production process from banana fruit and its lignocellulosic residues: Energy analysis. Energy, 35(7), 3081–3087. doi:10.1016/j.energy.2010.03.052
Wilaipon, P. (2009). The effects of briquetting pressure on Banana-peel briquette and the banana waste in northern thailand. American Journal of Applied Sciences, pp. 167-171.
Yevich, R. (2003). An assessment of biofuel use and burning of agricultural waste in the developing world. Global Biogeochemical Cycles.