Gasificación de residuos de cosecha como alternativa energética sostenible en la industria sucroalcoholera de Tucumán, Argentina

Paper presentado en el XXXII ISSCT Centennial Congress, 24 al 28 de agosto de 2025, Cali, Colombia, traducido al castellano.

Resumo

          En Tucumán, el bioetanol se produce principalmente en destilerías anexas a centrales azucareras que consumen energía térmica y eléctrica, proveniente en gran medida del bagazo generado, lo que contribuye a la sostenibilidad de su proceso. Sin embargo, también se utilizan combustibles fósiles para cubrir sus necesidades energéticas. El objetivo de este trabajo fue estudiar el uso de residuos agrícolas de la cosecha de la caña de azúcar mediante el proceso de gasificación con aire, para reducir el consumo de combustibles fósiles. Se propuso un esquema de utilización y una tecnología de gasificación adecuada; se determinaron los flujos para el balance de materia y energía; y se propuso un modelo matemático. Se estimó el desempeño del gas de gasificación en una caldera de gas natural mediante un análisis comparativo basado en un ensayo con gas natural. Se determinó la eficiencia de la caldera utilizando gas de gasificación, su consumo para sustituir el gas natural y la cantidad de residuos de cosecha necesarios para alimentar el gasificador. Dada la naturaleza biogénica del carbono de los residuos de cosecha, se estimaron las emisiones evitadas de gases de efecto invernadero como la diferencia entre las emisiones de la combustión del gas natural y las de la combustión del diésel consumido en la logística de los residuos de cosecha. Los resultados muestran que para eliminar el gas natural se necesitarían 14 kg de gas de gasificación por kg de gas natural y se obtendrían 2,763 kg de gas de gasificación por kg de residuo de cosecha, es decir, 5,07 kg de residuo de cosecha por kg de gas natural. Mediante la tecnología de gasificación, parte de los residuos de cosecha podrían utilizarse para sustituir completamente el gas natural y reducir las emisiones de CO₂ en un 94%.

ABSTRACT

Gasification of harvest residues as a sustainable energy alternative in the sugarcane agroindustry of Tucumán, Argentina

          In Tucumán, bioethanol is produced mainly from distilleries annexed to sugarcane plants that consume thermal and electrical energy supplied largely from the bagasse generated, which contributes to the sustainability of their process. However, additional fossil fuels are also used in the process to supply their energy requirements. The objective of this work was to study the use of agricultural residues from sugarcane harvests, using gasification process with air, to reduce fossil-fuel consumption. A utilization scheme and an appropriate gasification technology were proposed, the flows were determined for the material and energy balance, and a mathematical model proposed. The performance that the gasification gas shows in a natural gas boiler was estimated through a comparative analysis based on a test with natural gas. The efficiency of the boiler using gasification gas, its consumption to replace natural gas and the amount of harvest residues necessary to feed the gasifier were determined. Given the biogenic carbon of the harvest residues, avoided greenhouse gas emissions were estimated as the difference of the emissions from natural gas combustion with those from the combustion of diesel consumed in the logistics of the harvest residues. The result shows that to eliminate natural gas 14 kg of gasification gas/kg of natural gas would be needed and 2.763 kg of gasification gas/kg of harvest residue would be obtained, that is, 5.07 kg of harvest residue/kg of natural gas. Through gasification technology, part of the harvest residues could be used to replace natural gas entirely and reduce CO₂ emissions by 94%.