Revista icidca vol 45 no3 2011

Un modelo adecuado de curvas de sobrevivencia microbial enla inactivación térmica de Pseudomonas aeruginosa. A suita-ble model of microbial survival curves in thermal inactivationof Pseudomonas aeruginosa

María Elena Díaz de Villegas-Díaz de Villegas, Gloria Bueno-García, Gisela de Armas-García, Esmérida Torres-Castañeda,

Maribel Saura-Moncisbaez

Propuesta energética sostenible para destilerías de etanol. Asustainable energetic proposal for ethanol distilleries

Guillermo Néstor Arias-Polo

Estimulante de crecimiento agrícola FITOMAS ®; resultados deproducción del año 2010 y su impacto en cultivos selecciona-dos de alimentos. Plant growth stimulant FITOMAS ®; 2010results production and effect in selected food crops

Mabel Viñals-Verde, Alberto García-García, Ramón L. Montano-Martínez, José C. Villar-Delgado,

Tania García-Martínez, Marlén Ramil-Mesa

Efectos del bionutriente FITOMAS-E con y sin fertilizaciónconvencional. Effects of the bio-nutrient FITOMAS-E with andwithout conventional fertilization

José Villar-Delgado, Ramón Montano-Martínez, Tania García-Martínez, David García-González,

Rafael Zuaznábar-Zuaznábar

Diagnóstico preliminar de las emisiones gaseosas en la indus-tria de los derivados de la caña de azúcar. Preliminary diagno-ses on gas emissions from by-product sugarcane industry

Fidel Domenech-López; Yaniris Lorenzo-Acosta, Magdalena Lorenzo-Izquierdo, Lázaro Esquivel-Baró

Recubrimientos anticorrosivos que se requieren en una desti-lería. Propuesta de normalización. Parte I. Anticorrosive coa-ting required in a distillery. Standard proposal. Part I

Andrés Gómez-Estévez, Ángel Seijo-Santos, Beatriz Ramos-Tejera,Daniel Valdés-Cárdenas, Sonia Cruz-Oruz

El mundo azucarero en Internet. The sugar world in InternetMaby Hernández-Curbelo, Raúl Sabadí-Díaz

Uso de algunas herramientas analíticas en la determinaciónde la autenticidad de ron añejo. Some tools to be use in deter-mination of authenticity of the aged rum

Magdalena Lorenzo-Izquierdo, Estrella Patricia Zayas-Ruiz, Mercedes Guerra-Rodríguez, Deborah Crespo-Zayas,

Gretel Mieres-Balmaseda

ÍNDICE/CONTENTS

48

38

30

24

15

7

2

55

2

María Elena Díaz de Villegas-Díaz de Villegas, Gloria Bueno-García, Gisela de Armas-García, Esmérida Torres-Castañeda, Maribel Saura-Moncisbaez

Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de AzúcarVía Blanca 804 y Carretera Central, San Miguel del Padrón, La Habana, Cuba

[email protected]

RESUMEN

Se obtuvieron las curvas de sobrevivencia de Pseudomonas aeruginosa PSS a diferentestemperaturas. Todas las curvas muestran al inicio una rápida caída del conteo bacterialseguido de una cola causada por una disminución de la velocidad de inactivación. Ladata fue ajustada por el modelo lineal y no lineal y se compararon usando el coeficien-te de regresión (r2) y la raíz del cuadrado medio del error (RMSE) de los modelos. Elmodelo de Weibull proporciona un mejor ajuste de la data de inactivación que el mode-lo lineal. En tanto que el modelo de Weibull cumple los requerimientos necesarios, puedeser usado para estudiar la inactivación de Pseudomonas aeruginosa PSS, garantizandola minimización de la energía y el gasto energético para la pasteurización.

Palabras clave: Modelo de Weibull, curvas de sobrevivencia, Pseudomonas aeruginosainactivación térmica.

ABSTRACTSurvival curves of Pseudomonas aeruginosa PSS at different temperatures were obtained.All curves showed a rapid initial drop in bacterial count followed by a tail due to a reduc-tion in inactivation rate. Experimental data was fitted by both A linear and nonlinearmodels and compared using mean regression coefficient (r2) and the root mean squareerror (RMSE). The Weibull model produced better fits to the inactivation data than thelinear model. Since Weibull model accomplished the required features, it can be used tostudy the inactivation Pseudomonas aeruginosa PSS, providing a minimization of theenergy and pasteurization expenses.

Keywords: Weibull model, survival curves, Pseudomonas aeruginosa, thermal inactiva-tion.

ICIDCA sobre los derivados de la caña de azúcar, 2011, vol. 45, no. 3 (septiembre-diciembre), pp. 2 - 6

INTRODUCCIÓN

La inactivación por calor u otros méto-dos de procesamiento siguen una cinéticade primer orden. En la actualidad existesuficiente evidencia de que una curva desobrevivencia logarítmica lineal es unaexcepción más que una regla. Diversosreportes confirman desviaciones significati-vas de la linealidad (1-4). Se han observadotres clases de curvas con desviaciones amanera de colas y de tipo sigmoidal. Paradescribir estas curvas no lineales han sidopropuestos varios modelos (1-3, 5-8). Elmodelo de Weibull en particular consideralos eventos letales como probabilidades ylas curvas de sobrevivencias como formasacumulativas de distribución temporal deeventos letales (2, 4, 9-11). Es un modeloflexible que permite describir curvas quemuestran hombros, colas y un comporta-miento lineal, y está siendo utilizado paradescribir la inactivación térmica de Bacilluscereus, Bacillus pumilus, Bacillus sporother-modurans, y Clostridium botulinum (12-14).

El objetivo de este estudio fue compararel modelo tradicional basado en la cinéticade primer orden y el modelo de Weibull enla población bacteriana de Pseudomonasaeruginosa PSS para establecer el que máseficazmente describa la cinética de inactiva-ción por calor a diferentes temperaturas.

MATERIALES Y MÉTODOS

Microorganismo y condiciones de cultivoSe empleó la cepa de Pseudomonas

aeruginosa PSS de la colección de cultivosdel Instituto Cubano de Investigaciones delos Derivados de la Caña de Azúcar (ICID-CA) aislada del suelo. Erlenmeyers de unlitro que contenían 330 ml de medio opti-mizado con glicerina, como fuente de car-bono, y urea y fosfato de amonio, comofuente de nitrógeno, se inocularon con 33ml de inóculo crecido en medio King-B (15).Las condiciones de cultivo fueron: pH 7,temperatura 30 °C y agitación de 150 rpmdurante 24 horas.

Inactivación del microorganismoSe llevó a cabo en frascos estériles

Durán de 100 ml que contenían 50 ml delcultivo fermentado e inmersos en baño ter-

mostatados con recirculación a temperatu-ras de 50, 60 y 70 ºC durante 60 min. Aintervalos prefijados se colectó 1 ml demuestra, posteriormente se diluyó en serie,se sembró en placas en medio agar King-B(15) y se incubó a 30 °C durante 24 horas.

ModelosLa teoría señala que a temperatura cons-

tante la inactivación de bacterias responde auna cinética de primer orden. El modeloque la describe sigue la siguiente ecuación:

Donde S (t) se define como la relación desobrevivencia entre el número de sobrevi-vientes después de un tiempo (t) de exposi-ción (Nt) y el número inicial (No), D = f (T)es el valor D o tiempo de reducción decimalrequerido para una reducción logarítmicadel número de células y es dependiente dela temperatura. De acuerdo al modelo, todaslas células de la población tienen igual pro-babilidad, independientemente del tiempode mortalidad (16). El valor D se determinausualmente calculando el recíproco de lapendiente negativa de la línea de mejorajuste utilizando regresión lineal.

Diferentes modelos de Weibull son pre-sentados en la literatura, (4, 17), sin embar-go algunos autores (18) establecen unmodelo en el que sus parámetros tienen sig-nificación física:

Donde D1 (T) es el parámetro de escaladependiente de la temperatura llamado pará-metro de escala transformado y representa elprimer tiempo de reducción decimal necesa-rio para reducir el número de microorganis-mos por un factor de 10 (reduce el número decélulas de No a No/10) sin tomar en cuenta elvalor del parámetro n (T) que es el parámetrode forma dependiente de la temperatura.

La principal ventaja que presenta elmodelo es que puede describir curvas desobrevivencias cóncavas hacia abajo (hom-bro) (n>1) y convexas hacia arriba (cola)(n<1). El modelo tradicional de primer

3

(1)

(2)

orden es un caso especial cuando n=1 en elmodelo de Weibull.

Determinación del tiempo de calentamientoPara estimar el tiempo necesario para

alcanzar un determinado nivel de inactiva-ción se utilizó la siguiente fórmula:

Donde d representa el número de reduc-ción logarítmica o factor de 10, D1 tiempode la primera reducción decimal y n factorde forma.

Análisis estadísticoSe evaluó la bondad de ajuste del mode-

lo utilizando el coeficiente de regresión (r2)y la raíz del cuadrado medio del error(RMSE, por sus siglas en inglés). El RMSErepresenta el "error estándar del modelo" almedir la desviación promedio entre el valorajustado y el observado de acuerdo a lasiguiente ecuación:

Donde el valor n es el número de obser-vaciones y p el número de parámetros a serestimado.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Las curvas típicas de sobrevivencia dela Pseudomonas aeruginosa PSS, se mues-tran en la figura 1. Las líneas sólidas indi-can que la data se ajustó con el modelolineal (ecuación 1) y las discontinuas conel modelo de Weibull (ecuación 2). La figu-ra demuestra que la isoterma de inactiva-ción de la Pseudomonas aeruginosa nosigue una cinética de primer orden deacuerdo con la magnitud del ajuste delmodelo de Weibull.

La forma de las curvas son similaresmostrando convexidad (n<1) y caracteri-zadas por una rápida caída al inicio delconteo celular que después se hace menospronunciada, causada por una disminu-

ción de la velocidad de inactivación lo quesugiere que los miembros más sensibles alcalor, en la población tratada, son destrui-dos a mayor velocidad y los restantes pare-cen tener la habilidad de adaptarse alestrés aplicado.

En la tabla 1 se presentan los valores delcoeficiente de regresión (r2) y la raíz delcuadrado medio del error (RMSE) de losmodelos. Estos valores indican que aunqueel modelo de primer orden proporciona unajuste aceptable, la bondad de ajuste delmodelo de Weibull es superior.

Tabla 1 Comparación de la bondad de ajuste delmodelo lineal de primer orden y el modelo deWeibull

Como se puede apreciar, los altos valo-res de r2 y bajos de RMSE del modelo deWeibull es indicativo de la bondad de ajus-te del modelo. La eficacia del modelo deWeibull está favorecida además, por elhecho de que el factor de forma n, es inde-pendiente de la temperatura, dado por suvalor constante (n = 0,67) propiciando unamejor estimación de D1 y se encuentra enconcordancia con lo señalado por algunosautores (18). En analogía con el modelo clá-sico (valor D), el logaritmo del tiempo de

4

(3)

(4)

Figura 1. Curvas de inactivación de Pseudo-monas aeruginosa PSS a diferentes temperatu-ras (●) 50 ºC, (▲) 60 ºC, (■ )70 ºC.

Temp.(ºC)

r2 RMSE

Lineal Weibull Lineal Weibull 50 0,932 0,999 0,38 0,08 60 0,928 0,993 0,66 0,23 70 0,926 0,990 0,75 0,34

reducción decimal de D1 es dependiente dela temperatura (figura 2). El valor de z esti-mado fue de 35 ºC en tanto el de D fue de50 ºC evidenciando una diferencia signifi-cativa entre ambos modelos.

En el modelo de Weibull puede usarseDd como el tiempo necesario para reducir elnúmero de células por un factor de 10 (aná-logo al valor D) (4, 9). El parámetro D1 indi-ca el tiempo de la primera reducción deci-mal. Este parámetro puede ser comparadocon el clásico modelo de primer orden aun-que tengan diferentes significados, en tantoD es el recíproco de la constante de veloci-dad de primer orden, mientras que D1 tieneuna interpretación probabilística

En la figura 3 se muestran las curvas iso-térmicas de inactivación a diferentes tempe-raturas ajustadas por el modelo lineal y deWeibull. Las flechas indican el tiemporequerido para reducir la población por 1 y4 órdenes logarítmicos para cada modelo;

por tanto, si el modelo de primer orden esusado y el objetivo es la reducción de unorden logarítmico los valores encontradosson D = 12,0 (50 ºC), D = 9,7 (60 ºC) y D =6,9 (0 ºC) para el modelo lineal y para elmodelo de Weibull D1 = 6,5 (50 ºC), D1= 3(60 ºC) y D1 = 1,8 (70 ºC).

El tiempo de calentamiento requeridopara cada modelo, unido a los intervalos deconfianza asociados, se muestran en la tabla2. Como consecuencia de un comporta-miento no lineal el tiempo necesario parauna reducción decimal de 4 ciclos por elmodelo de lineal es 4D, en tanto para elmodelo de Weibull es D4 (Ec. 3).

Tabla 2. Parámetros de los modelos asociadoscon el intervalo de confianza

Cuando se comparan los valores D y D4del modelo lineal y de Weibull respectiva-mente, puede apreciarse que sólo a 50 ºCse obtienen valores muy cercanos entre si,sin embargo, el intervalo de confianza parael modelo Weibull es aproximadamentecinco veces menor en comparación con ellineal. A temperaturas de 60 y 70 °C losvalores de D4 y sus intervalos de confianzason mucho menores indicando un mejorajuste del modelo.

5

Figura 2. Dependencia del parámetro de escalaD1 obtenido del modelo de Weibull.

Figura 3. Curvas isotérmicas de inactivación de Pseudomonas aeruginosa PSS a diferentes tempera-turas. Las líneas sólidas indican que la data fue ajustada con el modelo lineal (Ec. 1) y las disconti-nuas por el modelo de Weibull (Ec.2).

Temp.(ºC) Lineal Weibull

D D4 N 50 48,15 ± 5,7 50,27± 1,1 0,68 ± 0,1 60 38,88 ± 1,0 23,49± 1,6 0,67 ± 0,1 70 27,55 ± 1,6 14,13± 1,2 0,67 ± 0,2

CONCLUSIONES

Aunque el modelo clásico de inactiva-ción de primer orden ha sido utilizado conéxito en las industrias alimenticias, farma-céuticas y biotecnológicas, en el presente latendencia es minimizar los procesos deinactivación térmica de microorganismos.Los resultados obtenidos en este estudioexponen que es apropiado utilizar el mode-lo de Weibull en lugar de los valores D clá-sicos. Utilizando el modelo de Weibull sepuede evitar una sobre estimación del pro-ceso de inactivación por calor de laPseudomonas aeruginosa y además minimi-zar el gasto de energía del proceso

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Guillermo Néstor Arias-Polo

Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de AzúcarCarretera central M. Martínez Prieto, km 2½. Boyeros. La Habana. Cuba

[email protected]

RESUMEN

La producción de etanol a partir de la industria azucarera genera aguas residuales pro-cedentes de los fondos de las torres de destilación, conocidas con el nombre de vinaza,las que producen la mayor carga contaminante. Utilizando un conjunto de parámetrosencontrados en una amplia lista de referencias internacionales, el presente artículomuestra los balances de energía (vapor y electricidad) utilizando Excel, para demostrarque el biogás producido a partir de la digestión anaeróbica de esta carga contaminante,además de degradar la vinaza, puede contribuir a cubrir la demanda de energía parauna destilería de etanol. Los resultados se presentan para valores medio, bajo y alto dela concentración del contaminante. Se propone además utilizar esta energía para ali-mentar quemadores de gas de los generadores de vapor convencionales, previa la elimi-nación del SH2 que contienen el biogás en un proceso llamado de desulfurización. A estefin, se comentan los más importantes métodos para la desulfuración de este gas com-bustible.

Palabras clave: destilería, energía, vinazas, biogás.

ABSTRACT

The production of ethanol from the sugar containing feedstock generates waste waterscoming from the bottom of distillation towers, well-known as vinasse. These constitute thebiggest load pollutant. Using a group of parameters found in a wide list of internationalreferences, the present paper shows energy balances (of steam and electricity) usingExcel, to demonstrate that biogas produced from the anaerobic digestion of this pollutingload, besides degrading the vinasse, can contribute to the supply of energy demand to anethanol distillery. The results are presented for medium, low and high values of pollutantconcentration. It is intended also to use this energy to feed gas burners at conventionalsteam generators, removing the H2S that contains the biogas in a process called desul-phurization. At the end, the main methods for desulphurization for this combustible gasare recommended.

Keywords: distillery, energy, vinasse, biogas.


INTRODUCCIÓN

La producción de etanol a partir de laindustria azucarera, produce residualessecundarios con alta carga orgánica, a losque hay que darle un adecuado tratamientoo uso para evitar la contaminación delmedio.

Son las aguas residuales procedentes delos fondos de las torres de destilación, cono-cidas con el nombre de vinazas, las que pro-ducen la mayor carga contaminante.

La producción de biogás es una de lasalternativas más utilizadas internacional-mente para la degradación de esta cargacontaminante.

Existen referencias confiables sobre elsignificativo beneficio energético que brin-da esta alternativa (1, 2 y 6).

El objetivo del presente trabajo esdemostrar que el biogás que se puede pro-ducir a partir de la digestión anaeróbica delas vinazas, además de degradar las mismas,puede aportar un alto por ciento de lasnecesidades de energía de una destilería deetanol.

Se propone además, utilizar esta energíapara alimentar quemadores de gas de losgeneradores de vapor convencionales, pre-via la eliminación del SH2 que contienen elbiogás en un proceso llamado de desulfuri-zación. A este fin, se comentan los másimportantes métodos para la desulfuraciónde este gas combustible.

Esta producción de biogás, proporcionauna serie de ventajas adicionales a las antesmencionadas. Entre estas cabe mencionarlas siguientes:• Reduce la población de elementos porta-

dores de enfermedades (tales como mos-cas y otros insectos).

• Deja un residuo sólido inodoro de exce-lentes características fertilizantes.


Carga contaminante a tratarSe definen las vinazas como una disolu-

ción de sustancias y sales minerales y orgá-nicas con valor relativo y con potencial paradiversos usos. Su composición varía deacuerdo a las condiciones del proceso, a lamateria prima entregada a la destilería dealcohol y a la conducción que se haga de la

fermentación y del propio proceso de desti-lación. Así las vinazas tienen composicio-nes diferentes entre destilerías de alcohol, yen menor grado, para una misma destilería,entre día y día de la zafra y entre zafras.

DQO o Demanda Química de Oxígeno(COD en inglés) es la medida total de todaslas sustancias en el residual que pueden seroxidadas. El DQO mide el valor de la conta-minación dañina presente en las vinazas (3).

En ocasiones se mide la DBO que es laDemanda Biológica de Oxígeno que es otraforma de valorar el grado de contaminaciónde los residuales (3).

Índices seleccionados para este trabajoEn la tabla 1 se presentan los valores de

carga contaminante seleccionados para estetrabajo propuesto por Estévez (4) y Valdés(5).

Tabla 1. DQO en las vinazas de la industriaazucarera

Como se observa en la tabla 1, hay dife-rencias en la composición de las vinazasgeneradas durante el período de zafra, delas generadas fuera de dicha época. Esto sedebe a la incidencia fundamental que de-sempeña la materia prima utilizada para lapreparación del sustrato.

Época de zafra. Para preparar el sustratose utilizarán jugos de los filtros que estaránsometidos a un proceso de clarificación opurificación en la fábrica de azúcar. Estosjugos podrán ser mezclados con miel B o serañadidos directamente a los corbatos, segúnsea la conveniencia operativa de la sala defermentación.

Época no zafra: Se utilizarán mieles "B"o de segunda cristalización.

Como el período crítico de necesidadde energía de la destilería es el de no zafrapor la no disponibilidad de la energía delingenio utilizando bagazo, este trabajo uti-lizará los valores del rango de los DQO pre-sentados en la tabla 2 para este escenario.El volumen de vinazas producto del balan-ce realizado por Estévez (4) de 17,4 L vina-za/L etanol es el valor que este trabajo con-siderará.

8

Indicador En no zafra En zafra DQO

(kg/m3) 60 - 80 30 - 40

Remoción de la carga contaminante y con-versión a combustible (Metanización)

Se conoce que no todo el DQO presentese transforma en biogás. Se presentan cincoreferencias en la tabla 2 relacionadas con laremoción que prácticamente se obtiene.

Tabla 2. DQO removidos por la digestiónanaeróbica

Producción de biogás por DQO removidoEn la tabla 3 se exponen tres referencias

relacionadas con la razón de conversión,donde se puede apreciar que prácticamentecoinciden.

Tabla 3. Razón de conversión de DQO a biogás

Eficiencia de la metanizaciónEl proceso anteriormente descrito pro-

duce un gas portador de metano que según

Domenech (10) presenta la composición delbiogás de la tabla 4.

Tabla 4. Composición del biogás (V/V)

El biogás tal como se genera es combus-tible, siendo el metano el que le da las cua-lidades energéticas.


Se seleccionó como ejemplo una destile-ría cubana típica por su capacidad con unaproducción de etanol de 50 000 L/día.

Balances de vapor y electricidadEn la tabla 5 se muestran los resultados

de los cálculos energéticos, realizados enExcel de Microsoft Office, donde se aplicanlos indicadores y parámetros discutidos enlos epígrafes anteriores de las tablas 1 a la 4.

Se puede observar que se realizaron losbalances del vapor y de la electricidad quedemandan esta destilería.

9

% de DQO removido Referencia 75,0 Referencia (6) 70,0 Referencia (5) 75,0 Referencia (7)

90,0 a 95,0 Referencia (8) 89,0 a 93,0 Referencia (9)

Conversión de biogás (Nm3/kg DQO removido) Referencia

0,45 Referencia (6) 0,4 a 0,6 Referencia (8)

0,49 Referencia (9)

Parámetro Valor

inferior Valor medio

Valor superior Unidades

Producción de etanol 50 000,0 50 000,0 50 000,0 L etanol/día

Contenido de vinaza 17,4 17,4 17,4 L vinaza/L etanol

Índice de DQO producido 0,06 0,07 0,08 kg DQO/L vinaza

Remoción de DQO 70,0 80,0 90,0 %

Índice producción biogás 0,4 0,5 0,6 Nm3 bio/kg DQO rem.

Biogás producido 14 616,0 24 360,0 37 584,0 Nm3 biogás/día

Metano en biogás 55,0 62,5 70,0 %

Metano producido 8 038,8 15 225,0 26 308,8 Nm3metano/día

Fuel oil equivalente 6,88 13,02 22,50 t fuel oil/día

Gas Símbolo %

Metano CH4 55-70 Dióxido de carbono CO2 30-45 Hidrógeno H2 1-3 Nitrógeno N2 0,5-3

Sulfuro de hidrógeno H2S 1,8-3 Vapor de agua H2O Trazas

Tabla 5. Disponibilidad energética del biogás para la destilería ejemplo

Los valores de carga contaminante sonlos que se expresaron en la tabla 1 y el restode los cálculos se realizaron en un rango,con un valor medio y sus dos valores extre-mos, utilizando los datos más prudentesanteriormente presentados.

De la tabla 5 se puede apreciar la cifra depetróleo equivalente, obtenido por la pro-ducción del biogás. Más adelante se deter-mina lo que representa esta disponibilidadcon respecto a las demandas de vapor yelectricidad de la destilería.

Las producciones de vapor y electricidadtienen una primera y fundamental depen-dencia de los parámetros del vapor. Para estetrabajo se considerarán dos niveles de pará-metros del vapor utilizados en Cuba: Vaporsaturado a 11,35 bar abs. y vapor sobreca-lentado a 18,25 bar abs. y 330 ºC. Se consi-dera una buena eficiencia bruta de la calde-ra de 88 % con respecto al valor calóricoinferior del combustible. También se consi-dera la temperatura del agua de alimentar lacaldera de 100 ºC. Esto se puede lograr a par-tir de recuperar el calor de las vinazas parael calentamiento del agua para la caldera dela destilería, práctica utilizada en variasfábricas de torula en Cuba (11).

Balance de vapor. Vapor saturado a 11,35bar abs.

En la tabla 6 se puede apreciar el balan-ce de vapor realizado para la destileríaseleccionada.

Los resultados del ahorro de vapor enesta variante mostrados en la tabla 6 resul-tan significativos aun en el valor extremo

inferior de 69,34 %. Esto confirma el benefi-cio de la utilización del biogás. Para el valormedio analizado (131,33 %), se superanampliamente las necesidades de vapor de laplanta, la cual elimina la necesidad de utili-zar otros combustibles fuera de zafra quenormalmente en Cuba es el fuel oil.

Balance de electricidad. Vapor saturado a11,35 bar abs.

La tabla 7, muestra los resultados delbalance de electricidad generada por un turbogrupo que utiliza el vapor directo de la calde-ra, considerada para los cálculos de la tabla 6.Se puede apreciar que en el peor de los casosdel valor inferior se ahorra más de la mitad dela electricidad que demanda la destilería(56,02 %). En este caso, para el valor medio(106,11 %) del balance de electricidad, vir-tualmente se cumplimenta casi con exactitudlas necesidades de electricidad.

Balance de vapor. Vapor sobrecalentado a18,25 bar abs. y 330 ºC

Para este nivel, como es necesario alcan-zar parámetros superiores del vapor, seránecesario utilizar una cantidad mayor decombustible por unidad de masa de vaporproducido. De esta manera, en la tabla 8 semuestra que se producirá menos cantidadde vapor en esta variante que en la anterioranalizada, aunque el balance de electricidadresulta más beneficioso. También se produ-cirá un importante ahorro de 61,16 % delvapor demandado y un sobrante amplio enlos valores medio (116,84 %) y superior(200,16 %).

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Parámetros Valor



Presión del vapor 11,35 11,35 11,35 bar abs

Temp. vapor sobrecal. 185,48 185,48 185,48 ºC Eficiencia de la caldera 88,00 88,00 88,00 %

Entalpía salida de caldera 2 779,95 2 779,95 2 779,95 kJ/kg

Entalpía agua de alimentar 418,93 418,93 418,93 kcal/kg

Índice de consumo vapor (12) 0,294 0,294 0,294 t vapor/hL

Generación de vapor posible 4,25 8,04 13,90 t/h

Consumo de vapor destilería 6,13 6,13 6,13 t/h

Ahorro de vapor 69,34 131,33 226,94 %

Tabla 6. Balance de vapor, saturado a 11,35 bar abs.

Balance de electricidad. Vapor sobrecalen-tado a 18,25 bar abs. y 330 ºC

Como se puede apreciar en la tabla 9 elsteam rate o consumo específico de vapordel turbo-grupo disminuye significativa-mente, la producción de electricidad se verábeneficiada apreciablemente con respecto ala variante anterior de vapor saturado a unapresión inferior y podrán existir mayoresexcedentes de electricidad para exportar a lared en los valores medio y superior.

Se puede concluir que la generación devapor y electricidad podría ser significativa-mente beneficiosa para ambos niveles de losparámetros del vapor estudiados, con lacaracterística que habrá un poco de mayordisponibilidad de vapor en la variante de11,35 bar abs. (saturado) que en la de 18,25bar abs. y 330 ºC, aunque en esta última

alternativa existe una significativa produc-ción y presenta mayor potencialidad degeneración de electricidad. Un estudiocasuístico es quien decidiría la solución aadoptar. Hay que señalar que un exceso devapor por encima de la demanda del proce-so no tendría sentido práctico para las con-diciones analizadas. En esta circunstancia,otras alternativas beneficiosas podrían serconsideradas, como es por ejemplo, el alma-cenamiento de biogás.

Eliminación del sulfuro de hidrógeno SH2del biogás (desulfurización)

Como se mostró en la tabla 5 existe unsignificativo contenido de azufre en formade SH2 siempre presente en el biogás pro-ducido. Algunos intentos de utilizar el bio-gás directamente como combustible en las

11

Parámetros Valor



Presión del vapor al turbo-generador 10,70 10,70 10,70 bar abs.

Presión de escape 2,05 2,05 2,05 bar abs.

Temp. vapor al turbo-generador 182,70 182,70 182,70 ºC

Steam rate turbo.generador 21,00 21,00 21,00 kg/kW-h

Índice consumo eléctrico (12) 17,33 17,33 17,33 kW-h/hl

Electricidad disponible generada del biogás 202,25 383,05 661,92 kW

Demanda de electricidad de la destilería 361,01 361,01 361,01 kW Generación de electricidad respecto a demanda total 56,02 106,11 183,35 %

Tabla 7. Balance de electricidad, vapor saturado a 11,35 bar abs.

Parámetros Valor



Presión del vapor 18,25 18,25 18,25 bar abs.

Temp. vapor sobrecal. 330,00 330,00 330,00 ºC

Eficiencia de la caldera 88,00 88,00 88,00 %

Entalpía salida de caldera 3095,80 3095,80 3095,80 kJ/kg

Entalpía agua de alimentar 418,93 418,93 418,93 kJ/kg

Índice de consumo vapor 0,294 0,294 0,294 t vapor/hl

Generac. de vapor posible 3,75 7,09 12,26 t/h

Consumo de vapor 6,13 6,13 6,13 t/h Ahorro de vapor 61,16 115,84 200,16 %

Tabla 8. Balance de vapor. Vapor sobrecalentado a 18,25 bar abs y 330 ºC

calderas de vapor sin purificar, han condu-cido a graves problemas de corrosión quehan hecho colapsar la experiencia (13). Porlo tanto para poder utilizarse el biogás comocombustible en las calderas de vapor, resul-ta imprescindible realizarle al mismo unproceso de desulfurización

Los procesos más comúnmente utiliza-dos para eliminar el SH2 pueden ser clasifi-cados en dos categorías en general, a saber:(A) desulfuración en seco y (B) desulfura-ción en fase líquida.

(A) Desulfuración en seco (14) utilizadosen producciones caseras no se expondránen este trabajo.

(B) Desulfuración en fase líquida. Existeuna tecnología comercial denominadaGreenlane de FLOTECH (15) que utiliza elbiogás a presión. La alimentación del biogáscrudo se suministra a la planta a presiónatmosférica. La humedad y las partículaspresentes en el gas son removidas previa-mente en un separador. El biogás entonceses comprimido en dos etapas hasta una pre-sión de 9 bar (g) y enfriado. El gas crudoentra en el lavador (scrubber) por el fondo,haciendo contacto con el agua del proceso acontra-flujo hacia la salida del gas limpiopor la parte superior. El lavador tiene dispo-sitivos internos diseñados que obligan aexponer al gas tanto como sea posible con elagua del proceso. El CO2 y SH2 son absorbi-dos por el agua, de tal forma que el gas quedeja el scrubber contiene entre 97 y 98 % deCH4. El gas resultante entonces es secado enuna columna gemela. El agua utilizadaabsorbe el SH2 el CO2 y tiene trazas de CH4.Primeramente sufre un proceso de flasheo

donde se separa el poco CH4 que contiene yluego pasa a un proceso denominado strip-per donde se eliminan los contaminantesadquiridos por medio de inyección de aire.De esta manera se regenera el agua quevuelve a reciclarse.

Procesos frecuentemente utilizados parala remoción del SH2 consisten en el lavadodel gas con una solución acuosa que tengaun pH alto o solución alcalina. Este pHincrementado puede ser de diferentes for-mas:a) Uso de la cal (2). Se puede utilizar la cal

apagada en forma sólida, o en formalíquida. Esta sustancia no ha sido aplica-da a gran escala durante un tiempo gran-de, por la gran cantidad de residuos conmal olor, que se producen y que no pue-den ser desechados satisfactoriamente.Grandes concentraciones de CO2 queestán presente en la composición del bio-gás hacen difícil la remoción satisfactoriadel SH2 ya que el CO2 también reaccionacon la cal viva o la cal apagada y la ago-tan rápidamente. Por supuesto que la eli-minación del CO2 resulta también conve-niente para la utilización del biogáscomo combustible por lo que este proce-so podría ser considerado para la desul-furización tanto como las piedras de cali-za estén disponible en los países involu-crados y sea bien determinado el destinode los residuos del proceso.

Una planta de biogás a gran escala se haconstruido recientemente en Alemania (2),con cogeneración de calor y electricidad,usando un purificador de cal, pero los resul-

12

Parámetros Valor



Presión del vapor al turbo 17,56 17,56 17,56 bar abs.

Presión de escape 2,05 2,05 2,05 bar abs.

Temp. vapor al turbo 310,00 310,00 310,00 ºC

Steam rate turbo 11,98 11,98 11,98 kg/kW-h

Índice consumo eléctrico 17,33 17,33 17,33 kW-h/hl

Generación de electricidad 312,70 592,23 1023,38 kW

Consumo de electricidad 361,01 361,01 361,01 kW

Ahorro de electricidad 86,62 164,05 283,48 %

Tabla 9. Balance de electricidad. Vapor sobrecalentado a 18,25 bar abs y 330 ºC

tados a largo plazo no están todavía dispo-nibles.

b) Uso del NaOH. Hay un sistema comercialllamado THIOPAQ (16) que puede des-cribirse como un lavador o scrubber quedesulfura el biogás. La sosa consumidaen la absorción del SH2 es continuamen-te regenerada en un biorreactor (métodobiológico). En el lavado, el biogás entraen contacto con un líquido que contienesosa. La absorción del SH2 dentro delpurificador se da en condiciones básicas,permitiendo así la reacción química delsulfhídrico con iones hidroxilo.

El líquido de lavado, que contiene elazufre extraído de ácido sulfhídrico setransfiere al biorreactor, donde se oxida esteazufre hasta azufre elemental gracias a unaserie de bacterias. En esta etapa se regene-ran de nuevo los iones hidroxilo empleadosanteriormente, que se recirculan hacia elpurificador produciéndose dos efluentes: elazufre elemental que puede ser reutilizadoposteriormente como fertilizante y/o bioci-da, y una purga que consiste en sales desodio sin nada de azufre en alguna de susformas, por lo que no representa un residuopeligroso y puede ser desechado normal-mente.

c) Absorción química de SH2 puede tenerlugar con las soluciones de sal férricascomo el cloruro férrico.

Hay un sistema comercial (17) denomi-nado BgPurTM o purificador del biogás, elcual es basado en un dispositivo de con-tacto gas-líquido de alta eficacia, que tienesu base en un mezclador de impelenteenvolvente. El purificador remueve el SH2de una corriente de gas utilizando unasolución depuradora que utiliza una bienconocida química reductora férrica. Elvaso para la regeneración de la solucióndepuradora ya contaminada, utiliza oxíge-no atmosférico para convertir SH2 a azufreelemental. Este es un proceso sin peligros ypuede desecharse con seguridad como bio-sólidos o en un basurero. La solución rege-nerada ahora libre de SH2 es retornada alvaso purificador. La eficiencia de remociónse mantiene incluso cuando haya fluctua-ciones del flujo y de las concentraciones,

siempre que el depurador tenga una ade-cuada concentración del catalizador y pro-porción de la recirculación. Los químicosson automáticamente medidos mientrasuna simple unidad mecánica remueve elazufre sin tupición. El catalizador, los pro-ductos de la reacción y el aditivo buffer sontodos medioambientalmente aceptables.

d) Novedosa patente de Habets (18). Laalcalinidad natural generada durante unproceso aeróbico biológico de purifica-ción de aguas residuales contenedoras debiomasa puede ser utilizada como lava-dora en lugar de la adición de productosquímicos alcalinos. El tratamiento aeró-bico de las aguas residuales que tieneuna alcalinidad adquirida de forma natu-ral, se pone en contacto con el biogás quecontiene SH2. El SH2 será absorbido delbiogás en una fase acuosa. La eficienciaque puede ser obtenida de esta formavaría entre un 50 y un 95 %, dependien-do de la relación flujo de agua/biogás y elvolumen del equipamiento. Para unaremoción de un 50 %, una relación deflujo de agua/gas de 0,1 es generalmentesuficiente. Para eficiencias superioresdeberá ser escogida una relación del almenos 0,2 y en particular 0,5 o superior,por supuesto que dependiendo de lacomposición de las aguas residuales deque se trate y del contenido de SH2 delbiogás.

La gran ventaja de este tratamiento esque no se adiciona producto químico algu-no, por lo que los costos operacionales sonbajos. Una ventaja adicional es que el líqui-do lavador, el cual al final del proceso con-tiene el SH2 absorbido, puede ser recicladohacia el tratamiento aeróbico sin dificultady sin algún tratamiento adicional.

CONCLUSIONES

1. Se puede concluir que la generación devapor y electricidad podría ser significa-tivamente beneficiosa para ambos nive-les de los parámetros del vapor estudia-dos, con la característica que habrá unpoco de mayor disponibilidad de vaporen la variante de 11,35 bar abs. (satura-do) que en la de 18,25 bar abs. y 330 ºC

13

(sobrecalentado), aunque en esta últimaalternativa existe una significativa pro-ducción y ahorro de vapor y muchomayor posibilidad de exportar electrici-dad a la red.

2. Los sistemas industriales para la desulfu-ración de biogás que se ofertan comer-cialmente, así como otros para la granescala son los que serían de utilidad parael trabajo en las destilerías de etanol.


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14

15

Mabel Viñals-Verde, Alberto García-García, Ramón L. Montano-Martínez, José C. Villar-Delgado, Tania García-Martínez, Marlén Ramil-Mesa


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RESUMEN

Se presentan las experiencias de producción comercial del estimulante de crecimientoagrícola registrado en Cuba, FitoMas-E, en una nueva planta industrial diseñada para10 000 l/día, cuya ingeniería conceptual se basa en las experiencias de la planta pilotodel Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA)entre los años 2003-2008. Se muestra la respuesta productiva de la planta comercialdurante el año 2010, después del período de puesta en marcha. Se ofrece la caracteri-zación química de la sustancia activa que muestra un contenido de 12 aminoácidoslibres. Se presentan los índices de los estudios toxicológicos realizados en mamíferos asícomo en el medio ambiente lo que demostró que el producto no presenta toxicidad en suuso aun en dosis elevadas. Finalmente se discuten los resultados positivos alcanzados enexperimentos controlados y extensiones comerciales con FitoMas-E en el manejo de 18cultivos básicos alimentarios, en Cuba, en varias extensiones en la provincia deMayabeque.

Palabras clave: estimulantes de crecimiento agrícola, bionutrientes, productos anties-trés, Fitomas.

ABSTRACT

The experiences on the commercial production of a registered Cuban plant growth sti-mulant, FitoMas-E, in a new industrial plant designed to produce 10 000 l/day from anICIDCA's Pilot Plant-based technology. The production performance of the commercialplant during 2010 is presented, after the starting up procedure. The chemical characte-rization of the active agent is offered yielding a content of twelve free amino acids. Theindexes from toxicology studies carried out in mammals as well as its environmentalimpact showed that the product is innocuous even at high doses. Finally the positiveresults achieved in controlled experiments and commercial extensions with FitoMas-E oneighteen basic Cuban crops in the Mayabeque province are also given.

Keywords: plant growth stimulants, bionutrients, antistress products, Fitomas.


INTRODUCCIÓN

Los bionutrientes o estimulantes de cre-cimiento vegetal son productos antiestréscon sustancias naturales propias del meta-bolismo vegetal, que estimulan y vigorizanlos cultivos, desde la germinación hasta lafructificación, disminuyen las daños porsalinidad, sequía, exceso de humedad, fito-toxicidad, enfermedades, plagas, ciclones,granizadas, podas y trasplantes. Frecuen-temente reducen los ciclos de los cultivos,potencian la acción de los fertilizantes,agroquímicos y bioproductos propios de laagricultura ecológica lo que en muchoscasos contribuye a reducir las dosis reco-mendadas de algunos agroquímicos sintéti-cos. Resultan particularmente eficientes enpolicultivos propios de la agricultura debajos insumos y también se expresan en laagricultura intensiva, en cultivos conmanejo integrado con acción de fertiliza-ción química y plaguicidas, como caña deazúcar, maíz, soja donde el incremento delos rendimientos es la principal manifesta-ción (1).

FitoMas-E (2), es un nuevo derivado dela industria azucarera cubana que actúacomo bionutriente vegetal con marcadainfluencia antiestrés creado y desarrolladopor el Instituto Cubano de Investigacionesde los Derivados de la Caña de Azúcar(ICIDCA) y el Instituto Nacional deInvestigaciones de la Caña de Azúcar(INICA) en el marco de los programas paraincrementar los rendimientos de las áreascañeras del Ministerio del Azúcar de Cuba(3). En los últimos diez años ha sido eva-luado por instituciones científicas naciona-les, agrupados principalmente en los minis-terios de la agricultura, educación superiory salud pública (4, 5). Por otra parte, se hanllevado a cabo numerosas extensiones encondiciones de producción en las que hanparticipado campesinos, cooperativistas,técnicos y profesionales agrícolas los quehan hecho aportes importantes (6). Estosresultados han sido especialmente valiososen el aseguramiento de las produccionesagrícolas en una región geográfica que sufrelos embates del cambio climático, princi-palmente con sequías prolongadas quealternan con lluvias intensas y huracanesdevastadores. Actualmente la producciónde estimulantes agrícolas FitoMas se

encuentra en proceso de expansión con lafinalidad de abarcar, en el menor plazo, lamayor parte de las áreas posibles de culti-vos en Cuba (7).

El modo de acción de los bionutrientesagrícolas ha sido descrito por varios autores(8) y se basa en que en el reino vegetal lasvías más utilizadas para promover la defen-sa y la adaptación al entorno involucran lasíntesis bioquímica de diversas sustanciasque comportan miles de estructuras quími-cas diferentes. Esto constituye una real,aunque no evidente, defensa química, cuyodespliegue se nos revela actualmente, gra-cias al empleo de las más modernas técni-cas analíticas. Estas sustancias son elabora-das por las plantas como respuesta a pre-siones estresantes resultado de alteracionesbióticas y abióticas, como ocurre cuandolas plantas deben adaptarse a situacionesestresantes de su entorno, tales comosequía o exceso de humedad, temperaturasextremas, daños mecánicos por trasplanteso vientos fuertes y suelos salinizados o con-taminados con sustancias químicas o meta-les pesados (9, 10).

Para cumplir este cometido las plantasmovilizan gran cantidad de recursos desvia-dos de su metabolismo principal. El costode tal actividad, medido en términos de CO2fotosintético, es lo suficientemente elevadocomo para repercutir en el rendimiento enla mayoría de los cultivos. Por ejemplo, parasintetizar un gramo de un terpenoide, alca-loide o compuesto fenólico, tres de lasestructuras químicas de defensa más fre-cuentes en las plantas superiores, es nece-sario invertir como promedio, seis gramosde CO2 fotosintético, cantidad esta queresulta onerosa para el desempeño de lamayor parte de los cultivos (11, 12).

Es razonable suponer, que si suministra-mos a las plantas de cultivo las sustanciasintermediarias deficitarias, este aportenutricional adicional le permite al vegetalademás de defenderse, crecer, efecto quecaracteriza al producto, función antiestrés yestimulante del crecimiento (9).

FitoMas-E es una mezcla de sales mine-rales y sustancias bioquímicas de alta ener-gía (aminoácidos, bases nitrogenadas, sacá-ridos y polisacáridos biológicamente acti-vos), seleccionadas del conjunto más repre-sentado en los vegetales superiores a los quepertenecen las variedades de cultivo, for-

16

muladas como una suspensión acuosa quese debe agitar antes de su utilización (2).

Sus efectos principales son aumentar yacelerar la germinación de las semillas, yasean botánicas o agámicas, estimular el de-sarrollo de las raíces, tallos y hojas, mejorarla nutrición, la floración y cuajado de losfrutos. Frecuentemente reduce el ciclo delcultivo. Adicionalmente, potencia la acciónde los herbicidas y otros plaguicidas lo quepermite reducir entre el 30 % y el 50 % desus dosis recomendadas, acelera el compos-taje y la degradación de los residuos decosecha disminuyendo el tiempo necesariopara su incorporación al suelo, ayuda asuperar los efectos negativos del estrés porsalinidad, sequía, exceso de humedad, fito-toxicidad, enfermedades y plagas (5, 12).

El FitoMas puede aplicarse sobre lasmás variadas especies botánicas tantomonocotiledóneas como dicotiledóneas.Resultan beneficiados por FitoMas-E fruta-les, granos, cereales, tubérculos y raíces;plantas medicinales y cultivos industria-les, caña de azúcar, tabaco, remolacha;hortícolas de fruto, tomate, pimiento, pepi-no, melón, sandía, hortícolas de hoja, col,lechuga, brócoli, apio; frutales tropicales,banano y plátano, papayo, piña; oleagino-sas y leguminosas en general; forestales;pastos, ornamentales, césped de campos degolf y áreas deportivas. Cuando el agricul-tor prepara su propio abono puede aplicar-se sobre la materia orgánica para acelerarel proceso de compostaje. En este caso sehumedece la pila con una proporción de0,1 l de FitoMas-E por mochila de 16 l porcada tonelada de materia orgánica a des-componer (2, 13-15).


Tecnología y producción de estimulantesagrícolas FitoMas a escala industrial

La tecnología de producción que utilizacomo materia prima básica biomasa vegetalderivada de la agroindustria azucarera, fuedesarrollada en la planta piloto de síntesisorgánica del ICIDCA (7), donde se estudió laingeniería del proceso desde una capacidadde 1000 l/día hasta lograrse un diseño parauna planta de nivel comercial capaz deentregar 10 000 l/día (2,0 MMl/anuales) deestimulantes de crecimiento agrícolas

FitoMas. Los bionutrientes FitoMas estáncertificados por los Registros centrales dePlaguicidas y Fertilizantes de Cuba (16).

Caracterización del producto, ingredienteactivo y toxicología

Estos estimulantes de crecimiento seidentifican como un formulado acuoso solu-ble al 30 % rico en aminoácidos que guar-dan una proporción determinada, ademáscontienen bases compuestas nitrogenadas, ysales de K y P. Para la caracterización delproducto terminado se aplican diferentestécnicas analíticas: Determinación de los aminoácidos. Se

empleó la técnica "Análisis de aminoáci-dos por HPLC con derivatización pre-columna con OPA" desarrollada en elpropio centro (17).

Determinación de nitrógeno orgánico. Elcontenido de nitrógeno fue llevado acabo según Kjehdal.

Contenido de K (K2O) y fósforo (P2O5). Seemplearon procedimientos analíticos deabsorción atómica y fotometría de llama(18, 19).

Densidad. Fue determinada por picnome-tría.

Contenido de sólidos. El contenido de sóli-dos se determinó por secado de la muestraen estufa a 110 °C durante 5 horas y pesa-je en balanza analítica de 4 cifras (20).

Toxicología. Los estudios toxicológicos enmamíferos y de impacto ambiental fueronrealizados por instituciones acreditadas(CENSA, CENPALAB y CIDEM) (21, 22).

Validación del bioestimulante FitoMas enla producción de alimentos vegetales

Para demostrar la eficacia agrícola delbioestimulante FitoMas-E como productoantiestrés y promotor del crecimiento de lasplantas se destinaron 20 000 litros en exten-siones en condiciones de producción en3000 ha en seis Cooperativas de ProducciónAgropecuarias (CPA) de la provincia deMayabeque, Cuba, donde se seleccionaronparcelas demostrativas con cultivos testigo(sin tratar) y bloques tratados con diferentesdosis de FitoMas. Estos experimentos fue-ron realizados por la Dirección de CultivosVarios del Ministerio de la Agricultura deCuba en 12 cultivos básicos.

El producto se aplicó 3 veces en dosisdesde 2,0 a 3,0 l/ha, por vía foliar, siempre

17

disuelto en agua hasta completar de 200 a250 L/ha de volumen final, en las 3 de lasfenofases críticas del cultivo.

Crecimiento vegetativo. Prefloración. Brotedel fruto/hoja/vaina

La aplicación se realizó sobre el áreafoliar activa de las plantas, mediantemochila de 16 l con toberas de aspersión de0,2 mm.

RESULTADOS Y DISCUSION

Producción de estimulantes agrícolasFitoMas a escala industrial

La planta de producción de estimulan-tes agrícolas FitoMas fue construida en el2008 en los terrenos del ICIDCA, munici-pio San Miguel del Padrón, La Habana y hademostrado una capacidad efectiva de

entregar 2,2 millones de litros del formula-do agrícola anualmente. El proceso se basaen la utilización de biomasa vegetal queprocede de materias primas derivadas de lacaña de azúcar y sales minerales que setransforman mediante un proceso de ter-mólisis catalítica y operaciones de separa-ción, en una suspensión líquida establehasta un año.

En la figura 1 se muestran imágenes dela nave de producción de la sustancia activaasí como de la planta de envase del produc-to terminado en garrafas de polietileno de20 l. Esta planta está diseñada para producir10 000 litros diarios.

En el año 2010 la demanda de estimu-lantes de crecimiento agrícola FitoMas paracaña de azúcar y cultivos básicos de ali-mentos alcanzó 2,2 millones de litros, deellos 1,2 millones para el beneficio de cepasde retoños y caña nueva.

Para alcanzar estas cifras se programóun régimen de operación anual de 220 díasefectivos de producción, con 12 horas deoperación diaria, y un volumen medio dia-rio de producción de 10 200 litros.

En la figura 2 se muestran los niveles deproducción mensuales acumuladas en milesde litros alcanzados entre los meses deenero a diciembre de 2010. En los meses dejunio y noviembre se alcanzó una produc-ción record de 245 000 litros, cantidad sufi-ciente para beneficiar 100 000 ha de caña o40 000 ha de frijoles y lograr incrementosimportantes en los rendimientos agrícolas.

18

Figura 1. Planta de producción y planta de envase del estimulante agrícola FITOMAS.

Figura 2. Producción de estimulantes agrí-colas FITOMAS durante el año 2010.

Caracterización del producto, ingredientesactivos y resultados de los estudios toxico-lógicos

En la tabla 1 se muestra un resumen delos índices que caracterizan al estimulanteFitoMas E fabricado en el ICIDCA, donde serefleja que el formulado contiene hasta 7 %de aminoácidos libres, así como macronu-trientes N, P y K. En esas condiciones elproducto es estable hasta un año.

En la tabla 2 se presenta la composiciónde aminoácidos en el producto FitoMas y dedos bionutrientes (Aminol Forte y Maducan),que se comercializan en la actualidad en elmundo y que son producidos en España.

De los aminoácidos reportados, 11 pre-sentan actividad en el metabolismo vegetalsegún la literatura consultada. Entre ellos,la prolina actúa en la prevención y recupe-ración del estrés fisiológico y ayuda a la fer-

19

Tabla 1. Características químico-físicas del producto FITOMAS-E

Indicadores Propiedad Valor Clasificación Estimulante anti estrés Suspensión líquida 85 % % sólidos totales Concentración i.a. 320 g/l Densidad Calidad cormulado 1,13 g/cm3

Componente Gramos/litros % peso/peso Extracto orgánico 150 13 Aminoácidos libres 80 7 % N total 55/60 6,5 K2O 60 5,24 P2O5 32 2,70

Tabla 2. Composición de aminoácidos presente en el FITOMAS y en otros productos similares]

Aminoácidos Productos (% w/w)

Aminol Forte (España)

FitoMas (ICIDCA)

Maducán (España)

Ac. Aspártico* 1,59 0,17 0,50 Ac. Glutámico* 2,79 0,05 0,18 Alanina* 2,02 1,01 0,32 Arginina* 1,87 0,16 0,03 Aspargina 0,02 Cistidina 0,02 Fenialanina 0,52 0,99 0,10 GABA 0,51 Glicina* 10,08 0,07 0,70 Glutamina 0,88 Isoleucina 0,24 0,08 Leucina* 0,75 0,48 0,03 Lisina* 1,07 0,52 0,10 Metionina* 0,28 0,02 Prolina* 4,25 0,20 Serina 0,10 0,15 0,14 Tirosina 0,01 0,28 Treonina 3,81 0,13 Triptófano* 0,01 1,02 Valina* 5,56 0,50 0,32 Aminoácidos totales 35,09 6,94 2,99 Tipos de aminoácidos 18 16 14

* aminoácidos que influyen en el metabolismo vegetal

tilidad del polen en el proceso de poliniza-ción y formación del fruto. La glicina y elácido glutámico ayudan a incrementar laconcentración de clorofila en las plantas,son agentes quelantes muy efectivos y tie-nen efecto sobre la polinización y cuajadodel fruto porque aumentan la germinacióndel grano de polen alargando el tubo políni-co. El L-aspártico presenta efecto quelante(23, 24). El ácido glutámico también actúacomo agente osmótico del citoplasma de lascélulas protectoras. Entre los activadores defitohormonas y sustancias de crecimientoestán la L-metionina que es precursor de eti-leno y otros factores de crecimiento, el L-triptófano que es un precursor de la síntesisde las auxinas y el L-arginina induce la sín-tesis de hormonas relacionadas con las flo-res y frutos. La L lisina, L metionina, L ácidoglutámico son aminoácidos esenciales parala polinización (24).

En la composición de aminoácidos delFitoMas (figura 3) se destacan como mayori-tarios los aminoácidos: Alanina, Glicina,Triptófano, Valina, Leucina y Lisina, algu-nos de ellos con comprobado efecto en laactividad metabólica de las plantas.

En la tabla 3 se expone también unresumen de los resultados de los estudiostoxicológicos del producto (25, 26), dondese muestra que FitoMas no es tóxico a losmamíferos ni al medio ambiente y porresultar un producto natural de elevadainocuidad, para su aplicación no se requie-ren medidas de seguridad especiales comotrajes de PVC, ni máscaras protectoras confiltros para vapores orgánicos como en elcaso de los pesticidas de origen químico-sintéticos.

Validación del bioestimulante Fitomas E enla producción de alimentos en cultivosseleccionados

La validación de FitoMas-E en alimentosvegetales se realizó bajo la Dirección de cul-tivos varios, del Ministerio de la Agriculturade Cuba de acuerdo a un plan experimentaldiseñado para estos experimentos (27).

En la tabla 4 se muestran los rendimien-tos agrícolas promedio de 12 cultivos trata-dos y no tratados con el estimulante agríco-la de referencia en la campaña agrícola 2010,en la provincia Mayabeque, Cuba, donde secomprobó que todos los cultivos tratadoscon FitoMas en extensiones de producciónrespondieron de manera positiva con unincremento significativo en las cosechas.

Observaciones Se observó el cierre entre surco más

rápido y la planta mostró un color verdemás intenso donde se aplicó FitoMas-E, res-pecto a donde no se aplicó.

En los cultivos de tomate y frijol seobservó un incremento en el número de flo-res, y en el rendimiento.

20

Figura 3. Composición de aminoácidos pre-sente en el bionutriente FITOMAS.

Tabla 3. Resultados de los ensayos toxicológicos en mamíferos y en el medio ambiente

Ensayo Especie Dosis Efectos Genotoxicidad médula ósea LD50 ratón 2000mg/kg No genotóxico Toxicidad aguda dérmica LD50 rata 1000mg/kg No tóxico

Potencial sensibilizante en piel LD50 curiel 0,01ml/cm2-h Sensibilizante débil grado I

Potencial irritante ocular LD50 conejo 0,005ml/kg No irritante Toxicidad aguda por contacto LD50 abeja 100mg/kg No tóxico Toxicidad aguda oral LD50 codorniz 2000mg/kg No tóxico

Toxicidad aguda por contacto LC50 Lombriz de tierra 1000mg/kg de suelo No tóxico

Toxicidad aguda por contacto LC50 carpa 0,1g/ l de agua No tóxico

Se estableció el procedimiento de usodel FitoMas, como bioestimulante foliar deldesarrollo de los cultivos, en 3 aplicacionesen diferentes fenofases del cultivo, juntocon la fertilización local a la dosis de 3 l/ha.• La primera aplicación se hará en la feno-

fase de crecimiento de la planta.• La segunda aplicación en prefloración,

cuando al menos el 50 % de las plantashan emitido los primordios florales.

• La tercera aplicación cuando el fruto estáen la fase de crecimiento, en leguminosasy gramíneas; esta fenofase coincide conel llenado del grano.

Los agricultores emitieron los siguientescriterios, en relación con el manejo de estoscultivos con FitoMas-E. • Mejor vigor agronómico en el desarrollo

de los cultivos tratados.• Mejor desarrollo vegetativo • Mayor emisión de flores y frutos en los

cultivos de frijol y tomate• Aumento del tamaño del fruto en los cul-

tivos de tomate, frijol, col y pepino.• Aumento de los índices de calidad en la

industria, (tomate).

Las mayores respuestas se observaron enlos cultivos donde la protección con fertili-zante es insuficiente para satisfacer la nece-sidad de nutrientes a la planta, para expre-sar su potencial agronómico, (col y frijol).

CONCLUSIONES

Se confirmó que el diseño de la plantade producción de estimulantes agrícolasFitoMas, (formulado basado en derivados dela caña de azúcar y macronutrientes), per-mite alcanzar la capacidad proyectada de2,0 millones de litros/año, según resultadosdel año 2010.

Se demostró que los bionutrientesFitoMas resultan efectivos para aumentar elrendimiento agronómico de 16 cultivosbásicos de alimentos, al alcanzarse incre-mentos que van desde 5 % en col hastavalores de 77 % en pepino, según las exten-siones en condiciones de producción encooperativas, en 3 000 ha en Mayabeque,Cuba, durante la cosecha del año 2010 y seestableció un procedimiento para los agri-cultores sobre el manejo de cultivos varioscon FitoMas-E.

Por medio de una técnica de HPLC aco-plada a espectrometría de masa, se carac-terizaron los 16 aminoácidos presentes enel ingrediente activo del formulado queconstituyen el 7 % en peso del productofinal.

Los estudios toxicológicos realizados enCuba en mamíferos y en el medio ambientedemostraron que los bionutrientes FitoMasno presentan toxicidad al hombre, plantas yanimales a las dosis de empleo en la agri-cultura.

21

Tabla 4. Incrementos en los rendimientos de las cosechas con la aplicación de estimulante agrícola FITOMAS E en la provincia Mayabeque, 2010

Nº Cultivos U/M con FitoMas E Testigo Incremento %

1 Malanga ton/ha 21,10 20,40 3,00

2 Boniato ton/ha 18,70 17,00 10,00

3 Papa ton/ha 26,80 26,70 5,30

4 Yuca ton/ha 10,90 10,20 6,60

5 Tomate ton/ha 19,50 14,50 34,50

6 Pepino ton/ha 13,10 7,40 77,10

7 Cebolla ton/ha 17,70 14,70 20,10

8 Pimiento ton/ha 14,20 9,40 51,50

9 Col ton/ha 23,60 19,50 21,00

10 Zanahoria ton/ha 17,00 16,30 4,10

11 Frijol ton/ha 1,21 1,06 14,00

12 Maíz ton/ha 2,40 2,08 15,00

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a GermánHernández y Osmar Méndez de la Direcciónde Cultivos Varios del Ministerio de laAgricultura y a Rafael ZuaznábarZuaznábar e Ignacio Santana del InstitutoNacional de Investigaciones de la Caña deAzúcar (INICA) que realizaron las pruebasde extensión en cultivos varios y caña deazúcar, respectivamente.


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23

Puede colaborar enviando sus contribuciones o recibir el boletín todos los meses, si escribe a: [email protected]

24

José Villar-Delgado1, Ramón Montano-Martínez1, Tania García-Martínez1, David García-González2, Rafael Zuaznábar-Zuaznábar3

1. Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de AzúcarVía Blanca 804 y Carretera Central, San Miguel del Padrón, La Habana, Cuba

[email protected] 2. Universidad Agrícola de La Habana, (UNAH)

Autopista Nacional km 23½ y Carr. de Jamaica, Tapaste, Mayabeque, Cuba3. Estación Territorial de Investigación de la Caña, (ETICA)

Localidad Pablo Noriega. Apdo 4, Quivicán, Mayabeque,Cuba

RESUMEN

FitoMas-E es un bionutriente derivado de la industria azucarera cubana con notablespropiedades antiestrés. Se estudia su influencia en tres cultivos plantados sobre sueloferralítico rojo y sometido a diferentes niveles y calidades de fertilización. Los resultadosmuestran que el bionutriente es capaz de compensar las disparidades en cuanto a estosniveles nutricionales en tres variedades de caña de azúcar, mientras que en maíz y cebo-lla se obtienen resultados significativamente superiores a las variantes fertilizadas. Sedestaca la influencia positiva que este producto ejerce en la fisiología de los vegetales,donde potencia el desarrollo de las estructuras botánicas que garantizan un incrementodel flujo de sustancias de la fotosíntesis a las partes de la planta objeto de la cosecha.

Palabras clave: FitoMas, fertilizantes, caña de azúcar, maíz, cebolla.

ABSTRACT

FitoMas-E, a sugar industry derivative is a bio-nutrient with outstanding characterized byits appreciable anti stress properties. The influence of this product over three crops plan-ted in ferralitic soil and treated with different levels and qualities of fertilizers are studiedin this paper. The results showed that the bio-nutrient is able compensate the disparitiesof these nutrition levels in three varieties of sugar cane, whereas in corn and onion it ispossible to obtain significantly higher results in relation with fertilized variants. The posi-tive influence of the product over plant physiology is emphasized since it boosts the deve-lopment of botanic structures which guarantees the flow increase of photosynthetic subs-tances to the parts of the crop with commercial interest.

Keywords: FitoMas, fertilizers, sugar cane, corn, onion.


INTRODUCCIÓN

Una de las causas más frecuentes quelimitan los rendimientos de los cultivosbajo manejo convencional es la insuficien-cia en cantidad, surtido u oportunidad delos fertilizantes minerales. Estos insumos ensu fabricación consumen elevadas cantida-des de minerales y energía fósil no renova-bles y sus precios se han incrementadoapreciablemente en el mercado internacio-nal. Lo anterior implica que la posibilidadde su adquisición por los pequeños ymedianos agricultores es muy baja o inexis-tente. Este problema repercute en los pre-cios de los alimentos y afecta principalmen-te un gran sector de la población en paísessubdesarrollados, sin recursos para hacerlefrente a esta situación. En este sentido, serealizan esfuerzos por encontrar productosmás baratos que actúen como bioestimulan-tes del crecimiento de las plantas y puedansustituir a estos fertilizantes minerales.

Desde su aparición en la agriculturacubana, el bionutriente FitoMas-E, derivadode la industria azucarera, ha llamado pode-rosamente la atención por sus marcadaspropiedades antiestrés (1, 2), puestas demanifiesto en las más disímiles situacionesrelacionadas con la influencia de factoresbióticos y abióticos adversos. La inducciónde respuestas fisiológicas adecuadas ha evi-tado los daños que normalmente afectan alos cultivos estresados (3).

FitoMas-E es una combinación de sus-tancias orgánicas intermediarias complejasde alta energía (aminoácidos, sacáridosbioactivos y sales minerales), propias delmetabolismo vegetal. Penetra en la plantade forma pasiva (sin requerimientos deenergía metabólica), tanto foliar como radi-cular y una vez allí, facilita la síntesis desustancias propias del metabolismo secun-dario que, transferidas al suelo, mejoran lainteracción con la microflora propia de surizosfera, la cual produce hormonas y otrosproductos útiles a la planta que mejoran sucomportamiento y le confieren las caracte-rísticas que le permite una considerableresiliencia. FitoMas-E no es tóxico ni a lasplantas ni a los animales.

En la actualidad, muchos expertos cen-tran su atención en los resultados que esteproducto logra en cultivos fertilizados par-cialmente o incluso, no fertilizados en abso-

luto, y estudian las consecuencias a largoplazo que su empleo repetido, sin adicionarfertilizantes minerales, puede ejercer sobrelas reservas del suelo, con el fin de imple-mentar una tecnología sostenible para lanutrición de los cultivos a partir de estenovedoso instrumento de la ciencia cubana.En este trabajo se examinan las respuestasde tres cultivos: caña de azúcar (Saccharumofficinarum L.), maíz (Zea mays L.) variedadFR-28 y cebolla (Allium cepa L.) variedadGranex 2000 F1 con diferentes nivelesnutricionales cuando se introduce oportu-namente este bionutriente.

DESARROLLOA continuación se exponen tres casos de

aplicación del FitoMas-E con y sin fertili-zante convencional en tres cultivos deimportancia para el país.

Caso 1. Caña de azúcar (Saccharum offici-narum L.)

Para evaluar la influencia nutricional delFitoMas-E en caña de azúcar se establecie-ron durante las zafras 2003-2004 experi-mentos en extensiones de plantacionescomerciales que se describen en las tablas 1y 2. Los mismos se desarrollaron en coordi-nación con la Estación Territorial deInvestigaciones de la Caña de Azúcar,Habana-Pinar del Río, en las EmpresasAgroindustriales Azucareras Pablo Noriegay Héctor Molina respectivamente, sobresuelo ferralítico rojo en condiciones desecano (4).

En la aplicación del FitoMas-E se utilizóuna máquina de asperjar Jacto de capacidad800 l, con aguilón de 9,6 m, con seis boqui-llas flood jet azul claro DT-5 y solución finalde 190 y 238 l/ha, respectivamente.

En las extensiones localizadas en laEmpresa Agroindustrial Azucarera HéctorMolina (tablas 1 y 2), en general, los rendi-mientos resultaron bajos en todos los trata-mientos y fueron similares en los segundosretoños, independientemente de la diferen-cia en la variedad; además, en todos los tra-tamientos se incrementaron los rendimien-tos cañeros respecto al testigo absoluto. Enausencia de fertilizante, el FitoMas-E incre-mentó sustancialmente los rendimientos,solo algo menores que cuando se aplicó 35-25-95 kg/ha de N-P2O5-K2O.

25

La extensión de la Empresa Agroindus-trial Azucarera Pablo Noriega (tabla 3) tam-bién mostró incremento del rendimientoagrícola en todos los tratamientos con rela-ción al testigo, destacándose en valor abso-luto la combinación del SERFE más elFitoMas-E a 2 l/ha, aunque debe destacarseque al aplicarse el bionutriente solo, deforma fraccionada, a 1 y 2 l/ha a los 30 y 90días después de la cosecha, se alcanzaronresultados similares a los obtenidos con la

combinación de 50 % del SERFE más 2litros de FitoMas-E.

Caso 2. Maíz (Zea mays L.) variedad FR-28El estudio (5) se llevó a cabo en condi-

ciones de producción sobre suelo ferralíticorojo compactado eutrico, en áreas de laCooperativa de Producción Agropecuaria(CPA) Amistad Cuba-México, ubicada en lafinca América Libre, callejón Los Pinos,municipio Alquízar, actual provincia de

26

Tabla 1. Rendimientos obtenidos en la Empresa Agroindustrial Azucarera Héctor Molina en la extensión I para tres variedades

No. Nutrientes Variedades

N P2O5 K2O FitoMas-E l/ha

CP 5243 Ja 60-5 C 323 kg/ha t/ha Inc., % t/ha Inc., % t/ha Inc., %

1 0 0 0 0 34 - 25 - 28 - 2 0 0 0 1 43 27 35 40 34 21 3 35 25 95 0 43 27 36 44 37 32 4 35 25 95 1 45 32 37 48 38 36 5 70 25 95 0 44 29 37 48 40 43 6 70 25 95 1 46 37 38 52 41 46

Tabla 2. Rendimientos obtenidos en la Empresa Agroindustrial Azucarera Héctor Molina en la extensión II para la variedad C323-68

No.

Nutrientes Rendimiento

t/ha Inc., % N P2O5 K2O FitoMas-E l/ha kg/ha

1 0 0 0 0 29 - 2 0 0 0 1 37 28 3 35 25 95 0 38 31 4 35 25 95 1 39 35 5 70 25 95 0 42 45 6 70 25 95 1 44 52

Tabla 3. Resultados de cosecha con aplicación de FITOMAS-E y fertilizantes minerales según SERFE en la Empresa Aagroindustrial Azucarera Pablo Noriega

Tratamientos Nutrientes

Rendimiento t/ha

Incremento N P K FitoMas-E

l/ha t/ha %

kg/ha Sin fertilizar 0 0 0 0 34,0 - - Fertilización mineral (SERFE) 60 40 70 - 49,8 15,8 46,4

FitoMas 3 l/ha - - - 1+2 48,6 14,6 42,9 Fertilización mineral (SERFE) + FitoMas-E

60 40 70 2 53,1 19,1 56,1

Fertilización mineral (50 % SERFE) + FitoMas-E

30 20 35 2 49,6 15,6 45,8

*Servicio de recomendaciones de fertilizantes y enmiendas.

Mayabeque, Cuba, entre el 14 de enero y el30 de marzo de 2007, considerada fechaóptima de cosecha. Las características quí-micas del suelo fueron evaluadas antes ydespués del experimento, sin que se pudie-ran detectar influencias negativas con nin-guno de los tratamientos empleados. Los tra-tamientos ensayados aparecen en la tabla 4.

El FitoMas-E se aplicó foliar, a punto degoteo, dos veces durante el ciclo, la primeraa los 12 días después de la siembra (DDS) yla segunda a los 44 DDS.

Los resultados en los indicadores que semidieron aparecen en las tablas 4, 5 y 6.

Todos los parámetros medidos indicanclaramente la influencia positiva que elbionutriente ejerce sobre el cultivo. Entodos los casos las diferencias son signifi-cativas si se exceptúa el parámetro "hile-ras/mazorca" que parece una característicade la variedad.

Un parámetro particularmente impor-tante es la masa de hojas que envuelven lamazorca (paja). Como se sabe, estas hojasson las que más participan en la fijación decarbono fotosintético en la mazorca pro-piamente dicha (6). Adicionalmente la pro-tegen de daños por ataque de plagas. De latabla 4 se puede calcular que en el caso deT1 (tratamiento con la dosis mayor deFitoMas-E -0,75 l/ha), 42,3 % de la masa dela mazorca con paja corresponde a lashojas, mientras que en el T2 (también conFitoMas-E -0,5 l/ha) es 37,3 %. En el T3(tratamiento fertilizado) este porcentajedesciende a 34,9 y sólo es 30,3 % para eltestigo absoluto. De esta manera, se deduceque el bionutriente estimula la apariciónen la planta de las estructuras más favora-bles para la absorción de nutrientes y eltraslado del carbono hacia la parte cose-chable y para su protección. El FitoMas-E a

27

Tabla 4. Masa de la mazorca con y sin paja y diámetro polar según el tratamiento

Tratamientos Masa de la

mazorca con paja, g

Masa de la mazorca

sin paja, g

Diámetro polar de la

mazorca, cm T1 (0,75 l/ha) 528,11 304,71 7,27 T2(0,50 l/ha) 432,41 271,11 6,21 T3 (Fertilizado) 371,54 241,73 6,08 T4 Testigo (absoluto) 297,64 207,25 5,26

Tabla 5. Tamaño de la mazorca, hileras /mazorca, granos/hilera y masa de 1000 granos según el tratamiento

Tratamiento Tamaño de mazorca, cm

Hileras/mazorca Granos/hilera Masa de 1000 granos, g

T1 33,58 13,93 48,46 226,30 T2 28,51 13,85 45,78 211,96 T3 26,86 13,92 41,60 208,48 T4 22,77 13,92 33,52 190,49

Tabla 6. Rendimiento de mazorca sin paja, masa fresca según el tratamiento

Tratamiento Rendimiento de

mazorca sin paja masa fresca, t/ha

Incrementos, %

sobre T4 sobre T3

T1 19,55 77.44 42,08 T2 16,01 45,28 16,35 T3 13,76 24,86 - T4 11,02 - -

0,75 l/ha incrementa el rendimiento en 77,4 % sobre el testigo absoluto y en 42,1 %sobre la variante fertilizada. También eltratamiento con 0,5 l/ha de FitoMas-Eincrementa significativamente el rendi-miento en relación a los tratamientos ferti-lizado y testigo absoluto.

Caso 3. Cebolla. (Allium cepa L.) El estudio se llevó a cabo de febrero a

mayo del 2007, en la finca Gavilán del case-río El Junco de la Cooperativa de Créditos yServicios Fortalecida (CCSF), Niceto Pérez,del municipio Güira de Melena, actual pro-vincia de Mayabeque, Cuba (7).

La cebolla, Granex 2000 F1 se plantósobre suelo ferralítico rojo con bajo conteni-do de materia orgánica, aunque se conside-ra apropiado para este cultivo. El semilleropara la obtención de los bulbitos se sembróel 2 de febrero de 2007, después de unaselección del material de siembra, el que secolocó sobre tarimas para su almacenajehasta el momento del trasplante. Este se rea-lizó el 2 de octubre de 2007, sobre surcos dedoble hileras a 0,90 × 0,20 m, a una distan-cia entre plantas de 0,08 m, (unas 30 plan-tas por m²). Se cosechó el 29 de abril.

Se utilizó el sistema de riego por surcoscon un intervalo de 5 a 7 días entre cadariego, la norma neta fue de 2 871 m3/ha, conuna norma parcial de 200 m3/ha, se realiza-ron 14 riegos.

Para la aplicación de la dispersión acuo-sa de FitoMas-E se utilizó una mochilamanual Matabi de 16 litros de capacidad,con boquilla de inundación (flood-jet)Lurmark AN 2,5, con presión de 1,5 a 2,0bar. La aplicación se hizo sobre el follaje conuna solución final de 300 l/ha. La unidadexperimental se formó con dos surcos adoble hilera, con una separación de 0,90 m y20 m de largo, como parcela útil se conside-

raron 17 m centrales dejando de orilla 1,5 men cada extremo.

Se realizaron 3 tratamientos conFitoMas-E, a cada uno de los cuales se leshizo tres aplicaciones, a los 10, 25 y 40 díasdespués del trasplante (DDT). En el trata-miento testigo se aplicaron 0,3 t/ha de ferti-lizantes (NPK) en tres ocasiones: al momen-to del trasplante, a los 25 y a los 40 DDT.Para las dos primeras se empleó la fórmula(12-2-12,5) y (46-0-0) en la tercera.

Se midieron los siguientes parámetros:• Diámetro del bulbo.• Volumen del bulbo.• Peso verde del bulbo.• Peso seco del bulbo.• Rendimiento.

La masa verde se determinó por pesadade los bulbos al momento de la cosecha y laseca después de 10 días de secado al sol. Enla tabla 7 se muestran los resultados obteni-dos para cada tratamiento.

Como se puede apreciar, el tratamientocon FitoMas-E siempre produce resultadossuperiores a la variante fertilizada si seexceptúa la masa verde promedio del bulboque es menor en TI y TII, que se correspon-den con las menores dosis del producto. Eltratamiento TIII siempre muestra resultadossignificativamente superiores para los indi-cadores medidos. Se destacan los resultadosreportados de la masa seca del bulbo.FitoMas-E produce un incremento de 3; 5,5y 18 % en este indicador, según aumenta ladosis del producto desde TI hasta TIII. Deestos, el resultado mayor es apreciablemen-te significativo. Como se sabe, este indica-dor es esencial en la calidad del productopues a menor contenido de agua es mayor laduración del bulbo. Los rendimientos cre-cen siempre con FitoMas-E. También en estecaso los incrementos (2; 6 y 16 %) aumen-

28

Tabla 7. Indicadores morfológicos (promedio) y rendimiento según tratamiento

Tratamiento

Diámetro del

bulbo, cm

Volumen del

bulbo, cm

Masa del bulbo, g

Masa seca raíz, kg/ha

Rendimiento t/ha

Verde Seca

TI FitoMas-E 1 l/ha 8,39 327 222 206 115 38,55 TII FitoMas-E 1,5 l/ha 8,55 338 229 211 122 39,92 TIII FitoMas-E 2 l/ha 9,40 373 254 236 136 44,00 Testigo fertilizado 8,16 320 245 200 115 37,80

tan con la dosis desde TI hasta TIII. Si setiene en cuenta el incremento de la materiaseca, con TIII que corresponde a la mayordosis de FitoMas-E, se produce un 32 % másde cebolla que con el testigo. La masa secade la raíz permanece constante con respec-to al testigo en TI pero aumenta en 6 y 18 %en TII y TIII, respectivamente. Este efecto,que ocurre también en el bulbo, indica queel producto FitoMas-E propicia un mayordesvío de fotosintatos (sustancias productode la fotosíntesis) hacia los órganos de losque depende el desempeño vital del vegetal.Con raíces más funcionales se garantiza undesarrollo más integral, lo cual, además deredundar en un mayor rendimiento, produ-ce plantas más sanas y resistentes.

CONCLUSIONES

Tanto en caña de azúcar como en maíz ycebolla, FitoMas-E consigue compensar losdesniveles nutricionales de forma tal que sehace posible obtener rendimientos adecua-dos e incluso mayores sin fertilizantes. Encaña las variantes tratadas con el bionu-triente equivalen a la sustitución de medianorma SERFE, mientras que si se le adicio-na esta cantidad de fertilizante se obtieneun resultado superior al del SERFE comple-to. En este cultivo el efecto parece ser inde-pendiente de la variedad. En el maíz seconstata una tendencia muy positiva a favo-recer la producción de las brácteas queenvuelven la mazorca, con lo cual aumentala fijación de CO2 fotosintético en los granosa la vez que se incrementa la protección dela mazorca contra plagas y enfermedades.En este cultivo los rendimientos alcanzadoscon FitoMas-E superan ampliamente losalcanzados con la variante fertilizada confórmula completa. En el caso de la cebollase comprueba que FitoMas-E a 2 L/ha pro-duce resultados superiores a los que selogran con fertilizantes químicos. Este com-portamiento es más notable todavía cuandose considera la materia seca. La planta decebolla tratada con FitoMas-E incrementa la

acumulación de fotosintatos en las raíces yel bulbo, lo cual indica una eficiencia foto-sintética mayor.


1. Montano, R.; Zuaznábar, R.; Villar, J.Influencia del BIOMAS (E) sobre lanutrición de la caña de azúcar. En:Resúmenes del V Encuentro deAgricultura Orgánica. Mayo 27 al 30.Palacio de las Convenciones, Ciudad deLa Habana, p. 55, 2003.

2. Montano, R.; Zuaznábar, R.; García, A.;Viñals, M.; Villar, J. FitoMas-E.Bionutriente derivado de la industriaazucarera. ICIDCA sobre los derivadosde la caña de azúcar 41 (3): pp.14-21,2007.

3. Restrepo, J. Teoría de la Trofobiosis.Preparado con base en los textos deFrancis Chaboussou (Dependencia entrela calidad nutricional de las plantas y susparásitos). [email protected],2000.

4. Hernández, I.; Zuaznábar, R. Hernández,F.'; Cortegaza, P.; Jiménez, F.; Olivera, E.;et al. Bioestimulante FitoMas-E en cañade azúcar. Resultados experimentales yde extensión 2003-2004. En: MemoriasEvento 40 aniversario del INICA, junio.2006.

5. García, D. Evaluación del bioestimulanteFitoMas-E en el cultivo del maíz (Zeamays L.) var FR-28. Trabajo de Diplomaen opción al título de IngenieroAgrónomo. Facultad de Agronomía.Universidad Agraria de La HabanaFructuoso Rodríguez Pérez. La Habana:2007, p.58.

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7. Yumar, J.; Montano, R.; Villar, J. Efecto delFitoMas-E en el cultivo de la cebolla.ICIDCA sobre los derivados de la caña deazúcar 44 (2): pp.21-25, 2010.

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Fidel Domenech-López1, Yaniris Lorenzo-Acosta1, Magdalena Lorenzo-Izquierdo1, Lázaro Esquivel-Baró2

1. Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de AzúcarVía Blanca 804 y Carretera Central, San Miguel del Padrón, La Habana, Cuba

[email protected]

2. AZCUBA (Grupo Empresarial de la Agroindustria Azucarera)Calle 23 e/ N y O , Vedado, La Habana, Cuba

RESUMEN

Se realiza un diagnóstico de las fuentes gaseosas contaminantes de la industria de losderivados de la caña de azúcar y se presentan las alternativas de tratamiento para miti-gar los efectos al medio ambiente. Se caracterizan a escala de laboratorio, las emisionesproducidas por las destilerías de alcohol y se cuantifican las pérdidas de etanol por eva-poración en fermentación. Los resultados indican la necesidad de dar solución a estaproblemática a través de métodos químicos, físicos o biológicos, pues los experimentosrealizados a escala de laboratorio indican que las pérdidas de etanol en la fermentación(entre 0,93 y 1,41 % del etanol producido), no solo dependen de la temperatura, sino delefecto de arrastre por el CO2 producido.

Palabras clave: alcohol, emisión de gases contaminantes, pérdidas de etanol.

ABSTRACT

A diagnosis of contaminant gas emissions from sugarcane's by-product industries iscarried out. Different alternatives of treatment are offered for the mitigation of the envi-ronmental impact produced by these industries. In addition, emissions from ethanol dis-tilleries are characterized at lab scale and the losses due to evaporation during fermen-tation process are quantified. The results point out the necessity to find a solution to thisproblem through chemicals, physical or biological means, since lab experiments yieldthat fermentation losses by evaporation (from 0,93 to 1,41 % of ethanol produced),depends not only of temperature but the drag effect by CO2 as well.

Keywords: alcohol, contaminant gas emissions, ethanol losses.


INTRODUCCIÓN

En los últimos años, la humanidad hatomado conciencia del efecto de la contami-nación sobre los recursos naturales, la saludy el riesgo de nuestra propia existencia. Poreso, los estándares se vuelven cada vez másestrictos y los costos de disposición de estosen el entorno aumentan. Las autoridades yla propia industria están tratando de encon-trar, de manera más seria, la forma de evitartotalmente la generación de desechos.

La minimización de desechos, la preven-ción de la contaminación, y el reciclajeestán presentes en todas las actividadescotidianas. Cada vez más se piensa en unaproducción más limpia.

Este cambio de actitud se volvió másevidente durante la Conferencia de lasNaciones Unidas sobre el Medio Ambientey el Desarrollo (CNUMAD) en 1992. En laAgenda 21, la CNUMAD le dio prioridad ala introducción de los métodos de produc-ción más limpia y a las tecnologías de pre-vención y reciclaje, con el fin de alcanzarun desarrollo sostenible. Esta prioridad seenfatizó en los capítulos 20, 22 y 30 de laAgenda 21.

La producción más limpia está dirigi-da hacia la gestión ambiental que ofrecemuchos beneficios a la industria. Se poneen práctica con gran éxito por medio deun enfoque sistemático del ciclo de vidaaplicado a la producción, y toma en cuen-ta: el diseño del producto; tecnologíasque produzcan pocos desechos; el usoeficiente de la energía y de la materiaprima; optimización de las tecnologíasexistentes y alto nivel de seguridad en lasoperaciones.

La filosofía preventiva de la producciónmás limpia es la antítesis del antiguo enfo-que del "tratamiento al final del tubo",donde se limpiaba la contaminación des-pués de que ésta se había generado.

Los principales focos contaminantes dela industria azucarera son las empresas azu-careras, empresas agropecuarias, destileríasde alcohol y fábricas de levadura forrajera.El sector azucarero aporta un tercio de lacarga contaminante del país y aunque exis-te una reducción importante de las emisio-nes respecto al año 2000 (700 mil m3/día enel año), en la actualidad se generan unos217 mil m3/día de agua residuales (1).

Casos específicos de la contaminaciónen la industria de la caña de azúcar son: laquema de bagazo de caña para producirenergía, la emisión de etanol a la atmósferapor las destilerías y la generación de vinazacomo subproducto de la obtención del eta-nol.

Las vinazas o mostos de destilerías cons-tituyen el principal residual de la industriaalcoholera. Históricamente han sido consi-deradas como un subproducto indeseablede la destilación de alcohol y aún lo siguesiendo en muchos países productores deazúcar y alcohol, ya que es un residuo quegenera efectos secundarios indeseables talescomo contaminación de ríos, fuentes deagua subterráneas y mares cercanos a estasinstalaciones. En un sistema de producciónde alcohol convencional, por cada litro deetanol se genera entre 12-16 l de vinazasresiduales, una destilería típica cubanagenera un residual con una carga orgánicaequivalente a la emitida por una ciudad de100 000 habitantes, de aquí la dimensión desu impacto (2).

Las vinazas de destilería también tienenun impacto negativo sobre el aire, pues pro-duce malos olores y aerosoles cuando son-vertidas a los ríos o a lagunas de oxidación,con efectos negativos sobre la poblaciónincluso a distancias superiores a los 5 km dela planta generadora del residuo (2).

El etanol ha sido reportado como uncontaminante gaseoso originado por dife-rentes industrias, el interés por su degrada-ción se ha incrementado en las últimasdécadas (3).

La industria de los derivados de la cañade azúcar cubana es muy variada, produ-ciendo así: alcoholes, rones y aguardientesde diferentes calidades, alimento animal,levaduras Saccharomyces cerevisiae yCandida sp (levadura forrajera), tableros debagazo, sorbitol, glucosa, fructosa, furfural,caramelos, entre otros. De estas produccio-nes se generan emisiones gaseosas contami-nantes a la atmósfera.

Entre los principales derivados de lasmieles se encuentran las producciones dealcohol, levadura forrajera y la alimentaciónanimal. Estas producciones coinciden conlas mayores producciones de derivados enCuba.

El uso inadecuado de las aguas residua-les de la industria azucarera y sus derivados

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(2) también provoca la emisión de gasescontaminantes como metano, sulfuro dehidrógeno, etc., cuando estos efluentes sonvertidos al medio a un curso receptor sintratamiento alguno. El tratamiento biológicorepresenta así una de las alternativas másatractivas sobre todo cuando se producebiogás y se utiliza como sustituto de fuentesfósiles de energía.

El objetivo de este trabajo es presentar eldiagnóstico de las fuentes gaseosas conta-minantes de la industria de los derivados,así como la caracterización a escala de labo-ratorio de las emisiones gaseosas produci-das por las destilerías de alcohol.Cuantificar las pérdidas de etanol por eva-poración en fermentación, así como el efec-to de la temperatura y el arrastre por CO2.

Producción de alcoholDurante el proceso de fermentación

alcohólica en las destilerías se producengrandes cantidades de CO2 (3) , Gay-Lussac,físico y químico francés en el siglo XVIIplanteó la ecuación química clásica que rigeeste proceso, la cual es conocida por sunombre.

C6H12O6 2CO2 + 2C2H5OH

De acuerdo con esta ecuación, teórica-mente 100 gramos de glucosa forman 51,11gramos de etanol y 4889 gramos de gas car-bónico, con desprendimiento de energía delorden de 23,7 kcal.

Si se considera la densidad del alcoholcomo 0,79 g/ml, entonces teóricamente en laproducción de un hectolitro de alcohol seemiten a la atmósfera 75,56 kg de CO2, porlo que una destilería típica cubana de 60 000l/d, emite 45 toneladas de CO2 diariamente.

El CO2 producido puede ser recuperadoy utilizado en diferentes usos industriales,sin embargo en Cuba son muy pocas las des-tilerías que lo recuperan y en mínimas can-tidades.

Es conocida la práctica de instalarcolumnas lavadoras para recuperar el etanolque se pierde en el flujo de gas emitido en lafermentación, sin embargo en nuestro paísno se aplica con frecuencia, debido a que esnecesario cerrar los fermentadores y realizaresta operación cuidadosamente en lascolumnas lavadoras. Otro método atractivopara recuperar el etanol evaporado en los

fermentadores es la biofiltración (4-6),empleando levaduras del género Candidautilis (levadura forrajera) soportada en baga-zo predigerido, se puede convertir todo eletanol en biomasa y de esta forma obtenerun alimento animal con contenidos de pro-teínas adecuados.

La implementación y uso a escala indus-trial de la biofiltración está creciendo enforma exponencial. Comparado con las tec-nologías físico-químicas, los tratamientosbiológicos presentan la ventaja de degradarcompletamente los contaminantes a pro-ductos inocuos o menos contaminantes auna temperatura y presión normales, por loque representa una tecnología eficientecuando se compara con los tratamientos tra-dicionales.

Los biofiltros pueden ser utilizados paratratar compuestos orgánicos volátiles(VOCs), compuestos orgánicos halogenados(COHs), hidrocarburos aromáticos monocí-clicos (MAHs), hidrocarburos aromáticospolicíclicos (PAHs) y alcoholes. En especiales tratamiento muy efectivo para concentra-ciones bajas de compuestos orgánicos volá-tiles y químicos inorgánicos (por ejemplo,compuestos sulfurados).

Las principales ventajas de la biofiltra-ción, comparadas con otros métodos decontrol de emisiones gaseosas son (7):• Costos de inversión moderados.• Costos activos y de mantenimiento bajos.• Costos de operación generalmente bajos

para los tratamientos de grandes volúme-nes de gases con bajas concentracionesde contaminantes biodegradables.

• Altas eficiencias de degradación en eltratamiento de muchos contaminantesatmosféricos comunes, permitiendo eltratamiento efectivo de mezclas de com-puestos orgánicos e inorgánicos.

• Amplia eficacia para diversos olores ycontrol de compuestos orgánicos voláti-les diluidos.

• Aceptación pública de un proceso "natu-ral".

• La biomasa inmovilizada tiene una vidalarga, típicamente 5 años o más.

• El requerimiento de energía está dadosólo por bombas y sopladores.

• Un beneficio adicional de la biofiltraciónsobre otras tecnologías de oxidación es lacarencia de contaminantes secundarios.

• Seguridad intrínseca del sistema.

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Producción de levadura forrajeraEn el crecimiento de los microorganis-

mos en condiciones de aeróbicas, se liberaCO2 como resultado de la respiración ocombustión total de los carbohidratos. En laecuación teórica del catabolismo de la glu-cosa puede observarse que un mol de gluco-sa consumida produce 6 moles de CO2.

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O

Considerando que todos los azúcaresson utilizados para la producción de ener-gía y el rendimiento biomasa/sustrato deCandida utilis crecida sobre glucosa (8) esdel 50 %, entonces se liberan al medio teó-ricamente 2933 kg de CO2 por tonelada delevadura seca producida, así en plantasque producen 30 toneladas diarias, se libe-rarán alrededor de 88 toneladas de CO2. Esconocido que parte del carbono aportadopor los azúcares es incorporado a la bio-masa; de hecho, la levadura Candida utilistiene como promedio una composicióncentesimal de 50 % de carbono, por lo quela cifra anteriormente expuesta sería consi-derablemente menor.

En el caso de las fábricas de alcohol ylevadura donde se liberan grandes cantida-des de CO2 hay que tener en cuenta que losazúcares utilizados provienen de un deriva-do de la caña de azúcar y esta planta estáconsiderada como uno de los cultivos quemás fija CO2 en el proceso de fotosíntesis,por lo que las cantidades de este, liberadasa la atmósfera son muy inferiores a las quese fijan por esta planta (9).

Productos derivados del bagazoLos principales productos derivados del

bagazo son los tableros y el furfural. La pro-ducción de tableros se caracteriza por elprensado de partículas de bagazo previa-mente preparadas y mezcladas con resinassintéticas. Cuando se emplea la resina urea-folmaldehído en el prensado en caliente seliberan cantidades considerables de formal-dehído, sustancia tóxica para el hombre. Laliteratura consultada no refleja las cantida-des que se liberan, ni los posibles trata-mientos físicos, químicos y biológicos enesta industria. El efecto de los gases libera-dos en las prensas se mitiga en parte extra-yéndolos a través de campanas que loexpulsan a la atmósfera.

En la producción de furfural tampocoexisten trabajos que caractericen y cuantifi-quen las emisiones gaseosas emitidas poresta industria. Es conocido que se liberancantidades pequeñas de furfural y otros pro-ductos de la hidrólisis del bagazo, sinembargo no existen tratamientos de estosefluentes.

Emisiones gaseosas emitidas por las aguasresiduales de la industria azucarera y susderivados

La industria azucarera en Cuba es consi-derada de las más contaminantes del país,teniendo en cuenta el alto número de insta-laciones que posee y la carga orgánica quegeneran sus aguas residuales.

Estudios recientemente realizados en elsector azucarero (9) durante 2008, han per-mitido cuantificar en gran medida la situa-ción del uso del agua y las aguas residualesvertidas por la industria azucarera y susplantas de derivados.

La industria azucarera cubana cuentacon 61 centrales en funcionamiento, deellos 25 disponen de sistemas de tratamien-to de residuales a través de lagunas de esta-bilización y/o acumulación de las aguasresiduales y 36 no poseen hasta el momen-to, ningún tipo de sistema de tratamientopara sus aguas residuales, aunque se trabajaen proyectos de ingeniería para su solución.Diecisiete empresas azucareras pueden uti-lizar sus aguas para el fertirriego y 15 deestas poseen embalses para el fertirrirego.

El índice promedio de aguas residualesproducidas es de 0,48 m3/t caña molida(tcm), para valores extremos de 13,62 m3/tc(en la Empresa Azucarera José SmithComas, en Matanzas, Cuba) y de 0,03 m3/tc(en la Empresa Azucarera El Vaquerito, enVilla Clara, Cuba).

Por concepto de vertimiento a cursosreceptores en las empresas azucareras que noposeen sistemas de tratamiento, la industriaestá depositando al ambiente 1835 tDQO/día, en tiempo de zafra y 330 tDQO/día, en tiempo de no zafra cuando sóloestán en funcionamiento las destilerías dealcohol y las plantas de levadura.

La oxidación completa de la materiaorgánica en los cursos receptores provocaemisiones de CO2 al ambiente en el ordende las 633 075 ton durante la zafra y de 113850 t en el tiempo de no zafra.

33

Existen 25 empresas que poseen lagunasde oxidación o embalses. Por lo general sonlagunas anaerobias y facultativas, por tanto,asumiendo una eficiencia en su funciona-miento de (80 %), se producirían emisionesde gas metano del orden de las 15 728t/zafra y de 2 029 t en tiempo de no zafra.Estos valores equivalen a emisiones de CO2de 330 288 y 42 609 t, respectivamente.

En los sistemas anaerobios que existenen nuestra industria, otros tipos de gasescontaminantes se emiten a la atmósfera,teniendo en cuenta la composición del bio-gás producido, estos son: el sulfuro dehidrógeno (H2S) N2 y el H2,

El H2S ocasiona olores nauseabundos(10), además de problemas de corrosiónseveros en las casas de la comunidad aleda-ña a estos sistemas, especialmente en com-plejos donde existan destilerías de alcohol yplantas de levadura, donde las concentra-ciones de sulfuro de hidrógeno en el biogássobrepasan los valores de 0,1 % (valor pordebajo del cual no existen riesgos de corro-sión y los olores no son detectados por elolfato humano). Otros gases componen elbiogás, tales como el N2 y el H2 pero en con-centraciones despreciables.

Determinación de las pérdidas de etanolen la fermentación alcohólica

Las pérdidas de etanol por evaporaciónen la fermentación alcohólica han sido atri-buidas a un efecto físico, o sea, el incre-mento de la presión parcial del vapor con elaumento de la temperatura de fermentacióndebido al calor metabólico generado, sinembargo no se ha tenido en cuenta el efectobiológico que provoca el incremento de latemperatura en el metabolismo de losmicroorganismos, el cual es mucho másmarcado.

En condiciones óptimas de fermentaciónla velocidad de producción de CO2 aumen-ta y se produce el efecto de arrastre de vapo-res de etanol con mayor intensidad.


Teniendo en cuenta el efecto de la tem-peratura sobre el desarrollo de los microor-ganismos y sobre la presión parcial delvapor de alcohol, se realizó un estudio paradeterminar la influencia de este parámetro

sobre la cantidad de etanol evaporadodurante la fermentación. Para ello, se desa-rrollaron 4 experimentos en los que sola-mente se varió la temperatura. En la salidade los gases se midió el flujo de gas produ-cido (l CO2/h. l de medio) y se determinó laconcentración de etanol en este efluente(mg etanol/l CO2). A partir de estos resulta-dos se calculó el flujo de etanol evaporadopor litro de medio (mg etanol/h. l de medio).Los datos experimentales fueron ajustados acurvas según se muestra en las tablas 1 y 2con el objetivo de poder evaluar los mode-los obtenidos en cada hora y de esta formapode calcular de forma acumulativa la can-tidad de CO2 producido y etanol evaporadopor litro de medio.

Microorganismo empleado. Se empleóla cepa de levadura Saccharomyces cerevi-siae (A3) del banco de cepas del ICIDCA,recomendada por su capacidad de produciralcohol ante el estrés de altas concentracio-nes de azúcares y etanol, mantenidasmediante sub-cultivos periódicos en medioYPG-agar (glucosa, peptona y extracto delevadura, pH 5,5) y conservadas a 4 ºC ennuestra colección de trabajo.

Inóculo. La biomasa celular desarrolladaen cuñas de YPG-agar e incubadas de 24 a48 horas a 30 ºC, se pasó a matraces de 500ml de volumen nominal que contenían 50ml del medio de propagación (miel diluida1:1 y centrifugada, con la siguiente compo-sición (g/l): azúcares reductores totales (80),(NH4)2SO4 (3,6), agua destilada 1 l, pH 5,3-5,5 y se incubaron a igual temperatura enzaranda orbital LABINE a 160 m-1, por unperíodo de 12 - 16 horas.

Dispositivos y condiciones experimentalesLos experimentos se desarrollaron en

frascos de 18 litros, conteniendo unvolumen de 14 litros de medio compues-to por miel física diluida hasta 14 % deazúcares reductores totales (ART) y ajus-tado el pH a 4,5. Se inoculó en relación1/10 (v/v), para una concentración de 106

células/ml. La temperatura fue controla-da a través de un baño termostatado, enlos tres primeros experimentos la tempe-ratura fue fijada en 32, 35 y 38 °C, res-pectivamente. El cuarto experimento sedesarrolló simulando el incremento detemperatura real que ocurre en las desti-

34

lerías por la generación de calor metabó-lico (32-42 °C)

MuestreoSe tomaron muestras al medio de fer-

mentación cada dos horas, para determinarla concentración de azúcares, etanol y bio-masa y de la fase gaseosa cada una horapara determinar la concentración de etanolen los gases de salida.

Determinaciones analíticasLas mieles físicas se caracterizaron antes

de utilizarlas en la fermentación, determi-nándose en cada caso, azúcares reductoreslibres y totales (ARL, ART) por el método deEynon-Lane modificado.

A las muestras de medio fermentado seles determinó la concentración de biomasapor gravimetría. Se centrifugaron 10 ml demuestra a 4 000 rpm durante 10 min y selavaron con igual volumen de agua desti-lada. El sólido fue adicionado a cápsulaspreviamente secadas y taradas, se mantu-vo secando en estufa a 80 °C durante 24horas (hasta peso constante). Se determinala concentración de biomasa mediante la

diferencia de peso antes y después desecado.

La concentración de etanol en la faselíquida y gaseosa se llevó a cabo por croma-tografía gaseosa utilizando un cromatógrafoSHIMADZU 17A con un detector de ioniza-ción de llama (FID) y un muestreador auto-mático AOC-20i, con hidrógeno como gasportador a una velocidad de 1.8 ml/min, lacolumna capilar CP-WAX 20M (60 x 0,25 x0,5). La relación de Split fue de 1:25, las tem-peraturas del detector y del inyector se man-tuvieron en 250 °C y la del horno en 50 °C.

Las curvas patrones de etanol se realiza-ron con soluciones de composición conoci-da usando isopropanol como estándar inter-no (0,5 % v/v) en las muestras líquidas.


Como se observa en las tablas 1 y 2 losmodelos ajustados tienen coeficientes decorrelación por encima de 0,97, lo que evi-dencia la veracidad del ajuste.

El parámetro (a) coincide con el valormáximo alcanzado durante la fermentación

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Tabla 2. Modelos y parámetros ajustados a los flujos de etanol evaporado por litro demedio (mg etanol/h. l de medio)

Experimento Modelo Parámetro

r2

a b Xo

1 (32 oC) Peak Gaussian Y = a.e(-0,5((X-X

o)/b)^2 114,9 3,257 12,96 0,984

2 (35 oC) Peak Log Normal Y = a.e(-0,5(Ln(X/X

o)/b) 2̂ 65,99 0,458 12,21 0,988


o)/b)^2 48,93 4,862 14,60 0,972

4 (32–42 oC) Peak Log Normal Y = a.e(-0,5(Ln(X/X

o)/b) 2̂ 47,87 0,425 13,90 0,974

Tabla 1. Modelos y parámetros ajustados a los flujos de CO2 (l CO2/h. l de medio)

Experimento Modelo Parámetro

r2

a b Xo


o)/b)^2 3,081 3,938 11,24 0,978

2 (35 oC) Peak Log Normal Y = a.e(-0,5(Ln(X/X

o)/b) 2̂ 2,138 0,573 9,57 0,982


o)/b)^2 2,503 5,225 12,33 0,981

4 (32–42 oC) Peak Log Normal Y = a.e(-0,5(Ln(X/X

o)/b) 2̂ 1,963 0,516 11,49 0,976

y el valor de (Xo) con la hora a la cual sealcanza este valor, sin embargo el significadodel parámetro (b) debe estar relacionado conaspectos biológicos del microorganismo.

En las figuras 1 y 2 se presenta el com-portamiento cinético de los cuatro experi-mentos, con relación al flujo de etanol eva-porado y el CO2 producido. Al observarlas,se corrobora lo planteado en el párrafo ante-rior.

Es evidente el efecto que ejerce la tem-peratura sobre el metabolismo de la levadu-ra estudiada en la figura 1. Se observa que amedida que la temperatura se eleva, lasvelocidades de producción de CO2 dismi-nuyen con el correspondiente desplaza-miento del máximo y del tiempo final de

fermentación. También es de destacar, queen el experimento 1 es donde se logra unamayor velocidad de producción de CO2 y deevaporación de etanol. La figura sugiere queel efecto de la temperatura sobre las pérdi-das de etanol, no es tan significativo comoel efecto de arrastre por el CO2. Este com-portamiento se corrobora en la figura 3,donde se observa que los experimentosdonde mayor cantidad de etanol se pierde,son los que se desarrollan a temperaturascercanas al óptimo para las levaduras, lastemperaturas más bajas, entre 32 y 35 °C,alcanzando valores de 936,46 y 942,95 mgde etanol / litro de medio a las horas 22 y 28respectivamente.

En la tabla 3, se muestran los resultadosobtenidos al final de la fermentación; setomó como criterio para determinar la horafinal de la fermentación, cuando el incre-mento de CO2 por hora sea menor que 0,5por ciento del CO2 producido total.

Como puede observarse, las cantidadesde CO2 liberadas por litro de medio son simi-lares para todos los casos, sin embargo, conel incremento de la temperatura la cantidadde etanol evaporado disminuye, lo que con-duce a que el por ciento de pérdidas obteni-das tenga un comportamiento decreciente.Este efecto se puede atribuir al arrastre devapor producido por el aumento de la veloci-

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Figura 1. Flujo de CO2 (l/ medio-hora).

Figura 2. Concentración de etanol en el flujo de gas.

Figura 3. Etanol evaporado en el medio de fer-mentación.

Tabla 3. Resultados experimentales. Determinación del % de pérdidas de etanol por evaporación

Experimento Hora final de fermentación

(h)

CO2 total producido (l/l medio)

Etanol evaporado (g/l medio)

Etanol medio líq. (g/l medio)

Pérdidas (%)

1 (32 oC) 22 30,18 0,934 65,32 1,41 2 (35 oC) 28 31,80 0,954 68,24 1,38 3 (38 oC) 26 32,34 0,593 63,33 0,93

4 (32 – 42 oC) 32 30,51 0,715 67,57 1,05

dad de desprendimiento de CO2 en condicio-nes óptimas de fermentación. Así, se puedeinducir que en condiciones industrialesdonde se trabaja a volúmenes entre 150 y 250m3 de medio y alturas de líquido que puedenalcanzar hasta 6 metros, este efecto se incre-mentaría con el aumento concomitante delas pérdidas de etanol. No obstante, es con-veniente tener en cuenta que el 1 % de pér-didas en fermentación equivale para una des-tilería de 60000 l/día a 600 litros, aproxima-damente a 2,5 t de miel/día.

CONCLUSIONES

Se puede concluir que en la industria delos derivados, a pesar de emitir, en menorcuantía y concentración que la industriaazucarera, compuestos orgánicos gaseososcomo el CO2, etanol, formaldehído, furfuralentre otros, se requiere la caracterización deestos efluentes, con vistas a mitigar su efec-to sobre el medio ambiente, por lo que seimpone dar solución a esta problemática ennuestra industria a través de métodos quí-micos, físicos o biológicos.

Las pérdidas de etanol en la fermenta-ción no solo dependen de la temperatura,sino del efecto de arrastre por el CO2 pro-ducido. Se lograron a escala de laboratoriopérdidas de etanol en fermentación entre0,93 y 1,41 por ciento. Los resultados indi-can que en las destilerías de alcohol seimpone la aplicación de un proceso derecuperación de etanol, ya sea por métodofísico o biológico, para de esta forma dis-minuir los índices de consumo de miel y elrendimiento alcohólico, además, es nece-saria la recuperación del CO2 para de estaforma darle un uso efectivo antes de serliberado a la atmósfera.

El uso inadecuado de las aguas residua-les de la industria azucarera y sus deriva-dos provoca la emisión de gases contami-nantes como metano, sulfuro de hidróge-no, que ocasiona olores nauseabundos,además de problemas de corrosión severosen las casas de la comunidad aledaña aestos sistemas, especialmente en comple-jos donde existan destilerías de alcohol yplantas de levadura. Estos compuestos sonproducidos en sistemas anaerobios al ver-ter la carga orgánica que aporta estos resi-duales a lagunas de oxidación y ríos.

RECOMENDACIONES

Se recomienda hacer estudios de caracteri-zación de las emisiones gaseosas en la indus-tria de producción de tableros y furfural.


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Andrés Gómez-Estévez1, Ángel Seijo-Santos2, Beatriz Ramos-Tejera2, Daniel Valdés-Cárdenas2, Sonia Cruz-Oruz2

1 Instituto Cubano de Investigaciones los Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA) Vía Blanca 804 y Carretera Central, San Miguel del Padrón, La Habana, Cuba

[email protected]

2 Laboratorio de Pinturas y Barnices (LPB) Centro de Ingeniería e Investigaciones Químicas (CIIQ), MINBAS.

La Habana, Cuba

RESUMEN

Se describen de forma simplificada los factores de riesgo de corrosión en el proceso deproducción de etanol, se facilita la comprensión de la necesidad de protección antico-rrosiva y la normalización en la actividad de mantenimiento de las destilerías. En laparte I se brindan los elementos a tener en consideración para la adecuada selección delsistema de recubrimiento anticorrosivo y de los métodos de preparación de las superfi-cies que garanticen el éxito de la protección.

Palabras clave: recubrimientos, anticorrosivos, destilerías, corrosión, normalización.

ABSTRACT

Present paper briefly describes the corrosion risks during the process of ethanol produc-tion and makes easier the understanding of the necessity of anticorrosive protection. Onthe other hand, it is aimed to the standardization of anticorrosive protection in distille-ries to facilitate maintenance activity. In this Part the elements that have to be taking intoaccount for the suitable selection of anticorrosive coating and the surface preparationmethods in order to guarantee it success

Keywords: ethanol distilleries, corrosion, anticorrosive protection systems, maintenance.

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INTRODUCCIÓN

El hombre en su lucha contra la corro-sión emplea en gran medida los recubri-mientos orgánicos. Una selección correctade los mismos, teniendo en cuenta sus pro-piedades físico-mecánicas, anticorrosivas,de resistencia química y su comportamien-to en condiciones generales de explotación,disminuye en grado considerable las pérdi-das del metal debido a la corrosión (1).

Los recubrimientos de pintura, porvarias razones de índole técnica y económi-ca, constituyen el método más utilizado enla protección contra la corrosión de mate-riales metálicos. La vida útil de un recubri-miento de pintura y su efectividad comométodo de prevención de la corrosióndependerán en gran medida de los siguien-tes factores:

• La adecuada selección y/o diseño delsistema de protección.

• La apropiada preparación de superfi-cie y aplicación del recubrimiento.

• La supervisión e inspección a pie deobra del control de calidad de la pre-paración de la superficie.

• El control de la calidad en la aplica-ción correcta del sistema de protec-ción (1, 3).

El tipo de protección que brindan lascapas de pinturas en relación con los meta-les ferrosos es mecánico, por lo que resultaun requisito fundamental que los recubri-mientos no presenten poros, posean unespesor adecuado y cubran totalmente lasuperficie; la corrosión puede, igualmentedesarrollarse bajo capas de pintura maladheridas a la superficie metálica, por tantoes muy importante la preparación superfi-cial previa a su aplicación.

En la protección por recubrimientosorgánicos, generalmente no se emplea unapintura única, sino una serie de ellas, cadauna con distinta función. Esto constituye loque se conoce como sistema de pintura, quepuede estar compuesto por:

• Primario anticorrosivo• Capas intermedias• AcabadoLa adherencia que se consiga entre las

pinturas y las superficies dependerá, engran medida, del estado en que se encuen-tren dichas superficies y por lo tanto, entra

en consideración la preparación más apro-piada de estas, según sea el caso, antes deproceder a la aplicación de las pinturas.Pintar sobre una superficie, llena de grasa ocontaminada, es un desperdicio de tiempo ymaterial. La práctica ha demostrado que sis-temas de bajo poder anticorrosivo en deter-minados ambientes, suelen alcanzar sucompleta vida útil cuando se aplican sobresuperficies bien preparadas dando mejoresresultados que aquellos de gran resistenciay mayor costo que han sido aplicados sobresustratos deficientemente preparados.

Una de las condiciones para que unrecubrimiento aplicado sobre una superficieproporcione una protección perfecta, es quesea totalmente impermeable al paso de losagentes destructivos, cosa difícil de obtener,por lo que el espesor de dichas películas hade ser un factor de gran importancia a con-siderar, ya que evidentemente, la protecciónserá más eficiente con espesores mayores.

Está demostrado que el espesor de unrecubrimiento orgánico es el parámetro másíntimamente relacionado con el efectobarrera que poseen las pinturas con relaciónal ambiente al que están expuestas, de estaforma, la penetración de la humedad u otrosagentes agresivos del medio pueden redu-cirse notablemente. Otra forma de protec-ción es el empleo de los recubrimientos dealta resistencia química a base de resinasepoxídicas, vinílicas, caucho clorado, poliu-retanos y acrílicas, entre otras.

La industria alcoholera debe cumplircon los requerimientos que establecen lasdisposiciones internacionales, para el recu-brimiento y protección del equipamiento einstalaciones. Esta es una práctica comúnen la protección con recubrimientos deáreas y equipamiento industrial para preser-var su integridad física y no sumar aspectosde corrosión a los propios del mantenimien-to tecnológico del equipamiento que encare-cerían el mismo (2).

Con la aplicación de estas proteccionesse alarga la vida útil de áreas y equipos, segarantiza la calidad de los productos fina-les, se disminuyen los costos de manteni-miento, y se contribuye al desarrollo de unaproducción más limpia y a la conservacióndel medio ambiente.

Es objetivo de esta parte I del trabajo,analizar las áreas, equipos, productos fina-les y residuales, desde el enfoque de los fac-

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tores de riesgo de corrosión y ofrecer lassoluciones de protección anticorrosiva conlos criterios de frecuencia de reaplicación,así como dar a conocer los métodos más efi-cientes en la preparación de las superficiesa recubrir.

Principales condiciones corrosivas de lafábricas de alcohol

Medio ambienteEl medio ambiente en cada fábrica de

alcohol tiene sus particularidades y cuandose pretende establecer un sistema de protec-ción anticorrosivo eficiente es imprescindi-ble tener en cuenta estas particularidades.El ambiente puede ser muy húmedo conrégimen de precipitaciones frecuentes, o sermuy seco, o estar cerca de otras fábricas queemiten gases corrosivos.

En Cuba, se estima que no existen nive-les considerables de contaminación atmos-férica, debido a que las industrias seencuentran alejadas de las ciudades y dise-minadas a lo largo y ancho del país, porejemplo los centrales azucareros y las fábri-cas de derivados de la caña. No obstante, noson despreciables los efectos que ejercensobre el medio ambiente estas industrias aligual que la quema de la caña.

Emisiones de gases por las calderas de gene-ración de vapor de los centrales azucarerosy plantas de derivados

El problema de la polución del aire en laindustria azucarera está relacionado íntima-mente con las características del combusti-ble (humedad, cenizas, etc.), con las carac-terísticas del horno y de la caldera, así comocon la operación de estos equipos.

La industria azucarera cubana se carac-teriza por el empleo del bagazo de caña deazúcar en la generación de vapor, solo enocasiones es empleado fusel oil como com-bustible, sin embargo, en la industria de losderivados es generalizado el empleo defusel oil. Por una parte, es necesario elempleo de vapor durante tiempos de nozafra, pero a pesar de la cercanía de lasplantas de derivados al central no se empleavapor generado a partir de bagazo, en esteaspecto la dirección del Ministerio delAzúcar de Cuba se encuentra enfrascada enque en tiempo de zafra se cumpla esta ini-

ciativa, que cuenta con las siguientes venta-jas: empleo de vapor sobrante, disminuciónde los costos, empleo de energía renovable,reducción de los efectos sobre el medioambiente, etc.

En general la emisión de contaminantesen calderas para bagazo es comparable a lade otros equipos que emplean biomasa.

Debido a la naturaleza del ambienteindustrial que origina el central azucareroaledaño a estas fábricas de alcohol, las ins-talaciones civiles o edificaciones que lasconforman deben estar protegidas por pin-turas adecuadas, del tipo vinílica para exte-riores e interiores de paredes de mamposte-ría y de esmalte sintético para madera ymetal.

Producción de alcohol

Materia primaLa materia prima esencial en la produc-

ción de alcohol está constituida por la fuen-te de carbono, la que proporciona la energíarequerida para la formación del mismo. Lamiel final (melaza) es la principal materiaprima utilizada con estos fines por suscaracterísticas idóneas, en lo referente acontenido de azúcares, aminoácidos, mine-rales y probióticos.

Para llevar a efecto este proceso, las mie-les, por lo general, son tratadas con vistas ala eliminación de sustancias nocivas y sóli-dos en suspensión, que inciden, negativa-mente en el proceso de fermentación y en lapropia destilación, al aumentar las incrusta-ciones en la misma.

Existen diferentes variantes de trata-miento, desde una simple sedimentación,hasta procesos de esterilización a altas tem-peraturas, con eliminación de sólidos.

Generalmente, la miel se diluye a 45 °Brix y al ponerla en contacto con vapor, seaumenta su temperatura hasta 80-85 °C,esto garantiza la eliminación de los micro-organismos nocivos, el posible arrastre desustancias volátiles y una mejoría de lamezcla, producto de la turbulencia que ori-gina el burbujeo del vapor en el seno dellíquido.

Empleo de otros sustratosCon el objetivo de garantizar un aumen-

to en la calidad del azúcar y un incremento

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en la producción de alcohol y energía eléc-trica, se comienza a introducir el uso dediferentes corrientes azucaradas del centralde menor calidad para la producción deazúcar (jugo de los filtros, de los últimosmolinos, de caña energética, etc.) en la pro-ducción de alcohol. Teniendo en cuentaestos objetivos, se deberán acondicionar acorto plazo las destilerías seleccionadas, loque básicamente implica:• Clarificación de jugo. La clarificación

para la fermentación de jugos difiere dela que se emplea normalmente para laproducción de azúcar. En este caso, lalechada de cal está contraindicada por lafrecuencia de incrustaciones en lascolumnas de destilación

• Sistema de recepción y enfriamiento.• Equipos de medición de jugo entrando a

destilería y proceso.

Los depósitos de almacenamiento deestas materias primas deben estar protegi-dos contra la corrosión con recubrimientosresistentes a la acidez y abrasión en el inte-rior, a la acidez en el exterior y con recubri-miento de tipo masilla o mortero anticorro-sivo en el área circundante donde puedenocurrir derrames o escurrimientos.

Los datos sobre estas materias primas setomaron del Informe del Proyecto108.0.6710, Nov. 2001.

FermentaciónLa miel, diluida y caliente, se introduce

en un sedimentador continuo para la elimi-nación de los sólidos en suspensión. Esteproceso se realiza en forma continua, lamiel clarificada (no con lechada de cal), seenfría en un intercambiador de placas, y elagua de enfriamiento se utiliza para la dilu-ción de la miel que entra al proceso. Elfango se extrae por el fondo del sedimenta-dor y se lava con agua caliente para extraerlos azúcares que arrastra. El agua de lavadose utiliza también como agua de dilución.La miel clarificada y enfriada se vuelve adiluir hasta la concentración deseada, seajusta el pH con ácido sulfúrico, adicionán-dosele las fuentes de fósforo y nitrógenonecesarias para la fermentación. El sustrato,una vez preparado, se envía al cultivadordonde se encuentra con un cultivo puropropagado en el laboratorio, suministrándo-se aire para facilitar la multiplicación del

microorganismo. La levadura propagadapasa al pre fermentador en una relación deinoculación 1:5 a 1:10, para aumentar lamasa biológica total y garantizar un inóculocon buenas características en la etapa defermentación.

El proceso de fermentación se realiza, enausencia de oxígeno, para que se produzcala máxima cantidad de etanol posible yminimizar la formación de biomasa. Endependencia de la cepa de la levaduraempleada, de los nutrientes presentes y dela temperatura de fermentación, la reaccióntranscurre en un tiempo entre 12 y 30 h.Para el caso de tiempos de fermentación enel entorno de las 12 horas es importante laconcentración de levadura en el corbato.

Es de destacar, que durante el procesa-miento de grandes volúmenes de alcohol,por fermentación discontinua y consideran-do un buen estado fisiológico, la temperatu-ra se convierte en el factor limitante funda-mental, por su efecto negativo sobre elmicroorganismo, y, por ende, en el rendi-miento alcohólico. De ahí, que en los paísestropicales, el calor generado se extrae, nor-malmente, por refrigeración artificial, usan-do el sistema de torres de enfriamiento conrecirculación de agua. De esta forma, esposible controlar el proceso a 33-35 °C, loque asegura una rápida fermentación, conuna máxima producción de alcohol en 16 a18 h. Durante el proceso de fermentaciónalcohólica en las destilerías se producengrandes cantidades de CO2.

Si se considera la densidad del alcoholcomo 0,79 g/ml, entonces teóricamente enla producción de un hectolitro de alcohol seemite a la atmósfera 75,56 kg de CO2, por loque una destilería típica cubana de 600 hl/dlibera 45 toneladas de CO2 diariamente.

Por las características corrosivas de estoscaldos, de los gases y volátiles que se gene-ran, se deben proteger los fermentadorescon pintura anticorrosiva resistente a latemperatura del proceso, con característicaatóxica y/o sustitución progresiva por mate-rial de acero inoxidable.

DestilaciónLos sistemas de destilación de alcohol

utilizados son muy variados y puedenconstar desde 2 columnas, 6 o más, endependencia del grado de rectificación quese desee. En el caso de sistemas de destila-

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ción de 3 columnas, las unidades básicas laconstituyen: columnas destiladora, depu-radora y rectificadora. Las diferencias deeste sistema con otros de más columnasconsisten en:1. La operación de la columna depuradora

con lavado de agua a contracorriente.2. La adición de una columna para concen-

trar y separar el aceite de fusel.3. El reposo del alcohol rectificado en una

columna donde se separan los compues-tos de punto de ebullición muy próxi-mos al etanol.

Otro ejemplo interesante es el utilizadoen los sistemas de destilación de 5 colum-nas, con la finalidad de obtención de alco-hol absoluto.

El esquema tecnológico propuesto sebasa en la producción de flemas o alcoholde bajo grado el cual consta de un sistemade 2 columnas (destiladora y rectificadora).

El proceso de obtención de flemas sebasa en una columna destiladora a la cualllega el mosto (batición fermentada) a unaconcentración alcohólica de 8-12 % que espreviamente calentado por intercambioregenerativo con los efluentes calientes quesalen por el fondo de esa misma columna.El alcohol crudo, rico en impurezas, que seobtiene por el tope, es enviado al sistema decondensadores que posee la propia columna(1 condensador total y 2 parciales), parte deesos condensados son reflujados a lacorriente de alimentación de la columnadestiladora y el resto alimenta la segundacolumna o columna rectificadora, en estacolumna se eleva el grado alcohólico de lamezcla alcohol/agua hasta valores del ordende los 80 a 85 ºGl , que es lo que internacio-nalmente se denominan flemas o alcohol debajo grado.

Los residuales del proceso de produc-ción de alcohol, a partir de mieles finales decaña presentan, por lo general, una DB0(demanda bioquímica de oxígeno) alta,pudiendo llegar (en dependencia del gradode recuperación) a 60 000 ppm o más, con10-12 ºBrix, un contenido de alrededor de 7g/l de materia orgánica, estos efluentes seproducen mayoritariamente por el fondo dela columna destiladora. Es decir, una desti-lería que descargue 1000 m3/d de líquidosresiduales con un DB0 de 35 000 ppm, sucontaminación sería equivalente a las de

una población de 625 000 habitantes. De ahíla importancia que reviste el tratamiento deestos líquidos residuales para su posteriordisposición a los cursos receptores, por lotanto los canales y receptores deben prote-gerse con recubrimientos anticorrosivosresistentes a agentes oxidantes. Sin embar-go, dado su alto contenido en materia orgá-nica se han propuesto diferentes usos paralos mismos, entre los que se destacan: mejo-ramiento de suelos, producción de biogás yconcentración para su uso como alimentoanimal o también como materia prima parala producción de proteína unicelular.

ProductosLa mayoría de nuestras destilerías no

producen alcohol anhidro, por lo que elagua que lo acompaña promueve la corro-sión en los depósitos. Este producto que aopinión de muchos es el menos agresivodesde el punto de vista corrosivo, provocapequeños huecos, como hechos con agujas,pero a partir de los mismos y en presenciade agua, oxígeno, ácidos, etc.; despliega unacorrosión progresiva que afecta el acero delos depósitos. Por tanto, estos deben estarprotegidos con recubrimientos anticorrosi-vos atóxicos.

El alcohol anhidro es menos corrosivo,su corrosión depende más de las impurezasque contenga, que de él mismo.

Sistemas de pinturas. ElecciónComo sistema de pinturas en la conser-

vación industrial se conoce el conjunto deproductos a utilizar, generalmente pertene-cientes a una misma familia por la naturale-za de su ligante, incluyendo la preparaciónsuperficial necesaria, número de capas yespesor de la película, método de aplica-ción, intervalos de tiempo para el repintadoy condiciones ambientales durante las ope-raciones, que aseguren una eficaz protec-ción y presencia estética.

La elección del sistema de pintura estácondicionada por una serie de factores quedeben ser estudiados cuidadosamente siquiere realizarse una protección duraderacon el menor coste.

Como norma general, toda especifica-ción de pintura debe considerar: • Tipo de superficie a recubrir, indicando

si se trata de estructura, tubería, depósi-tos, puertas, vagones, chimeneas, etc.

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• Clase de material a pintar: hierro, acero,aluminio, acero galvanizado, hormigón,etc.

• Estado de la superficie, indicando elgrado de oxidación; si existe pinturavieja, tipo, estado y adherencia alsoporte.

• Lugar donde se encuentra la superficie apintar: interior o exterior, ambiente rural,industrial, marino, tropical, soterrado,etc.

• Clima dominante: temperatura que ha desoportar y grado de humedad habitual.

• Agresividad del medio y forma de actuar:vapores, productos químicos, disolven-tes, de su naturaleza y concentración,temperatura y pH, salpicaduras, inmer-sión continua o eventual, etc.

• Condiciones mecánicas que puedensufrir: choques, abrasión, roce y posiblecorrosión mecánica por tensiones o fric-ción con vibración.

• Posibilidad de utilizar limpieza manual omecánica, chorro de arena, etc.

• Método de aplicación del que se dispone:pistola aerográfica o air-less, brocha,rodillo, etc.

• Color y brillo que se desean: carta decolores del fabricante.En la tabla 1, se muestran los sistemas

más utilizados en la conservación indus-trial, según los diferentes ambientes:

Durabilidad de los sistemas de pinturasLa durabilidad de un sistema de pintura

(tiempo de vida esperado hasta el primerrepintado general) depende de muchos fac-tores externos tales como el medio ambien-te, el diseño de la estructura, la preparaciónde la superficie y los procedimientos deaplicación y secado. La misma también estárelacionada con las características físicas yquímicas del sistema, o sea, el tipo de ligan-te y el espesor de película seca.

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Tabla 1. Sistemas de conservación industrial más empleados según el ambiente

Sistemas R U M I. N.

I. S.

I. M.

I. A. D.

I. A. M.

I. Ac. D.

I. Al. D.

I. P. O.

I. C.

A. T.

E. E.

Alquídico E E B B R R * Alquídico clorocaucho E E R B B R

Alquídico acrílico E E B B B B

Bituminoso E B R R R R R B Clorocaucho E E E E E E B B * R * * Clorocaucho (capa gruesa)

E E E E E E B * *

Vinílico E E E E B B B B Vinílico (capa gruesa) E E E E E E B B

Epoxi E E E E E E B B Epoxi (capa gruesa) E E E E E E E E * * * * *

Epoxi sin solvente E E E E E E E E B B B B

Alquitrán epoxi E E E E E B B B B B B B E

Poliuretano E E E E E B B B * * * * Silicato de zinc

E E E E * * E E * * B E B

Silicona E E E E B E E E=Exelente, B=Bueno, R=Regular, *=Consultar R=rural, U=urbano, M=marino, I.N.= industrial normal, I.S.=industrial severo, I.M.=industrial marino, I.A.D.=inmersión en agua dulce, I.A.M.=inmersión en agua de mar, I.Ac.D.=inmersión en ácidos diluidos, I.Al.D.=inmersión en álcalis diluidos, I.P.O.= inmersión en productos orgánicos, I.C.= inmersión en crudos: gasolina, fuel, A.T.=alta temperatura, E.E.=estructuras enterradas.

Estas características se evalúan por losensayos de envejecimiento artificial, siendoel interés primario la resistencia al agua o ala humedad y a la niebla salina, como unindicativo de la adhesión en presencia dehumedad y de las propiedades de barreradel sistema protector de pinturas.

Para evaluar la durabilidad de los siste-mas de pintura y definir el rango de lamisma se utilizan los siguientes procedi-mientos normalizados (3-6):• Pinturas y barnices. Determinación de la

resistencia a la humedad (condensacióncontinua). ISO 6270-1:98.

• Pinturas y barnices. Determinación de laresistencia al rociado salino neutro (nie-bla). ISO 7253:96.

• Pinturas y barnices. Determinación de laresistencia a líquidos. ISO 2812-1: 99.

• Pinturas y barnices. Protección de estruc-turas de acero frente a la corrosiónmediante sistemas protectores de pintu-ra. ISO 12944:98.• Parte 1: Introducción general.• Parte 2: Clasificación de ambientes.• Parte 5: Sistemas de pintura protecto-

res.• Parte 6: Ensayos de comportamiento

en laboratorio.

En ambientes de corrosividad alta (cate-goría de corrosividad C4) y muy alta (cate-goría de corrosividad C5-I), se plantean tresrangos de durabilidad para los sistemas depintura:• Durabilidad baja, de 2 a 5 años.• Durabilidad media, de 5 a 15 años.• Durabilidad alta, más de 15 años.

La durabilidad no es un período degarantía. La durabilidad es una considera-ción técnica que puede ayudar al especialis-ta a establecer un programa de manteni-miento. El período de garantía tiene unaconsideración jurídica, objeto de cláusulasen la parte administrativa del contrato. Elperíodo de garantía es, usualmente, máscorto que la durabilidad. No existen reglasque relacionen los dos períodos de tiempo.

Preparación de superficies, aplicación e ins-pección de recubrimientos

En este acápite se establecen los requisi-tos mínimos para la preparación de superfi-cies, aplicación e inspección de recubri-

mientos para la protección anticorrosiva. Encualquiera de los métodos que se seleccionedeben ser observados los ordenamientos deseguridad recomendados.

Preparación de superficiesPara el buen comportamiento de un recu-

brimiento es indispensable la correcta pre-paración de la superficie a cubrir. Los méto-dos que se emplearán son los siguientes:

A. Limpieza química.B. Limpieza manual.C. Limpieza con abrasivos.

A.- Limpieza químicaEs el método con el que se elimina

óxido, aceite, grasa, contaminantes y recu-brimientos por acción física o química. Elprocedimiento que se menciona a continua-ción, constituye un proceso completo depreparación de superficies o auxiliar encombinación con otros procedimientos.

Procedimiento: La limpieza químicaconsta de las siguientes operaciones, que deacuerdo con las condiciones y especifica-ciones de cada obra, se podrá eliminar omodificar cualesquiera de las que se men-cionan a continuación: • Las capas gruesas de grasa y contami-

nantes deberán eliminarse con rasqueta,espátula u otro medio.

• Los nódulos de corrosión deberán elimi-narse con herramientas de impacto.

• Se aplicará con brocha o por aspersión lasolución del producto químico seleccio-nado, dejándose sobre la superficie eltiempo de contacto suficiente para suacción. Si se emplean productos de mar-cas comerciales, las soluciones deberánprepararse y aplicarse de acuerdo con lasinstrucciones del fabricante.

• Posteriormente, la superficie debe serlavada con agua dulce para eliminartodos los residuos. Para probar la efecti-vidad del lavado, debe hacerse la pruebacon papel indicador de pH sobre el acerohúmedo, hasta obtener un valor igual aldel agua empleada.

• En caso de emplear solventes, la tabla 2muestra los que comúnmente se utilizan.

Aspecto y condiciones de aceptación de unasuperficie preparada por limpieza química

Para aceptar una superficie preparadapor limpieza química, la misma deberá

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tener el mismo aspecto que un área de unmetro cuadrado seleccionada previamentecomo patrón, y representativa de las condi-ciones de la superficie limpia (sin óxido,grasa o suciedad), de una superficie metáli-ca similar a la preparada.

B.- Limpieza manualLas etapas de que puede constar el pro-

cedimiento de limpieza manual para la pre-paración de superficies se indican a conti-nuación, pudiendo eliminarse parcial ototalmente alguno de los pasos que se men-cionan.

Procedimientos:• Descostrado: Con ayuda de marro, marti-

llo y cincel se quitarán las costras deóxido, escamas y restos de soldadura oescorias.

• Lavado: Mediante el uso de solventes odetergentes deberá eliminarse toda clasede materias extrañas como aceites y gra-sas.

• Rasqueteo: Las superficies deberán ras-quetearse para eliminar depósitos deoxido, pintura o cualquier otra materiaextraña.

• Cepillado: En todos los casos, la superfi-cie se debe frotar con cepillo de alambrede acero, hasta desaparecer los restos deoxido, pintura, u otras materias extra-ñas.

• Lijado: Los restos de óxido, pintura, etc.que no se desprendan por medio de lasoperaciones anteriores, deberán lijarse,para obtener un anclaje adecuado.

• Eliminación de polvo: La superficie sedebe limpiar, con brocha de cerda o cepi-llo para eliminar las partículas de polvo.Se podrá hacer este trabajo también

soplando la superficie con un chorro deaire seco y limpio. Tratándose de tablerose instrumentos eléctricos y neumáticosse usará una aspiradora.

• Uso de herramienta neumática o eléctri-ca: Algunas de las etapas antes señaladaspueden realizarse mediante el uso deherramientas neumáticas o eléctricasportátiles.

Aspecto y condiciones de aceptación de unasuperficie preparada por limpieza manual

Para aceptar una superficie preparadamanualmente, debe tener el mismo aspectoque un área de un metro cuadrado, selec-cionada previamente como patrón y repre-sentativa de las condiciones generales. Seconsidera la superficie limpia o preparadapara recubrirse, cuando solo presente restosde óxido o pintura bien adheridos y que nohaya huellas de grasa, aceite y otras sustan-cias extrañas.

C. Limpieza con abrasivosSe refiere a la limpieza de superficies

metálicas aplicando un chorro de abrasi-vos a presión. Los abrasivos comúnmenteempleados son arena y granalla metálica.

Procedimiento: Consta de las siguientes operaciones y

de acuerdo con las condiciones de la super-ficie o especificaciones de cada obra, sepodrá eliminar o modificar la ejecución decualquiera de estas operaciones:

• Descostrado: Se hará como se especificaen el procedimiento de limpieza manual.

• Limpieza: Los depósitos de óxido, pintu-ra y cualquier otra sustancia extrañaserán totalmente removidos de la super-ficie por medio del chorro de abrasivo.

• Agente abrasivo: El agente abrasivo seráclasificado entre mallas 18 y 80 de acuer-do al patrón de anclaje requerido.Cuando se use arena, esta será cuarzosa ode sílice, lavada y seca y no deberá estarcontaminada con sales. Cuando se usegranalla metálica, esta será del tipomunición acerada limpia y seca y escoriade coke o de cobre.

• Rugosidad: La rugosidad o máxima pro-fundidad del perfil que se obtenga en lasuperficie limpia y que servirá comoanclaje para el recubrimiento, estará

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Tabla 2. Solventes más empleados

Solvente Especificación

ASTM Naftas del petróleo D-838 Tolueno (toluol) D-362 Tricloroetileno D- Percloroetileno D-3316 Xileno (xilol) D-364 Metil isobutilcetona D-1153 Benceno D-836 Dimetil formamida D-2764

comprendida entre 1 y 2,5 milésimas depulgada, de acuerdo con el espesor depelícula del primario, el cual deberá sermayor que la profundidad del perfil oanclaje.

• Calidad del aire: El aire usado deberáestar exento de humedad, aceite o grasa.

• Eliminación del polvo: Una vez efectua-da la limpieza cuando se emplee chorrode arena, se hará una eliminación delpolvo como se detalla en el procedimien-to de limpieza manual.

• Reutilización del abrasivo: La granallametálica podrá usarse nuevamente enlimpiezas posteriores, siempre y cuandoesté libre de contaminantes, seca y tami-zada por las mallas 18 y 80 de acuerdo alpatrón de anclaje requerido.

En la tabla 3 se muestra el aspecto de lassuperficies preparadas según los procedi-mientos de preparación expuestos.

Aspecto y condiciones de aceptación de unasuperficie preparada por limpieza con abra-sivos

Para aceptar una superficie preparadacon abrasivo deberá tener el mismo aspectoque un área de dos metros cuadrados selec-cionada previamente como patrón y repre-sentativa de las condiciones de la superficiepor limpiar.

Para comprobar que la profundidad deanclaje es la especificada, la superficie prepa-rada se comparará con la del patrón aceptado,utilizando la lámpara comparadora de anclaje.

CONCLUSIONES

• Se ha enfocado el proceso de producciónde etanol desde el punto de vista de lacorrosión, para de esta forma poderentender la necesidad de protección anti-corrosiva que se requiere.

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Tabla 3. Aspecto de la superficie según las especificaciones de preparación de la misma

Condición inicial.

Ráfaga: la superficie deberá estar libre de grasa, aceite, polvo, óxido flojo, escama de laminación floja, recubrimiento flojo, excepto que el óxido, escama de laminación y recubrimientos adheridos pueden permanecer en la superficie.

Limpieza comercial: la superficie deberá estar libre de grasa, aceite, polvo, óxido, escama de laminación, recubrimiento viejo o cualquier otro contaminante. El acabado presenta ligeras manchas, vetas y decoloraciones en no más del 33 %. Si la superficie está picada pueden presentarse residuos de óxido y recubrimiento viejo.

Metal blanco: el 100 % de la superficie deberá estar libre de grasa, aceite, polvo, óxido, escama de laminación, recubrimiento viejo o cualquier otro contaminante. El acabado presenta un color gris claro uniforme y variará según el abrasivo usado.

• Se han mostrado datos sobre los princi-pales sistemas de protección anticorrosi-va a fin de facilitar la elección del siste-ma que sea eficiente frente a los diferen-tes ambientes corrosivos identificados.

• Se destacan los factores a tener en cuen-ta para garantizar un buen recubrimientoy dentro de estos la preparación de lasuperficie, aspecto sobre el que se expu-sieron diferentes métodos y sus respecti-vos controles de calidad.

AGRADECIMIENTOS

Se agradece a los técnicos ArelysRodríguez Padrón, Yanelis CarvajalEscamilla y María E. Rodríguez Dorrego lacolaboración prestada para la realización deeste artículo.


1. Ramos, M.B.; Valdés, D.; Cruz, S.;Gómez, A.; Informe Etapa 4: Sistemas de

recubrimientos anticorrosivos a emplearen los equipos y áreas de la fábrica deetanol. (Propuesta), Código 16-3-08, LPBdel CIIQ, Diciembre 2008.

2. Gómez, A.; Ramos, M.B.; Seijo, A.;Valdés, D.; Cruz, S.; Fábricas de alcohol.Corrosión y Mantenimiento [CD] En:ICIDCA. Memorias DIVERSIFICACION2008. La Habana. ISBN 978-959-7165-16-3.

3. Norma ISO 12944:98. Pinturas y bar-nices. Protección de estructuras deacero frente a la corrosión mediantesistemas protectores de pintura. Parte1, 2, 5 y 6.

4. Norma ISO 6270-1:98. Pinturas y barni-ces. Determinación de la resistencia a lahumedad (condensación continua).

5. Norma ISO 7253:96. Pinturas y barnices.Determinación de la resistencia al rocia-do salino neutro (niebla).

6. Norma ISO 2812-1: 99. Pinturas y barni-ces. Determinación de la resistencia alíquidos.

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Maby Hernández-Curbelo, Raúl Sabadí-Díaz


[email protected]

RESUMEN

El incesante crecimiento de Internet ha hecho que se convierta en una gran bibliotecaque almacena mucho del conocimiento humano, pues ofrece gran cantidad de recursosen diferentes formatos. Esto crea una situación en la que hay buenas y malas noticias.Las buenas están relacionadas con la disponibilidad de información pública sobre todoslos temas imaginables, aunque encontrarla no siempre es tan fácil como a muchas per-sonas les gustaría, sobre todo, a los principiantes. La actividad de buscar información enla red se ha hecho cotidiana, muchos piensan que es sencilla y no le conceden la impor-tancia a hacer búsquedas eficientes. Estamos ante un mundo de conocimientos y posibi-lidades; sin embargo, debemos conocer las herramientas adecuadas para filtrar el ruidorecibido o la información no relevante. Se argumenta la importancia que tiene el saberbuscar información en la red. Se ofrecen posibles estrategias a seguir cuando se buscainformación especializada. También se describe la experiencia en la creación de undirectorio que está disponible desde el sitio web del ICIDCA. Este cuenta con una grancantidad de enlaces a sitios relacionados con el mundo azucarero, para facilitar el tra-bajo de técnicos y profesionales del sector cuando utilicen Internet.

Palabras clave: Internet, información, azúcar, directorio temático.

ABSTRACT

The impending growth of Internet has made the web a huge library that stores a lot ofhuman knowledge, offering an ample variety of resources in different formats. This crea-tes a situation with good and bad news. The good ones are related with public informa-tion about all thinkable subjects, although it is not easy to find it as it would be desira-ble, especially to beginners. Information searching in the web is a daily activity, howevermany people think it is quite simple and efficient searching is not given its real impor-tance. We are facing a world of knowledge and possibilities, nevertheless, we have toknow these suitable tools able to filtrate all noise received as well as, irrelevant informa-tion. The importance of knowing how to find information in the net is shown. It offers pos-sible strategies to follow when searching for specialized information. Also, we describe theexperiences in the creation of a directory that is available from the ICIDCA’s web site. Ithas several to related sites to the sugar world, which can facilitate the work of techniciansand professionals when using internet.

Keywords: Internet, information, sugar, thematic directory.


INTRODUCCIÓN

Internet es un amplio espacio en el quese puede encontrar casi todo tipo de infor-mación. Sin embargo, debido a las grandesdimensiones de la red, a la gran cantidad depáginas que esta contiene y al hecho de quela información no está filtrada, existen con-tenidos de buena y mala calidad, todos mez-clados; por eso, es de gran importanciaaprender cómo buscar información.

Antes de empezar una búsqueda enInternet es aconsejable informarse sobrequé son los buscadores y cómo utilizarlosde la mejor manera; dominar las estrategiaspara afinar las búsquedas y aprovechar susresultados; conocer la existencia de losdirectorios temáticos especializados y saberque existe información que no puede recu-perarse con los mecanismos de búsquedacomunes, nos referimos a la llamada webinvisible.

Los mecanismos usuales de búsquedatratan de abarcar toda la web, pero se calcu-la que los mayores motores de búsquedaalcanzan a indizar sólo entre un tercio y lamitad de los documentos disponibles. Laweb invisible no sólo es de mayor tamañoque la web visible o superficial, sino quecrece a mayor velocidad. Asimismo, muchainformación disponible en la web profunda,como la que se encuentra en bases de datos,tiene un alto valor potencial para el usuario.

En la búsqueda de información especia-lizada podemos auxiliarnos de los directo-rios temáticos. El directorio temático es unrecurso de información digital que ofreceenlaces a otros recursos para satisfacer lasnecesidades de los usuarios. En la actuali-dad, es una forma útil y cómoda de accedera los documentos y organizar los recursosde información. El directorio temático espe-cializado permite ampliar los servicios,sobre la base de la descripción de recursos,los cuales organiza siguiendo unos criteriosde selección, descripción, análisis y clasifi-cación, soportados en el trabajo de especia-listas y no de máquinas; por lo tanto, ofre-cen recursos de información de alta calidad.

En el sitio web del ICIDCA (1) está dis-ponible un directorio con enlaces a sitiosrelacionados con el sector azucarero, orga-nizados en diferentes categorías, por lo queresulta de valiosa utilidad para los usuariosvinculados a este sector. Este directorio

crece constantemente y a partir de estainformación se convierte ahora en un direc-torio temático especializado para el sectorazucarero.

DESARROLLO

La World Wide Web es, sin duda alguna,el servicio más utilizado en Internet. El Webes un impresionante flujo de información,en constante movimiento y es absolutamen-te indispensable el uso de herramientaspara buscar datos en su interior, así comosaber trazar estrategias (2). Existen dos gru-pos básicos de herramientas que debemosconocer:

• Motores de búsqueda.• Directorios temáticos especializados.

En dependencia de lo que se quiera bus-car, y la estrategia que se trace, se utilizaránunos u otros.

Motores de búsquedaLos motores de búsqueda son programas

que recorren la red recopilando e indizandola información. Periódicamente, revisan laspáginas para mantener la actualización (2).No están organizados por categorías detemas. Contienen textos completos (cadapalabra) de las páginas de la red que enla-zan. Usted encontrará páginas, mediante eluso de palabras que coinciden con las queestán en las páginas que usted desea.Capturan con frecuencia gran cantidad deinformación. Los contenidos no están eva-luados, por lo tanto, contienen lo bueno, lomalo, lo bonito y lo feo. Usted debe evaluartodo lo que encuentre.

Estos rastrean e indizan de forma auto-mática páginas web, así como todos losdocumentos referenciados en ellas. Los bus-cadores también añaden a sus bases dedatos las páginas de cuya existencia soninformados directamente por sus autores,así como los documentos referenciados enlas mismas. Los buscadores presentan inter-faces para el público, que consisten en cua-dros donde realizar búsquedas de formasencilla. Ejemplos de buscadores lo sonGoogle y Altavista.

Los motores de búsqueda no puedenacceder a las páginas generadas dinámica-mente porque los robots computarizados o

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spiders que las construyen no pueden digi-tar las búsquedas requeridas para generarlas páginas. Los spiders (arañas) encuentranpáginas al visitar todos los enlaces de laspáginas que "conocen". A menos que existanenlaces en alguna parte y que los puedanutilizar para regenerar las búsquedas espe-cializadas de base de datos, el contenido dela base de datos está fuera de su alcance.Aquellas páginas que requieren claves paraaccederlas también están cerradas a losmotores de búsqueda porque los spiders nopueden digitarlas.

Los directorios rara vez tienen el conte-nido de esas páginas, pero como los directo-rios son elaborados por personas capaces dedigitar, no hay razón para que los directo-rios no puedan contener enlaces que, al seractivados, realicen una búsqueda en la basede datos que puede generarse dinámica-mente cada vez que se activa.

La tabla 1 muestra algunas búsquedasrealizadas con palabras claves de la temáti-ca azucarera y sus resultados. Se utilizó elbuscador Google, un motor de búsquedamuy usado en la actualidad.

Estos ejemplos evidencian la necesidadde hacer búsquedas en idioma inglés, puesexiste mucha más información en la red eneste idioma. Además, cuando se buscainformación especializada se debe tener encuenta que hay ciertos términos que eninglés pueden aparecer de diferentes mane-ras, por lo tanto, debemos considerarlo parano dejar que se nos escape alguna informa-ción que, eventualmente, podría ser la que

se está buscando. También podemos apre-ciar cómo refinando la búsqueda vamosreduciendo los resultados y así llegaremos ala información deseada más rápidamente.

Directorios temáticos especializadosLos directorios temáticos, en su formula-

ción actual, representan una vía válida parala organización de los recursos de informa-ción, y para proveer una forma de localiza-ción y acceso a ellos (3). Los directoriostemáticos son construidos con intencionali-dad, no por programas robotizados, y estánorganizados por categorías de temas. Lostemas no están estandarizados y varían deacuerdo con el alcance de cada directorio.Nunca contienen los textos completos de laspáginas de la red que enlazan. Usted sola-mente puede buscar lo que ve: títulos, des-cripciones, categorías de temas, etc. Utilizatérminos amplios y generales. Los haydesde pequeños y especializados hasta muyamplios, pero en general, son más pequeñosque la mayoría de los motores de búsqueda.Los hay en un amplio rango de tamaños.Generalmente, evaluados y anotados cuida-dosamente, aunque no siempre es así.

Directorio azucareroEn el ICIDCA se ha desarrollado un

directorio con enlaces a sitios relacionadoscon el mundo azucarero, el cual se encuen-tra disponible en su sitio Web (1).

Se ha organizado en siete categorías: • Asociaciones y organizaciones. • Investigación y servicios técnicos.

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Tabla 1. Algunas búsquedas realizadas con palabras clave de la temática azucarera

Palabras clave Resultados aproximados y tiempo

Industria azucarera 718 000 resultados (0,04 segundos) Sugar industry 2 130 000 resultados (0,21 segundos) "agroindustria azucarera” 61 200 resultados (0,10 segundos) "sugar agroindustry" 3 720 resultados (0,23 segundos) "caña de azúcar" 10 700 000 resultados (0,28 segundos "sugarcane" 5 970 000 resultados (0,19 segundos) "sugar cane" 9 090 000 resultados (0,21 segundos) Cuba "industria azucarera" 703 000 resultados (0,33 segundos) Cuba producción "industria azucarera" 459 000 resultados (0,44 segundos) Cuba producción Matanzas "industria azucarera"

88 800 resultados (0,38 segundos)

Cuba producción Rabí "industria azucarera"

1 290 resultados (0,40 segundos)

• Revistas.• Redes.• Información.• Productores.• Maquinaria y equipamiento.• Productos para la agricultura.

• Asociaciones y organizacionesEsta categoría cuenta con enlaces a 53

sitios de asociaciones y organizaciones quetienen relación con el mundo azucarero,como las Asociaciones de TécnicosAzucareros de Costa Rica (ATACORI) (4),Guatemala (ATAGUA) (5) y México (ATAM)(6).

ATACORI ofrece una biblioteca virtualbasada en documentación generada por laasociación y posee una herramienta de bús-queda para facilitar la localización de docu-mentos.

Aparece además el sitio de la ISSCT,Sociedad Internacional de Tecnólogos de laCaña de Azúcar (7), donde hay informaciónsobre talleres y congresos futuros y ya cele-brados. De los celebrados es posible accedera gran cantidad de información valiosa.

Otro sitio que forma parte de esta cate-goría es el de la Organización deProductores y Consumidores de Etanol,EPAC (8). Este presenta información sobrela producción de etanol a partir de granoscomo una fuente de energía limpia y reno-vable, así como los encuentros y tallerescelebrados y los futuros. Presta un serviciode noticias con abundante información (9).

• Investigación y servicios técnicosEsta categoría cuenta con 25 sitios. Aquí

se destacan el Centro de Investigación de laCaña de Azúcar de Colombia (CENICAÑA)(10), el cual permite acceder a diferentespublicaciones como: Carta Trimestral, Seriedivulgativa, Informe anual, Serie técnica ySerie Procesos Industriales; el CentroGuatemalteco de Investigación yCapacitación de la Caña de Azúcar(CENGICAÑA) (11) y el Centro deTecnología Canavieira (CTC), Brasil (12).

Aparece además, el Instituto deInvestigaciones Azucareras de Australia(SRI) (13), el Instituto de Estudios delAzúcar y la Remolacha (IEDAR), España(14) y el sitio de la Estación ExperimentalAgroindustrial Obispo Colombres (EEAOC)(15), en el cual se puede acceder a la revista

Agroindustrial y otros documentos a travésde su biblioteca.

• RevistasDoce sitios forman parte de esta catego-

ría. Entre ellos, el sitio de la revistaInternational Sugar Journal (16). Tambiénestán, entre otras, JornalCana (17), laRevista Industrial y Agrícola de Tucumán(18) y Procaña (19).

• RedesEsta categoría cuenta con un sitio: Red

BIALEMA, CYTED (20), red para la produc-ción de Biocombustibles y su impacto ali-mentario, energético y medioambiental. Lared trabaja para determinar, tomar conoci-miento y divulgar los impactos que ocasio-na la producción de biocombustibles sobrela producción de alimentos, sobre su efectoenergético neto y de la incidencia sobre elmedio ambiente incluyendo el aspecto dereducir la emisión de gases de efecto inver-nadero. En su sitio incluye información detodas las instituciones que forman parte deella, así como la divulgación de sus activi-dades y resultados.

• InformaciónEsta categoría cuenta con 12 sitios, la

encabeza el portal Sugar online (21), sitioweb dedicado a la industria azucarera y esel sitio web, relacionado con el azúcar, másfrecuentemente visitado, con un promediode más de 20 000 accesos diarios y el demayor cantidad de vínculos relacionadoscon el azúcar, con más de 600 enlaces asitios azucareros (22).

También aparecen sitios que contienenglosarios de la industria azucarera como elsitio Glossary of Sugar Terms (23) y TriveniEngineering & Industries (24).

Destaca además, la biblioteca de losIngenieros Azucareros (25), la cual presentainformación útil sobre propiedades físicas ytermodinámicas, datos de ingeniería, glosa-rio de términos azucareros, precios del azú-car y algunos softwares que se ofertan sincosto para el solicitante.

• ProductoresEsta categoría cuenta con enlaces a 67

sitios de productores de azúcar, organizadospor países. Aquí aparecen sitios deArgentina, Brasil, Colombia, El Salvador,

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España, Estados Unidos, Guatemala,Panamá, Perú, Sudáfrica y Venezuela.

Por ejemplo, en Colombia apareceRiopaila Castilla S.A (26), sociedad comer-cial del tipo de las anónimas, productora deazúcar, mieles y alcohol, que tiene 82 añosde experiencia en el mercado nacional einternacional.

• Maquinaria y equipamientoEsta categoría cuenta con 28 sitios. Entre

ellos se encuentra la corporación EdwardsEngineering (27), líder en la tecnología demanipulación y procesamiento de la caña,este sitio presenta una documentaciónamplia en formato PDF sobre sus ofertas(22). También aparece la compañía alemanaBMA (28), uno de los suministradores másimportantes de la industria azucarera, susitio web ofrece datos técnicos sobre instala-ciones ya existentes y la posibilidad de soli-citar información de eventos ya celebrados.

Otra compañía que forma parte de estacategoría es BROADBENT de Gran Bretaña(29). Este sitio ofrece información sobre susproductos y permite descargar informacióntécnica.

• Productos para la agriculturaEsta categoría está formada por dos

sitios:SYNGENTA (30) y Bayer CropScience

(31). La compañía Bayer CropScienceactualmente atiende el mercado agrícolacon productos para la protección de culti-vos por medio de sus segmentos de fungici-das, insecticidas, herbicidas y tratamientode semillas. En su sitio ofrece acceso a laspublicaciones Stockholders Newsletter ySustainable Development.

Este directorio sobre el mundo azucare-ro va creciendo constantemente, por lo quese le incorporará una herramienta de bús-queda para facilitar la localización de infor-mación por diferentes criterios y lograr enun futuro tener un directorio temático espe-cializado. Por supuesto, por sí mismo no essuficiente para suministrar toda la informa-ción relevante asociada al mundo azucareroque a veces está oculta en la llamada webinvisible.

La Web invisibleLa Web invisible o profunda contiene

información que no puede recuperarse con

los mecanismos de búsqueda comunes yque rara vez está en directorios temáticos demanera directa. Estos mecanismos tratan deabarcar toda la web, pero se calcula que losmayores motores de búsqueda alcanzan aindizar sólo entre un tercio y la mitad de losdocumentos disponibles. La web invisibleno sólo es de mayor tamaño que la webvisible o superficial, sino que crece a mayorvelocidad. Asimismo, mucha informacióndisponible en la web profunda, como la quese encuentra en bases de datos, tiene un altovalor potencial para el usuario (32).

La Web le permite acceder a muchasbases de datos especializadas, mediante lautilización de una casilla de búsqueda enuna página de la red (ejemplo: cualquiercatálogo de biblioteca, o algunas bases dedatos estadísticos que se pueden buscar enla Red). Los términos o palabras que ustedutiliza en la búsqueda son enviados a esabase de datos especializada y luego sondevueltos como respuesta en otra página dela red generada dinámicamente. Esta páginano se conserva en ninguna parte una vezfinalizada la búsqueda.

Si bien el 90 % de las bases de datosestán públicamente disponibles en Internet,los robots de los buscadores solamente pue-den indicar su página de entrada (homepa-ge) y son incapaces de entrar dentro de lastablas e indizar cada registro, les falta lahabilidad para interrogarlas, seleccionar susopciones y teclear una consulta para extraersus datos. La información almacenada espor consiguiente "invisible" a estos, ya quelos resultados se generan en la contestacióna una pregunta directa mediante páginasdinámicas (ASP, PHP), es decir, páginas queno tienen una URL fija y que se construyenen el mismo instante (temporales) desapare-cen una vez cerrada la consulta.

Por cada millón de páginas visibles hayotros 500 o 550 millones ocultas, y granparte de estas suelen ofertar su informaciónpública y gratuitamente.

DeepDyve (33) ofrece una herramientade investigación gratuita para quienes quie-ren acceder a la "Internet profunda". SegúnDeepdyve, esto representa el 99 % de laInternet, la que queda fuera del alcance delos buscadores como Google y Yahoo.

Este servicio actualmente está en fasebeta y los consumidores interesados puedenregistrarse en este sitio.

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Algunos de los servicios que ofreceDeepDyve son:

• Respuestas a preguntas complejas,con resultados relevantes.

• Le evita al usuario la complicación detener que escribir el "requerimientoperfecto". La tecnología KeyPhrasepermite a los usuarios hacer requeri-mientos que pueden ir desde unaspocas palabras hasta copiar y pegar unartículo completo.

• Permite acceder a contenido expertoque no es fácil de encontrar enInternet.

• Con el servicio DeepDyve Pro, el usua-rio accede a funcionalidades máspotentes como carpetas dinámicas,agrupamiento visual y filtros máspotentes. El volumen de informaciónes el mismo que para el servicio gra-tuito.

Las áreas en las que hoy DeepDyve ofre-ce búsquedas en la Internet profunda son:Ciencias de la Vida (35 materias, entre ellasbiología, biotecnología y genética), CienciasFísicas (tecnologías de la información, inge-niería, energía, entre otras), Patentes (de lasoficinas de EE.UU. y Europa) y Wikipedia(una búsqueda más a fondo de la popularenciclopedia online).

Uno de los recursos fundamentales paralocalizar la información de la Internet invi-sible son las recopilaciones de bases dedatos incluidas en http:\\www.invisi-blewb.com (34), que reúne, analiza y descri-be más de 10 000 bases de datos organiza-das en un índice temático por categorías ysub-categorías. Permite realizar búsquedassimples y avanzadas.

Desde la página THE BIG HUB (35) sepuede buscar directamente en unas 1 500bases de datos en Internet. Las bases dedatos están organizadas por categorías ysub-categorías, lo que nos permite navegarpor ellas, hasta localizar la que nos interesa.Otra forma de realizar las búsquedas esmediante su buscador.

A la hora de realizar las búsquedas enlos motores tradicionales, vamos a encon-trar una serie de dificultades. En primerlugar, utilizar operadores lógicos para acotarla búsqueda y no encontrar demasiado"ruido" documental. En segundo lugar, ysuponiendo que hayamos realizado biennuestra búsqueda, habrá que tener en cuen-

ta que en la lista de resultados no siemprelos primeros van a ser los más relevantes, yaque en muchos buscadores se negocia conlos primeros puestos de cada categoría; notodos los motores de búsquedas son tan"democráticos" como Google, en el que apa-recen en los primeros lugares, las páginasque tienen más hipervínculos a ellas. En ter-cer lugar, una vez que realicemos nuestrabúsqueda, hay que tener en cuenta que losmotores de búsqueda, incluso los máspotentes, no son capaces de indizar más queuna pequeña parte de Internet, y comohemos visto, no acceden a la informaciónque permanece oculta en las bases de datos.

Todo esto conduce a que, en el momen-to de realizar determinadas búsquedashabrá que recurrir a otros tipos de instru-mentos de recuperación de la informacióncomo los mencionados anteriormente, siqueremos evitar quedarnos en la superficie,sin llegar al fondo del problema. El directo-rio temático azucarero que se desarrolla enel ICIDCA tiene como objetivo ofrecer acce-so a bases de datos de información, quepuedan ser interrogadas por los usuarios deldirectorio. En este sentido, se trabajará en laconexión de la Biblioteca Virtual de losDerivados de la Caña de Azúcar, tambiéndesarrollada en el ICIDCA con alcance parala industria azucarera nacional y otros usua-rios registrados.

CONCLUSIONES

Nos enfrentamos a un mundo de infor-mación que crece constantemente y carecede las normas de control bibliográfico, talcomo las que tenemos en el mundo impre-so; por eso, es importante conocer y utilizarherramientas de búsqueda eficientes y des-arrollar técnicas efectivas.

Las claves del arte de buscar no consis-ten en conectarse al buscador ni en recorrermiles de documentos, sino en aprender adetallar los pedidos con la precisión necesa-ria y saber qué herramienta utilizar en cadamomento.

En Internet existe muchísima informa-ción sobre la industria azucarera; en este sen-tido, los directorios temáticos representanuna vía válida para la organización de estosrecursos de información, y para proveer unaforma de localización y acceso a los mismos.

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Existe información que no puede recu-perarse con los mecanismos de búsquedacomunes, nos referimos a la informaciónque permanece oculta en las bases de datos;por lo tanto. a la hora de realizar determina-das búsquedas habrá que recurrir a otro tipode herramientas de recuperación de lainformación capaces de realizar búsquedasen la llamada web invisible.

El ICIDCA ha desarrollado un directoriotemático azucarero que pretende llegar aofrecer utilidades hoy restringidas a la lla-mada web invisible.


1. http://www.icidca.cu2. Hernández, M. Herramientas de búsque-

da en Internet. Revista ICIDCA sobre losderivados de la caña de azúcar (LaHabana), 36 (1):15-19, 2002.

3. Navarro, D., Tramullas, J. Directoriostemáticos especializados: definición,características y perspectivas de desarro-llo. Revista Española de DocumentaciónCientífica. 28 (1): 49-61, 2005.

4. http://www.atacori.co.cr5. http://atagua2002.fateback.com6. http://www.atamexico.com.mx7. http://issct.intnet.mu8. http://www.ethanolmt.org9. Pérez, O., Gozá, O. Internet y la Industria

Alcoholera. Memorias de Diversificación2002, La Habana.

10. http://www.cenicana.org

11. http://www.cengicana.org/Portal/Home.aspx

12. http://www.ctcanavieira.com.br13. http://www.sri.org.au14. http://www.iedar.es15. http://www.eeaoc.org.ar16. http://www.agra-net.com/portal/pubop-

tions.jsp?option=menu&publd=ag04317. http://www.jornalcana.com.br18. http://www.scielo.org.ar/scielo.php/

script_sci_serial/pid_1851-3018/lng_es/nrm_iso

19. http://www.procana.org20. http://www.icidca.cu/Red/Bialema.htm21. http://www.sugaronline.com22. Goza, O., Valdés R., Santana R. Internet

y la industria Azucarera. Centro Azúcar.Volumen1, 2001.

23. http://www.sugarindia.com/glossary.htm24. http://www.trivenigroup.com/sugar-

i n f o r m a t i o n / s u g a r - i n d u s t r y -glossary.html

25. http://www.sugartech.co.za26. http://www.riopaila-castilla.com/27. http://www.edward_engrg.com28. http://www.bma-de.com29. http://www.broadbent.co.uk30. http://syngenta.com31. http://www.bayercropscience-ca.com32. Moreno, P. Estrategias y mecanismos de

búsqueda en la web invisible. Mayo,2005 Disponible en http://www.umng.edu.co/www/resources/web invisible. pdf

33. http://www.deepdybe.com34. http://www.invisibleweb.com35. http://thebighub.com

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Magdalena Lorenzo-Izquierdo1, Estrella Patricia Zayas-Ruiz2, Mercedes Guerra-Rodríguez1, Deborah Crespo-Zayas1, Gretel Mieres-Balmaseda1

1.Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de AzúcarVía Blanca 804 y Carretera Central, San Miguel del Padrón, La Habana, Cuba

[email protected]

2.Facultad de Ingeniería Química. Instituto Superior Politécnico "José AntonioEcheverría". ISPJAE. La Habana,Cuba

RESUMEN

Se analiza la posibilidad de diferenciar un ron añejo extra de otros añejos, mediante ladeterminación de los espectros UV-Vis e Infrarrojo con transformada de Fourier (FTIR) yel empleo de la quimiometría. Se emplearon muestras de rones añejos de diferentes orí-genes de producción, las que fueron analizadas en el Centro de Referencia de Alcoholesy Bebidas (CERALBE) y en el Laboratorio de Polímeros del ICIDCA. Se analizaron mues-tras puras y mezclas de rones adulteradas. Con los resultados obtenidos se logra dife-renciar tipos de añejos, estos mostraron que existe separación por grupos al realizar losAnálisis de Componentes Principales (PCA). La mejor separación de los grupos se logracuanto más adulterado haya sido el ron.

Palabras clave: autenticidad, espectroscopía, rones añejos, quimiometría, Análisis deComponentes Principales.

ABSTRACT

The possibility to differentiate extra-aged rum from other aged rums by means of of UV-VIS and Fourier Transform Infrared (FTIR) spectra of samples and the use ofChemometrics is analyzed. Samples of aged rums of different production origins wereanalyzed in the Center of Reference for the Production of Alcohols and Drinks (CERAL-BE) and the laboratory of polymers of the ICIDCA. Pure aged rum samples and adultera-ted mixtures with white rums were analyzed. According to our results it is possible to dif-ferentiate types of aged rums, which showed that there is a separation in different groupswhen Principal Component Analysis (PCA) was carried out. As adulteration increases theseparation in PCA analysis from pure aged rums also increases.

Keywords: authenticity, spectroscopy, aged rums, Chemometrics, Principal ComponentAnalysis.


INTRODUCCIÓN

Cuba cuenta ya con una tradición rone-ra y en el mundo entero se aprecian los aro-máticos rones cubanos. Se exporta unaamplia variedad de rones de diferentes mar-cas, tales como: Havana Club, Santiago deCuba, Cubay, Santero, Mulata, CaribbeanClub, Legendario y Arecha, entre otros.Estos rones se encuentran clasificados de lasiguiente manera: Silver Dry, Refino, Palma,Carta Blanca, Añejo Blanco, AñejoAmbarino, Carta Oro, Añejo Reserva, AñejoOscuro y Extras.

Un producto auténtico es aquel que res-ponde a la descripción dada por su fabri-cante, pero este puede ser adulterado conotro producto de más baja calidad y vender-se como el original. La adulteración de bebi-das alcohólicas es una práctica común nosolo en las fábricas donde se producen, sinoen los lugares donde se venden como baresy restaurantes.

Según la legislación existente en Europa,se otorgan sellos de protección a los alimen-tos en los que está demostrada su diferen-ciación en cuanto al área geográfica, a queposeen carácter tradicional tanto en lasmaterias primas como en los medios de pro-ducción o a que presenten un vínculo geo-gráfico común, en al menos uno de los esta-dios de la producción, procesamiento o pre-paración.

Existen numerosos estudios reportadosen la literatura relacionados con la caracte-rización de bebidas alcohólicas. El elevadopotencial de la espectroscopía infrarroja enel análisis de bebidas alcohólicas ya fuesugerido previamente, a partir del análisisde extractos de brandies y cognacs (1).Recientemente, un grupo de investigación(2) demostró la factibilidad de la espectros-copía cercana infrarroja y la espectroscopíamedia infrarroja de transformada de Fourier(EMIFT), para el monitoreo analítico enfábricas de vinos (2, 3).

El autentificador de marcas fue produci-do y comercializado por Spectroscopic &Analytical Developments (SAD). Este auten-tificador está basado en el espectro deabsorción ultravioleta y visible de marcasespecíficas de whiskeys escoceses, los cua-les producen rangos de absorbancia consis-tentes; así fue posible el desarrollo de estemétodo rápido, barato y de fácil traslado.

Las muestras analizadas con un espectrofuera del intervalo para referencias genui-nas son por esto estimadas sospechosas, loque permite que su autenticidad sea mástarde confirmada en el laboratorio, median-te cromatografía de gases.

Se ha informado que esta novedosa apli-cación (4) ha posibilitado llevar a cabo losanálisis de autentificación de marcas enlugares remotos donde la cromatografíagaseosa no ha estado disponible, así como laintroducción de pruebas de campo, median-te el empleo de un espectrofotómetro portá-til, manuable y pequeño.

La autenticidad del ron cubano no hasido determinada de acuerdo con estosestándares y resulta imperioso entrar eneste mundo donde se reconoce la autentici-dad de los alimentos (5). En este sentido,este trabajo tiene entre sus principales obje-tivos utilizar la Espectroscopía UV-VIS yFTIR como herramientas útiles para demos-trar autenticidad en rones añejos y adultera-dos, al realizar análisis multivariante condatos experimentales de los espectros yAnálisis de Componentes Principales(PCA).


Se realizaron estudios de espectros IR yUV-VIS en muestras de rones añejos y añejoextra que no han sido identificados por con-fidencialidad a los clientes y muestras adul-teradas con 20 y 50 % de ron Carta Blanca.Para el análisis de los componentes princi-pales no se tuvieron en cuenta los ronesañejos sin identificar.

Espectrofotometría UV-VISSe llevó a cabo en un espectrofotómetro

UV-VIS Ultrospec 2000 (AmershamPharmacia Biotech AB, Uppsala, Suecia). Elrango de longitudes de onda para el barridose estableció desde 200 a 600 nm, con unavelocidad de registro de 4000 nm/min enuna cubeta de 10 cm contra un blanco deaire.

Espectrofotometría FTIRLos espectros se realizan en un

Espectrómetro FTIR modelo Vector 22(Bruker Optik GMBH, Ettlingen, Alemania),en el rango de 4000 a 600 cm-1, en unidades

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de absorbancia con aditamento de ATR(Attenuated Total Reflection) a resoluciónde 4 cm-1 con una acumulación de 30 scansy un ajuste de la línea base en 64 puntos. Elprocesamiento de los espectros se realizamediante el Software OPUS NT.

Quimiometría o estadística multivarianteSe empleó el Análisis de Componentes

Principales para transformar las variablesoriginales en nuevas variables llamadasComponentes Principales y se utilizó la téc-nica de validación cruzada para determinarel número de componentes principales quese necesitan en el modelo. Este método esmás extenso en tiempo que la correcciónpor leverage, pero el estimado de la varian-za residual es más confiable.

Estos datos espectroscópicos, prepara-dos en Excel, se exportaron al softwareUNSCRAMBLER v. 8.0 (CAMO ÅS, N-7401Trondheim, Noruega). Se realizaron, enton-ces, los análisis con la data completa detodas las muestras denominadas datos origi-nales.

El análisis de componentes principales(PCA) se realizó para diferentes condiciones,a partir de las transformaciones a las medi-ciones como la corrección multiplicativa dedispersión (MSC) o derivadas al conjunto devariables, de forma tal que se obtuvieran lasmejores separaciones de los grupos.

RESULTADOS

Espectrometría ultravioletaEn un principio, se analizaron los dife-

rentes tipos de rones a los que se le realizanespectros normales con bandas muyanchas, alrededor de 284 nm, con eviden-cias marcadas de absorciones múltiples, porlo que se decide aplicar la técnica deEspectroscopía electrónica derivativa con elorden de la cuarta derivada. Los resultadosdonde se observan múltiples componentesse reflejan en la tabla 1.

En la tabla, se muestra la presencia devarios componentes en la banda de absor-ción que se encuentra alrededor de 284 nm.Esto puede tener origen en las bandas devibración de los compuestos aromáticos,aunque puede deberse a la presencia demezclas.

La adulteración de muestras se analizateniendo en cuenta la comparación de losespectros de los rones añejos, añejo extra yRon Carta Blanca con las mezclas realizadasde estos rones añejos, con la adición del 20y 50 % de Ron Carta Blanca como se obser-va en el figura 1.

Se observa un espectro bien diferentecorrespondiente al Carta Blanca, en tantoque los otros rones al ser bebidas coloreadasmuestran mayores absorbancias.Independientemente del ruido que se pre-

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Tabla 1. Espectros normales de rones y espectros de la cuarta derivada de la banda de absorción correspondiente a 284 nm

Muestras Banda de absorción del espectro normal (nm)

Componentes de la banda de absorción a 284 (nm)

Ron Añejo 1 274 267,275, 284 Ron Añejo 2 284 270, 273, 281, 284, Ron Carta Blanca 1 284 270, 273, 281, 284 Ron Añejo 3 284 269, 278, 281, 284 Ron Añejo 4 278 261, 278, 280, 284 Ron Carta Blanca 2 284 265, 274, 281, 284, 285, 288 Ron Añejo 5 278 268, 278, 284 Ron Añejo extra 1 284 270, 273, 281, 284, Ron Añejo extra 2 284 270, 273, 281, 284, Ron Carta Blanca 3 284 265, 274, 281, 284, 285, 288 Ron Añejo extra 1 20 % 284 270, 273, 281, 284, Ron Añejo extra 1 50 % 284 270, 273, 281, 284, Ron Añejo extra 2 20 % 284 270, 273, 281, 284, Ron Añejo extra 2 50 % 284 270, 273, 281, 284,

senta en la zona de máxima absorbancia, esposible diferenciar las muestras con la apli-cación de la Quimiometría.

El análisis de componentes principales(PCA) aparece en la figura 2.

En la figura se evidencia que la varianzaexplicada por los dos primeros componen-tes comprende el 98 % de la varianza total yexiste una correcta separación de los gruposde muestras. El ron Carta Blanca se encuen-tra bien separado de los añejos, al igual quelas muestras adulteradas, que se separan desus añejos originales de acuerdo con el nivelde adulteración

Cuando se eliminó el ron Carta Blancadel análisis, se manifiesta la distribuciónque se observa en la figura 3.

Aquí se observa que los rones añejosextra con 50 % de adulteración están a la

derecha del primer componente, mientrasque las correspondientes al 20 % permane-cen más cercanas al añejo original. Este com-portamiento es esperado ya que con mayordilución la posición de los rones debe estarmás alejada del compuesto original.

Buscando una mejor separación de losgrupos, se realizó (MSC) así como SavitskyGolay 1 derivada, Savitsky Golay 2 deriva-da, pero con estas transformaciones no seobtuvieron mejores resultados.

Espectrometría FT-IREn la espectrometría FT-IR de los dife-

rentes rones se realizaron las asignacionesde los espectros. Se observa que en estosaparece una banda de absorción ancha enla zona de 3347 cm-1 característica de losgrupos hidroxilos (ver figura 4). En lazona de 2980 a 2890 cm-1 aparecen ban-das de baja intensidad características delos grupos CH3 y CH2 alifáticos. En lazona del espectro de 1453 a 1328 cm-1 seobservan las bandas de doblaje de los gru-pos CH3 , CH2 y OH. En 1086 cm-1 sepuede ver la banda del stretching C-O y a1044 cm-1, el doblaje de torsión del grupoCH2 .

Con la asignación se puede concluir quese obtiene un espectro muy similar al deletanol, en cuanto a números de banda yposición, pero existen variaciones en lasintensidades relativas de estas.

En los espectros IR no se observan lasfrecuencias características de los gruposaromáticos que pudieran corroborar losresultados alcanzados en la EspectroscopíaUV. Esto puede ser explicado a partir de la

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Figura 1. Espectros UV-VIS del ron cartablanca y los añejos con las mezclas prepa-radas.

Figura 2. Análisis de componentes princi-pales (PCA) con datos originales de losespectros UV- visible.

Figura 3. PCA con datos originales elimi-nando el ron Carta Blanca de los datos.

asunción de la baja concentración de estoscompuestos aromáticos.

Los espectros se muestran muy simila-res y no es posible diferenciar los diferentesrones y adulteraciones con solo este análi-sis, pero aplicando la quimiometría se obtu-vo el siguiente resultado que se muestra enla figura 5.

En el gráfico de los puntos se observauna separación muy similar a la del UV. Esteresultado es por demás lógico, ya que 20 %está más cercano a los añejos puros, entanto que el Carta Blanca se aprecia nota-blemente separado. Con este resultadoqueda explicada hasta el 94 % de la varian-

za total. Se realizó un análisis posterior delgráfico de puntos eliminando los intervalosde ruido, pero la mejora no fue significativacon relación a la varianza explicada.

CONCLUSIONES

1. El uso del IR y UV sirven como herra-mientas analíticas rápidas y confiablespara el análisis de muestras complejas derones.

2. Se logra diferenciar tipos de añejos, estosmostraron que existe separación por gru-pos al realizar los Análisis deComponentes Principales (PCA).

3. La mejor separación de los grupos selogra cuanto más adulterado haya sido elron.


1. Bellanato, J.; Bravo-Abad, F. Análisis decomponentes del brandy por espectros-copÍa infrarroja. Rev. Agroquím. Tecnol.Aliment. 28, 379-394. 1988.

2. Cuadrado, U.M. Luque de Castro, M. D.Pérez-Juan, P. Gómez-Nieto, M.Comparison and joint use of near infra-red spectroscopy and Fourier transformmid infrared spectroscopy for the deter-mination of wine parameters. Talanta 66218-224. 2005.

3. Pontes, M.J.C. Classification of distilledalcoholic beverages and verification ofadulteration by near infrared spectro-metry. Food Research International 39(2): 182-189. 2006.

4. MacKenzie, W.M.; Aylott, R.I. Analyticalstrategies to confirm Scotch whiskyauthenticity. Part II: Mobile brandauthentication. The Analyst, 129 (7),607-612. 2004.

5. Zayas, E.; O'Donnell, C. Autenticidad debebidas alcohólicas. Un estudio prelimi-nar. Memorias del tercer SimposioInternacional de Química Oriente, Cuba,5-8 de junio 2007. ISBN 978959250373.

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Figura 4. Espectros FTIR de las muestras derones añejos, añejos extra y muestras adul-teradas.

Figura 5. PCA con los datos originales.

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Revista icidca vol 45 no3 2011