Argentina: plantas de Bioetanol a partir de maíz transgénico

¿Cómo funcionan? ¿cómo contaminan? y sus efectos en la salud

Para realizar este informe se requirió el asesoramiento de varios ingenieros químicos e industriales quienes nos brindaron sus conocimientos y nos acercaron material actualizado y específico, como un informe reciente del INTA visitando la planta de Porta en Rio Cuarto(1) y la Auditoría Ambiental que esta empresa contrato en Octubre de 2012(2), en base a estos datos y apoyos se genera este material de divulgación.

Para ver el informe en pdf e imprimir haga clic aquí: Plantas de Bioetanol, como funcionan y contaminan (40)

El etanol o alcohol etílico es un compuesto químico obtenido a partir de la fermentación de los azúcares que puede utilizarse como agrocombustible. Mezclado en cantidades variables con la nafta se lo usa para reducir el consumo de combustibles derivados del petróleo. Actualmente las naftas argentinas están diluidas con un 5% de Bioetanol (E5) y se propone llegar rápidamente a E10.

Se puede sintetizar etanol para uso industrial desde etileno un componente del gas natural y la nafta (derivados de petróleo), para Bioetanol (químicamente idéntico) se utiliza mayormente como materia prima a biomasa que contenga azucares. La mayor parte de la producción mundial se obtiene del procesamiento de materia de origen renovable (caña de azúcar; sorgo dulce; remolacha y maíz), vegetales con energía contenida en moléculas de azúcares.

En Córdoba, durante el año 2012 la empresa Porta Hnos., con tecnología de la multinacional Alfa Laval, puso en funcionamiento dos plantas de Bioetanol, una en Rio Cuarto (Bio4) que produce 250.000 litros de Bioetanol por día destinado a combustible, la más grande del país; y otra en pleno Bº San Antonio de la ciudad de Córdoba (Bio2) que produce 100.000 litros diarios, aparentemente para uso alimenticio, medicinal e industrial.

Proceso de producción de etanol

El sistema de producción de bioetanol en base al maíz, en comparación al mismo proceso en base a caña de azúcar, posee el paso previo adicional de la transformación del almidón del maíz a azúcares simples, que luego son los que van alimentar el proceso de fermentación.

Se obtiene el bioetanol por fermentación anaeróbica de azúcares con levaduras en solución acuosa y posterior destilación, los rendimientos en etanol son altos para la caña de azúcar y mediocres para el maíz, en esta época es económicamente ventajoso el maíz por los altos precios de los derivados del petróleo.
El proceso a partir de maíz demanda moler los granos hasta formar harina de maíz. El almidón debe ser hidrolizado previamente para que queden libres azúcares simples. Para ello se mezcla el vegetal triturado con agua y con una enzima, y se calienta o cocina la papilla obtenida a 120 – 150 °C. Posteriormente se cuela la masa y se envía a los reactores de fermentación

La fermentación de los azúcares es llevada a cabo por levaduras (microorganismos) que se alimentan del azúcar y se reproducen, a consecuencia de este metabolismo eliminan bioetanol y grandes cantidades de CO2. Además produce otros compuestos oxigenados indeseables como metanol, alcoholes superiores, ácidos y aldehídos. Típicamente la fermentación requiere unas 48 horas y de ella se recoge etanol hidratado, con 4% de agua(1).

Para poder utilizar el etanol como combustible mezclándolo con nafta, se precisa eliminar el agua por destilación hasta alcanzar una pureza del 99,5 al 99,9. Además, en bioetanol para consumo humano, alimentario o medicinal, hay que desechar la primera fracción que contiene principalmente metanol formado en reacciones secundarias(2), un alcohol muy tóxico para la salud humana.

La última fase es el centrifugado del caldo de fermentación residual obteniendo una fracción liquida llamada vinaza y una fracción sólida llamada burlanda de maíz(1).

Según datos del INTA(1), la ecuación promedio del proceso productivo con la tecnología de Porta Hnos. seria incorporar 1000 kg. de maíz transgénico + 2.680 lts. de agua + 134,4 m3 de gas al salir de la planta serian: 400 lts.de Bioetanol + 300 kg. de burlanda + 300 kg. de CO2 + vinaza en cantidad no especificada (para caña de azúcar serian 13 lts de vinaza por cada 1lts de bioetanol: más de 5000 litros)1. Es muy probable que la planta Bio2 de Córdoba, que genera un bioetanol de mayor pureza, supere estos números de consumo de agua y generación de contaminantes.

Tabla con los insumos calculados para la planta de Bº San Antonio en Cba. de Porta Hnos. y los egresos

La burlanda y la vinaza contienen los restos no fermentados, como los aceites, proteínas y fibras de las semillas, también los agrotóxicos que las impregnaron durante el proceso del cultivo y productos de generación intermedia remantes en este sedimento, etc.

Los consumos de agua son elevadísimos, para Bio4 más de 1,2 millones de litros por día(1) y se los provee la empresa de agua corriente y potable de Rio Cuarto. Para Bio2 de Bº San Antonio 616.000 litros de aguas cordobesas se necesitan por día(2) para que funcione el negocio.

Desde el punto de vista del agronegocio de combustibles la rentabilidad se encuentra en la diferencia de precios que existe entre 1 tonelada de maíz, que cotiza entre 500 – 650$ y el litro de Bioetanol producido por esa cantidad de granos que vale 1.780$, segun datos del INTA en 2011(1).

Contaminación desde las plantas de Bioetanol

1. Por generación de material particulado, principalmente cascarillas de maíz y polvo en suspensión producida durante la descarga de camiones con granos, el proceso de carga a los silos de almacenamiento, zarandas, ciciones y molienda. Este material (impregnado de pesticidas aplicados durante el cultivo del maíz, el acopio inicial del mismo y el trasporte en camiones), se dispersa por el ambiente según el viento y genera un fuerte impacto en la salud respiratoria de la población expuesta(3). En el caso de la planta en Bº San Antonio, ingresan diariamente 13 camiones de 23 Tn cargados de granos (299.000 kg de maíz), ese maíz es descargado, se lo zarandea para limpiarlo y luego se lo muele, en los silos de depósito se lo ventea si no es consumido rápidamente; todos procesos que generan la nube de cascarilla de maíz y polvillo tóxico que se recoge periódicamente en las calles del propio barrio colindante.

2. Por emisión atmosférica de 75.000 kg diarios de anhídrido carbónico (CO2) para Bio2 de San Antonio o 187.000 kg para Bio4, una cantidad muy elevada que proceden principalmente de los fermentadores. Estos emiten 44,7% de dioxido de carbono (CO2) y 55,2% de monóxido de carbono y nitrógeno(2). El CO2 tiene mayor peso que el resto de los gases atmosféricos por lo que tiene a mantenerse abajo, en contacto con la superficie2. Además los fenómenos de inversión térmica nocturna agravan esta situación.

La inversión térmica es un proceso natural que afecta a la circulación del aire en las capas bajas de la atmósfera. Aunque por sí sola no representa un riesgo para la salud, aumenta los efectos de la contaminación atmosférica, ya que los contaminantes emitidos se acumulan localmente en aire inferior de la atmósfera debido a que los fenómenos de transporte y difusión ocurren de forma demasiado lenta; al anochecer comienza a enfriarse el aire por falta de radiación solar, las capas inferiores en contacto con la superficie calentada por este durante el día se mantienen más templadas, en esas circunstancias la capa de aire frío superior comprime a la capa inferior con los contaminantes contra el suelo e impide que asciendan y se dispersen; con lo cual la concentración de los gases tóxicos puede llegar a alcanzar valores hasta 14 veces por encima de los normales, según los análisis de los ingenieros que realizaron la auditoría ambiental a pedido de la misma empresa contaminante(2).

El CO2 es el principal gas de efecto invernadero generador del cambio climático y a nivel local puede generar, por momentos, disminución de la presión parcial de oxigeno en el aire ambiente superficial, fenómeno detectado en las calles de Bº San Antonio, junto a la planta Bio2(4).

3- Por emisiones dispersas de etanol, metanol, acetaldehído y ácido acético arrastrados por la corriente de CO2 en los fermentadores. Todas estas sustancias poseen una densidad de vapor superior a la del aire; razón por la cual, una vez que se encuentran en este, tienden a descender a medida que adquirieren la misma temperatura que el aire atmosférico, de esta manera no se producirá el efecto de convección(2).
Todos estos compuestos son solubles en agua, por lo que pueden afectar las mucosas de la cavidad buco-faringea, los ojos y el aparato respiratorio. La intensidad de este efecto se encuentra relacionada con la concentración en aire y la susceptibilidad individual. Las sustancias que pueden considerarse de mayor peligrosidad son, en orden de importancia, ácido acético y acetaldehído(2). Puede inferirse que: si las condiciones ambientales lo permiten, las sustancias emitidas serán diluidas en la atmósfera por mecanismos de convección y mecánicos. Esta situación puede dificultarse cuando se presenten fenómenos de inversión térmica(2).

Con respecto a Bº San Antonio y la planta Bio2, la orientación NE de los vientos, predominante en 29% de días del año, favorece la dispersión de los tres grupos de contaminantes hacia las zonas residenciales(2), generando daño en la salud colectiva.

4- Por efluentes líquidos industriales, la vinaza y otras aguas negras acumulan más de 250.000 litros diarios de aguas contaminadas y peligrosas en Bio2 (Bº San Antonio) que se arroja en 4 pozos absorbentes después de tratamientos biológicos(2), desconocemos el tipo y cantidad de gases que genera este procedimiento y si se controla la probable contaminación de las napas de aguas subterráneas. En la planta de Rio Cuarto,Bio4, conforman enormes lagunas que emana fuertes y penetrantes olores y en sus líquidos la UNLP pudo detectar restos de pesticidas, incluso de glifosato que provendría de residuos que impregnan los granos durante su cultivo.

Las evidencias del impacto en la salud de la contaminación directa

En Argentina las plantas de bioetanol a base de maíz transgénico son de flamante instalación, el primer estudio de impacto en salud colectiva fue recientemente hecho público por REDUAS / Médicos de Pueblos Fumigados(4) y encuentra un significativo daño en la población de Bº San Antonio que cohabita con Bio2 de Porta Hnos, 53% de los vecinos están afectados en su salud, desde que comenzó a funcionar la planta. Cefaleas persistentes y recidivantes se presentan en 43% de los vecinos, conjuntivitis y ojo rojo en 34,8%, neumopatías obstructivas en 33,17%, gastritis y descomposturas digestivas en 26,6% y dermatitis en 18,2% son los principales hallazgos; todas se expresan o agravan a partir de la puesta en funcionamiento de la planta de bioetanol.

Tabla con resultados evaluación epidemiológica en Bº San Antonio.

Además se encontraron cuadros de apunamiento o mal de las alturas nocturnos, coincidentes con registros de baja cantidad de oxigeno ambiental (18,4 a 20,2% de FiO2) en las calles del barrio durante las noches(4), esta hipoxia ambiental se vinculó al desplazamiento del oxígeno por el CO2 que emite la planta y que, por la inversión térmica de la noche se concentra en las capas bajas del aire, sobre el barrio.

Cuestionamiento al Bioetanol

Aumento del gas de efecto invernadero, CO2

Los agrocombustibles son muy cuestionados a nivel mundial, el aumento de consumo de energía, el cambio climático y las emisiones de CO2 de los combustibles fósiles hacen al cambio a combustibles con bajo contenido de carbono una alta prioridad. Pero el análisis de científicos de la Universidad de Minesotta(5) demuestra que el bioetanol de maíz transgénico puede aumentar la deuda de carbono, principalmente porque para generar el espacio para su cultivo se retrocede en la capacidad del planeta en manejar la carga de CO2 que genera nuestra civilización. Sus cálculos detectan que la producción total, del cultivo al tanque, de bioetanol ocasiona que la reducción de la generación de gases de efectos invernadero, por reemplazar combustibles fósiles, termine por no concretarse como publicitan sus promotores, sino que aumenten entre 17 y 420 veces más la liberación descompensada de CO2. Esto es consecuencia de la conversión de bosques tropicales, turberas, sabanas o pastizales en campos para para producir biocombustibles desde cultivos de alimentos, según datos de estudios realizados en Brasil, el sudeste de Asia, y los Estados Unidos(5), sin considerar o sumar en los cálculos a estos mismos costos ambientales que se ocasionan en Argentina.

Anhídrido carbónico y efecto invernadero (calentamiento global)

También la FAO-ONU(6) se expresó sobre esta ecuación, según sus datos el maíz destinado a la producción de etanol puede generar un ahorro de gases de efecto invernadero de 1,8 toneladas de CO2 por hectárea al año. Pero la conversión de pastizales para producir estos cultivos puede emitir unas 300 toneladas por hectárea de CO2 y la destrucción de bosques y montes puede emitir entre 600 y 1000 tn de CO2 por ha al año.

Otro problema no menor en esta época, es la enorme huella hídrica de los biocombustibles, con maíz transgénico se necesita entre 500 – 4000 litros de agua para producir el suficiente grano que origine 1 litro de bioetanol(7), sin considerar el agua consumida en las plantas químicas de bioetanol.

En China, previendo un problema de abastecimiento, el gobierno ha prohibido la producción de bioetanol a partir de maíz, es que está claro que para producir el bioetanol suficiente para llenar un tanque de nafta de cien litros se necesita la cantidad de granos que una persona come a lo largo de un año.

Los costos ambientales y de salud humana

Los gastos de remediación ambiental, que en países como el nuestro nunca se ejecutan, y los gastos médicos vinculados solamente a patología respiratoria, demuestran que económicamente los agrocombustibles son más caros que los derivados del petróleo, el remedio es peor que la enfermedad. El grupo multidisciplinario que encabeza el Dr. Tilman en la Universidad de Minesotta, que cuantificaron y monetizaron el ciclo de vida del cambio climático y los efectos sobre la salud de gases de efecto invernadero y las partículas finas de las emisiones de la nafta de petróleo y el etanol de maíz, encontró que para “1000 galones equivalentes” de ambos combustibles producidos y quemados en los EE.UU., los costos del cambio climático y la salud combinados fueron de 469 millones dólares para nafta y de 472 a 952 millones de dólares para etanol de maíz, variando según como se lo produzca en las factorías, pero siempre siendo más caro e ineficiente que el petróleo(9).

“Estos costos no son pagados por aquellos que producen, venden y compran nafta o bioetanol. El público paga estos costos”, dijo el Dr. Stephen Polasky(10), economista de la Universidad de Minnesota, que también forma parte del equipo.

El problema es que en la realidad política de nuestras sociedades, los costos aumentados que general los daños “colaterales” de las actividades productivas extractivistas son pagados exclusivamente por la población en forma directa y algunas pocas veces por los Estados, que también sostenemos todos los habitantes.

Conclusión

Los agrocombustibles, como el bioetanol, son más caros considerando todos sus costos; afectan la salud humana; empeoran el cambio climático; envilecen la atmosfera; consumen cantidad abismales de agua (un recurso escaso en el planeta); suscitan la destrucción de la biodiversidad, el desalojo y desposesión de poblaciones campesinas y originarias y fortalecen al agronegocio concentrando la riqueza y promoviendo la desigualdad social. Existen otras fuentes de energía alternativas que pueden ser promovidas sin las nefastas y perversas consecuencias que los agrocombustibles generan.-

Autores: Equipo de redacción de REDUAS. Agosto 2013

Referencias

1. Informe de visita a la futura planta de bioetanol a base de maíz de Bio 4 SA, Mario Bragachini, Cristiano Casini, Alejandro Saavedra, Fernando Ustarroz, Lisandro Errasquin y Marcos Bragachini. INTA PRECOP. Oct. 2011. Ver aquí

2. Auditoria Industrial de Porta Hnos. SA, Octubre 2012. Dra. Liliana Martin, Ing. Ind. Federico Gunderlin

3. Lerda D. Bardaji M. Demarchi V. Villa O. Contaminación del aire por silos, su incidencia sobre la salud, una problemática regional. Arch Alergia Inmunol Clin 2001; 32:2:52-56.

4. Análisis de la Salud Colectiva Ambiental de Barrio Parque San Antonio, Avila Vazquez M, Dozzo G; Ruderman L, etc. Ver aquí

5. Fargione J, Hill J, Tilman D, Polasky S, Hawthorne P. Land clearing and the biofuel carbon debt.
Science. 2008 Feb 29;319(5867):1235-8. doi: 10.1126/science.1152747.

6. Biocombustibles, perspectivas, riesgos y oportunidades. Efectos de los biocombustibles en el medio ambiente. FAO- ONU. Ver aquí

7. Dominguez-Faus R, Powers S. The Water Footprint of Biofuels: A Drink or Drive Issue? Environ. Sci. Technol. 2009, 43, 3005–301 Rice University. Ver aquí

8. Pimentel D, Marklein A. Food Versus Biofuels: Environmental and Economic Costs. Hum Ecol (2009) 37:12 Cornell University. Ver aquí

9. Hill J, Polasky S, Nelson E, Tilman D. Climate change and health costs of air emissions from biofuels and gasoline. Proc Natl Acad Sci U S A. 2009 Feb 10;106(6):2077-82. doi: 10.1073/pnas.0812835106. University of Minnesota. Ver aquí

10. Biofuels more harmful to humans than petrol and diesel, warn scientists, Corn-based bioethanol has higher burden on environment and human health, says US study. Alok Jha, The Guardian Monday 2 February 2009. Ver aquí

Fuente: Reduas