El sector de la cerveza participa en la demanda de energía industrial con 1.5%, según cifras del informe Balance Nacional de Energía 2009. Considerando que son dos las empresas que dominan este mercado en México, ese porcentaje, que pareciera minúsculo, toma una relevancia mayor.
Una de esas compañías es Grupo Modelo, la cual concentra 63% del mercado nacional y de exportación. Su capacidad instalada anual asciende a 60 millones de hectolitros, según muestran los datos de su último reporte financiero.
Sin embargo, a diferencia de otros sectores en los que la crisis propició que disminuyeran sus operaciones y, en consecuencia, su demanda de energía, el de la cerveza aumentó 7.5%. Esto, mientras que, en general, la industria tuvo un retroceso en el consumo de 2% el año pasado.
Este hecho, junto con la posibilidad que vio la empresa para hacer una aportación más en favor del medio ambiente, fue lo que llevó a Modelo a plantear un esquema de recuperación de bagazo para su aprovechamiento en la generación de energía.
Cabe decir que este recurso apenas tiene una participación de 0.9% en el total de energéticos que se utilizan en el país para producir energía y, peor aún, el último dato de la Secretaría de Energía (Sener) arroja que el de caña, que es el que más se utiliza, vio caer su consumo en los últimos meses.
Para esta cervecera, con siete plantas en el país, la utilización de bagazo representa varias ventajas sobre otra clase de combustibles, pues no solamente es más cómodo que otros en su manejo, sino que su eficiencia energética (relación cantidad de energía consumida/productos obtenidos) también es superior. "Al final no importa lo que yo queme, sino lo que emita; ese es el punto clave", considera Fernando Aguirre García, gerente de Protección Ambiental, Seguridad e Higiene en el Trabajo de Grupo Modelo.
En Consideraciones sobre el aprovechamiento del bagazo como combustible como una opción real para generar energía, a partir de su experiencia en fábricas de azúcar, Carlos Agüero, Jorge Pisa y Roberto Andina señalan: "La energía eléctrica generada por un combustible renovable reemplazaría a la producida en centrales térmicas que consumen combustibles fósiles, con un impacto ambiental muy favorable"; esto, si se adoptara como un energético estratégico en el futuro.
EL PLAN DE ACCIÓN
Alejandro Alvarado Hernández, gerente de Producción de Compañía Cervecera de Zacatecas, habla de las directrices del proyecto: "El objetivo consiste en aprovechar el bagazo del proceso de elaboración de cerveza, que actualmente se dispone para ganado vacuno, como un combustible alterno para la generación de vapor y energía eléctrica. Lo que se pretende, es disminuir la transferencia de subproductos, aprovechando sus características, al tiempo que disminuimos la dependencia de combustibles fósiles y la emisión de gases de efecto invernadero".
El plan de acción duró poco más de dos años y tuvo lugar en la planta ubicada en el municipio de Calera de Víctor Rosales, Zacatecas, la cual tiene una capacidad instalada de 20 millones de hectolitros anuales. Fue justamente por tal potencial de producción que, en principio, se puso en marcha el proyecto en esta unidad, aunque, gracias al éxito logrado, ya se estudia la viabilidad de llevarlo a otras plantas como la de Tuxtepec, Oax, y Piedras Negras, Coah.
La inversión fue un poco mayor a 10 MDD, y aun cuando no se tiene cuantificado el retorno de inversión, "el social y ambiental resultan más interesantes para la empresa y los beneficios ya son tangibles: el ahorro de 20% de energía requerida para operar calderas, por ejemplo", explica Aguirre.
El proyecto se trabajó con el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt); aunque calificó, lo hizo con una bolsa limitada, situación por la cual, desde un principio, la propia cervecera ha buscado estrategias para solventarlo.
Disminuir los gases y dar valor al residuo fueron los pilares sobre los que se fundamentó la estrategia de recuperación de bagazo. "Siempre se tuvo presente la necesidad de que el proyecto estuviera apegado al Protocolo de Kyoto, para, de esta forma, calificar en el Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL). Y lo logramos", afirma el gerente de Producción de Compañía Cervecera de Zacatecas.
El proyecto incluye la implementación de equipos complementarios, es decir, herramientas extras que permiten un aprovechamiento mayor del bagazo. Aguirre menciona que entre los beneficios que se pueden cuantificar gracias a estas aplicaciones están:
- Uso de subproductos como combustible alterno.
- Recuperación de 100% del bagazo generado en el proceso productivo.
- Apoyos e incentivos por ser Empresa Socialmente Responsable (ESR).
- La obtención de certificados de reducción de emisiones y el ingreso a otros mercados.
- Incremento de la generación y recuperación de biogas (metano) como combustible alterno para calderas.
El principal beneficio ambiental consiste en la disminución de alrededor de 70,000 toneladas (ton) de co² y el incremento de biogas generado en los reactores anaeróbicos de la planta de tratamiento de agua residual, la cual recoge líquidos del mismo proceso. Por cierto, 8,000 m³ por día son tratados en las plantas de efluentes. "Un beneficio adicional es que el contenido de azufre en peso del bagazo es 0.34% menor, sustancialmente más bajo que aquel 4% que Petróleos Mexicanos (Pemex) reporta para el combustóleo, situación que incide directamente en una menor emisión de bióxido de azufre a la atmósfera", explica Aguirre.
En cuanto a la implementación del proyecto como tal, para la etapa de diseño, desarrollo y puesta en marcha se echó mano de los sistemas internos de la organización. La primera fase involucró el desarrollo de un plan de negocios, un plan de recursos y un programa de trabajo. Horas–hombre invertidas por el personal, asesoría requerida, laboratorios, actividades a realizar, tiempos, entregables, secuencias y seguimiento, fueron algunos de los aspectos considerados.
El proyecto fue evaluado por el Sistema Integral de Proyectos de Inversión, que es gestionado por la Gerencia de Proyectos de Inversión de Grupo Modelo. En este proceso sobresalen la etapa de ubicación y la de prevención de riesgos asociados.
Básicamente se identificaron dos aspectos cruciales:
Tecnológicos. Se hizo hincapié en mantener las emisiones de gases de combustión y partículas dentro de los límites máximos permisibles, pero, además, se hace énfasis en la necesidad de lograr las eficiencias energéticas requeridas para el suministro de vapor en la planta.
Económicos. Se puso en la mesa la posibilidad de una disminución en el precio del combustóleo que llevara a hacer inviable el uso del bagazo como combustible alterno; se previó la posibilidad de un incremento en su precio de venta; se tocó el tema del riesgo tecnológico, por tratarse de un proyecto sin antecedentes a nivel mundial; y se identificaron los requisitos legales y la normatividad ambiental requerida.
Al final todo esto se logró sortear y hoy es posible reciclar, aproximadamente, 99% de los residuos, enviando únicamente 1% a relleno sanitario, con lo cual "se mantiene una excelente relación entre los ingresos recibidos por el material que comercializamos para reciclaje y los egresos que se tienen por esta misma cuestión", asegura Alvarado.
Cabe señalar que no es la primera vez que Grupo Modelo desarrolla un plan de mejora energética y ambiental de esta naturaleza. Ya en 1970, en la planta ubicada en la Ciudad de México, concretó un proyecto de ahorro energético.
La ventaja que tiene el proyecto de bagazo que tiene lugar hoy en día, coinciden ejecutivos de la cervecera, es su capacidad de impacto en diversas áreas de la compañía, como el nivel de involucramiento que requiere para su éxito.
TECNOLOGÍA INTEGRADA
Aguirre explica que "el bagazo está compuesto por fibra, cascarilla y proteína, y su contenido de humedad es de alrededor de 80%. No presenta ninguna característica de peligrosidad. Tiene su origen en la malta de cebada, después de haber sido sometida a las etapas de cribado, molienda, maceración, húmeda y separación en el filtro de mosto".
Eliminar su alto nivel de humedad fue justo uno de los retos principales de la tecnología utilizada. No hacerlo significaba no poder quemar el bagazo y, por tanto, descartar toda posibilidad de generar energía alterna, señala el propio gerente de Protección Ambiental, Seguridad e Higiene en el Trabajo de Modelo.
El ejecutivo añade que para aprovechar este subproducto como combustible, se requiere reducir su humedad a valores menores a 25%, para lo cual se utiliza, en primera instancia, una prensa tipo tornillo y, posteriormente, un secador de lecho fluidizado.
De ahí pasa a una segunda etapa, que es la de quemado. "La caldera se modificó para poder quemar el bagazo a concentraciones de humedad menores. Éste es suministrado al ‘hogar' de la caldera junto con combustóleo y biogas generado en el proceso anaerobio de la planta de tratamiento de agua", indica por su parte Alvarado.
Una tercera fase o sistema, como los expertos de Modelo le llaman, consiste en el control de gases de combustión y partículas. Para esto, la caldera cuenta con quemadores de baja emisión de óxidos de nitrógeno y con equipo para la recirculación parcial de gases de combustión. Estos sistemas —asegura Aguirre— permiten mantener concentraciones de óxidos de nitrógeno por debajo de los límites establecidos en la normatividad aplicable.
Los gases de combustión de la caldera pasan a través de un precipitador electrostático que retiene las partículas suspendidas antes de su emisión a la atmósfera. "Además, se cuenta con filtros de mangas (baghouse) para el control de emisión de partículas a la atmósfera en la salida de aire del secador de leche fluizado. El polvillo recuperado se reintegra con el bagazo, previo a su combustión en la caldera", describen los operadores.
Posterior a esto tiene lugar la etapa de manejo y disposición de cenizas, para evitar emisiones a la atmósfera durante su manejo, al que se añade el sistema de nitrificación/denitrificación, como un elemento adicional al proceso de tratamiento de agua residual. "Para la recuperación de sólidos suspendidos en el líquido que sale del tornillo prensa se cuenta con una centrífuga. El líquido resultante contiene un alto contenido de nitrógeno, por lo cual se habilitó este sistema, a fin de poder cumplir con las condiciones particulares de descarga de agua residual de la organización", expone Alvarado.
La integración de los sistemas fue un desarrollo interno, aunque se contó con la asesoría del fabricante de calderas. La aplicación integra tecnologías de diversas partes del mundo (Japón, Alemania, Estados Unidos (EU), Italia, China y México), con los "cuales podemos llevar a cabo diferentes operaciones involucradas: disminución de humedad por medios mecánicos, eliminación de ésta por medios térmicos, combustión de sólidos, control de contaminantes y transporte y disposición adecuada de cenizas", dice el gerente de Producción de Compañía Cervecera de Zacatecas.
Por cierto, es desde un cuarto de control donde se verifica y monitorea la transportación, funcionamiento de prensas, temperatura, niveles de presión, ventiladores, flujo de bagazo y sistemas neumáticos, entre otros aspectos. Esto nos habla del nivel de automatización, integración y comunicación que requirió el proyecto en materia tecnológica. La operación de las chimeneas también se puede inspeccionar con herramientas informáticas.
Para los gerentes de la firma fue importante contar con tecnología propia, pues aunque en el mercado existen sistemas para el aprovechamiento de biomasa en la generación de vapor y electricidad, "por las características de nuestras instalaciones y equipos —reflexiona Aguirre— resultó necesario integrar tecnología disponible y realizar adecuaciones. Recordemos que no había un antecedente similar en otro lugar".
Sobre este punto, cabe decir que en otros países como España o EU se utiliza el residuo orgánico que tiene lugar en la elaboración de cerveza para producir gas mediante un proceso de biometización; sin embargo, instituciones de investigación como la Universidad de Muyesen Friedberg, en Alemania, y la Agencia de Gestión de la Energía de la Región de Murcia (Argem) todavía se encuentran perfeccionando este tipo de proyectos en colaboración con las propias empresas cerveceras; una de ellas es Estrella de Levante.
Esto explica la razón por la cual la operación técnica de recuperación del bagazo en Modelo no fue tan sencilla. Los encargados recibieron capacitación del fabricante de las calderas. Claro que no se trató de un ejército de personas, sino de un operador por turno.
Y son precisamente ellos, los operadores, los responsables de que el bagazo se transforme en vapor, y éste se traduzca en electricidad y calor que, entre otras cosas, hacen posible que las turbinas disponibles generen 50 Megawatts por hora y trabajen a 6,000 revoluciones por minuto.
"La formación de nuestro personal —explica el encargado ambiental de Modelo— se realizó en las salas de capacitación de la cervecera y también en campo, con la finalidad de que los empleados adquieran las habilidades necesarias para la operación y mantenimiento de los equipos".
Los especialistas del Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura (Cebas) consideran que una de las ventajas de utilizar el bagazo que se genera en el proceso de fabricación de cerveza es que, a diferencia de otros residuos orgánicos, éste no produce sobresaltos graves en los precios de alimentos que dependen de él, como ha sucedido con el maíz o la caña, los cuales, al mismo tiempo que originaron desajustes en el mercado de precios, propiciaron problemas de desabasto durante 2009.
Además de lograr esta autosuficiencia energética, que se traduce en vapor, electricidad y calor, al final, prácticamente nada se desperdicia.
El alto contenido de carga orgánica de los componentes tratados, además de producir biogas, permite aprovechar el lodo como mejorador de suelos, pues contiene una gran cantidad de fósforo; mientras que los finos o partículas que se generan en la decantadora centrífuga se usan como complemento alimenticio de ganado.
"Con esto demostramos que la sustentabilidad y el negocio no están peleados. Por el contrario, las empresas que deciden invertir en un mejoramiento del ambiente deben tener claro que hay un beneficio directo y cuantificable para su organización", asegura Alejandro Alvarado.