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Cenicaña transforma la agroindustria de la caña
Fortalecemos el desarrollo de la región a través de alianzas con startups, con el propósito de potenciar la creación de soluciones que generan valor sostenible.
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retos de innovación

Pérdidas de sacarosa

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Economía circular

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Sistema de pesaje

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Formulación y cierre de proyectos

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Adopción de tecnología ARCROP

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Adopción de tecnologías de Cenicaña

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No concebimos
la ciencia
sin el sabor
de la caña

No concebimos
la ciencia
sin el sabor
de la caña

46 años dedicados a la investigación, desarrollo tecnológico e innovación en el sector agroindustrial de la caña. 

Hacemos parte de unos los principales sectores económicos del país, presente en 5 departamentos y 51 municipios.

El sector de la caña es el cuarto generador agroindustrial de divisas de Colombia después del café, las flores, el banano y el aceite de palma.

Colombia supera la producción de azúcar por hectárea de grandes productores como Brasil, Australia, Estados Unidos, México, India y la Unión Europea.

Nuestro
propósito
de innovación
abierta

La innovación está en nuestro ADN, somos ciencia dedicada a descubrir las posibilidades de la caña de azúcar, somos plataforma de nuevas oportunidades de progreso sostenible y creamos valor para las industrias.

A través de nuestro programa bee-open buscamos dinamizar la innovación, articulándonos con el ecosistema emprendedor para integrar conocimientos y agilizar la generación de valor para el sector agroindustrial de la caña en Colombia.

Términos de referencia

Nuestro
propósito
de innovación
abierta

La innovación está en nuestro ADN, somos ciencia dedicada a descubrir las posibilidades de la caña de azúcar, somos plataforma de nuevas oportunidades de progreso sostenible y creamos valor para las industrias.

A través de nuestro programa Bee Open buscamos dinamizar la innovación, articulándonos con el ecosistema emprendedor para integrar conocimientos y agilizar la generación de valor para el sector agroindustrial de la caña en Colombia.

Términos de referencia

Beneficios del
programa

Alianza para la innovación: conviértete en el aliado para ofrecer soluciones innovadoras al sector agroindustrial de la caña.

Contactos de valor: ten la oportunidad de ampliar tu capital relacional y de networking con más de 60 empresas que conforman el clúster de la caña.

Recursos de experimentación: accede a una bolsa de recursos para demostrar tu solución. 

Mentorías de alto nivel: relaciónate con equipos de investigación y expertos en tecnologías aplicadas a la agroindustria de la caña.

Soluciones de impacto: participa con tus soluciones y propuestas en la transformación
del sector agro en Colombia.

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Webinar
del programa

Cronograma
de la convocatoria

Hito

Descripción

Fecha

Apertura

Convocatoria e inscripción.

4 de junio a 12 de agosto 2024

Etapa de selección

Evaluación filtro 1: selección de hasta 15 emprendimientos.

Evaluación filtro 2: selección de hasta 10 emprendimientos.

Selección final: selección de 3 emprendimientos.

Agosto 2024

Pilotos

Firma de acuerdos e implementación de pilotos.

Etapa de experimentación y mentoría.

Septiembre a diciembre de 2024

Fecha

Descripción 

29 de mayo a 29 de julio 2024

Apertura

Convocatoria e inscripción de emprendimientos.

Agosto 2024

Etapa de selección

Evaluación filtro 1: selección de hasta 15 emprendimientos.

Evaluación filtro 2: selección de hasta 10 emprendimientos.

Selección final: selección de 3 emprendimientos.

Septiembre a diciembre de 2024

Pilotos

Etapa de experimentación y mentoría.

Firma de acuerdos e implementación de pilotos.

Preguntas
frecuentes

Somos el Centro de Investigación de la Caña de Azúcar de Colombia: somos ciencia dedicada a descubrir las posibilidades de la caña de azúcar, somos plataforma de nuevas oportunidades de progreso sostenible y creamos valor para las industrias.

Los programas de innovación abierta son una apuesta de un corporativo, institución o entidad por generar alianzas estratégicas con emprendedores del ecosistema de innovación con el propósito de co-crear soluciones para los retos de la compañía.

Todas las startups o scaleups a nivel nacional e internacional que tengan una solución acorde con uno de los retos de innovación del programa y que cumplan con los Términos de Referencia de la convocatoria.

Impacto potencial: aspectos tanto económicos como ambientales y sociales.

Facilidad de implementación: viabilidad y/o madurez técnica y el nivel de alistamiento de la solución para darle solución al reto en máximo 12 semanas.

Fit problema/solución: resuelve satisfactoriamente un problema relevante del negocio o cubre de satisfactoriamente una oportunidad de negocio aprovechable.

Viabilidad: capacidad o potencial de la solución para generar valor al ser
escalada.

Novedad: grado de novedad respecto a la industria.

El programa no contempla inversión de equity para la startup. Se dispondrá de recursos para el acompañamiento, la co-creación y gastos requeridos para la exploración y diseño del prototipo.

 

Los emprendimientos puedes postularse hasta el 31 de julio de 2024 dando clic aquí.

El Programa se desarrollará de forma virtual a través de plataformas de comunicación (entre las que se encuentra Teams, Google Meet, Zoom, entre otras), las cuales serán previamente establecidas por los operadores del programa; y de forma presencial en aquellas actividades de implementación del piloto que así lo requieran.

 

Las startups pueden estar ubicadas en cualquier geografía siempre y cuando al menos un miembro de su equipo hable en español.

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Pérdidas de sacarosa

¿Cómo incrementar la precisión y confiabilidad en la medición de sacarosa entre los procesos de corte y molienda de caña de azúcar de ingenios del sector del Valle del río del Cauca para priorizar acciones en focos de pérdida?

En promedio, el sector cosecha entre 120 y 140 toneladas de caña por hectárea, lo que representa alrededor de 190.000 toneladas anualmente. Una óptima calidad de la materia prima es clave para obtener altos rendimientos en la producción de azúcar. Por este motivo, se realiza un monitoreo de la sacarosa durante todo el proceso para estimar las pérdidas en campo (entre el corte y la molienda) y el procesamiento fabril. Las pérdidas en campo se determinan al cuantificar la sacarosa en dos puntos: justo antes de la cosecha y cuando el tren ingresa al ingenio. Conocer estas pérdidas le permite al sector focalizar acciones en los procesos en campo para disminuirlas o controlarlas, asegurando así una óptima calidad de materia prima ingresando a la fábrica.

El análisis de sacarosa en campo involucra dos momentos: el muestreo y la medición analítica. Debido a la variabilidad entre los tallos, la baja representatividad y las dificultades en la ejecución, el muestreo representa el principal desafío en la determinación de esta variable. Actualmente, para el análisis de sacarosa en campo contamos con un método denominado Muestreo Multietápico que implica la selección aleatoria, recolección y análisis de 16 tallos de cada suerte (área sembrada en caña que varía entre 0.5 ha hasta 30 ha). Las condiciones en campo como la alta densidad de caña, el clima y las largas distancias entre las suertes y el ingenio (hasta 120 km en algunos casos) dificultan la toma de muestras, implican altos recursos de personal, transporte y logística.

Cada suerte, con un área promedio de 7 ha, tiene alrededor de 70.000 tallos. La representatividad de la muestra es crucial ya que está debe representar el contenido de sacarosa en toda la suerte. Sin embargo, un número elevado de tallos en el muestreo implica aumentar la complejidad y superar la capacidad de los laboratorios para el análisis. Previo a la cosecha, los tallos muestreados para cada suerte son transportados a los ingenios donde ingresan al laboratorio, se procesan y se analizan. Con esta información, y mediante diferentes cálculos, se determinan los parámetros que definen la calidad de caña entre otros: sacarosa, contenido de sólidos solubles (Brix) y fibra.

Debido a todos los inconvenientes mencionados, este método no ha sido adoptado. Sin embargo, es importante para el sector contar con una solución para el análisis de sacarosa en caña en el campo, que permita tener un método más preciso y confiable, que sea costo-eficiente, viable técnicamente para las condiciones del sector y que finalmente permita determinar las pérdidas en campo para priorizar acciones de mejora que garanticen buenos rendimientos en fábrica.

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Economía circular

¿Cómo podemos desarrollar nuevos materiales con aplicaciones industriales dándole valor a los diferentes residuos (residuos agrícolas, bagazo, cachaza, mieles, vinaza, cenizas, etc.) de la agroindustria de la caña de azúcar para crear e implementar nuevos modelos de negocios sostenibles innovadores en el sector?

El sector agroindustrial genera cantidades significativas de subproductos con un considerable potencial para ser valorizados. En el año 2023, las fábricas dedicadas al procesamiento de caña de azúcar produjeron alrededor de 5.9 millones de toneladas de bagazo, 870,000 toneladas de cachaza, 633,000 m³ de vinaza concentrada, 166,000 toneladas de miel final (melaza) y 590,000 toneladas de cenizas, esta última proveniente de la combustión del bagazo y otros combustibles. Además, en los campos quedaron 3.4 millones de toneladas húmedas de residuos agrícolas de cosecha, principalmente hojas y cogollos, resultado de la cosecha mecanizada. Los subproductos mencionados presentan diversas características: 

  1. Vinaza: Es un líquido oscuro con un contenido de sólidos totales entre 22% y 45%, con un alto contenido de potasio (alrededor del 14% en base seca).
  2. Residuos agrícolas de cosecha y bagazo: Son materiales lignocelulósicos con un contenido variable de celulosa (21% – 35%), hemicelulosa, lignina (18% – 24%) y cenizas (8% y 25%),
  3. Miel final (melaza): Se trata de un líquido oscuro y viscoso con un contenido de sólidos totales del 88%, predominando la sacarosa, glucosa y fructosa.
  4. Cachaza: Es un material sólido con un contenido de humedad del 70% y un alto contenido de materia orgánica, así como de nutrientes como Ca, K, Mg y N, y un porcentaje significativo de fósforo (aproximadamente 1.8%).

Ante la necesidad de impulsar la sostenibilidad del sector, surge la oportunidad de aprovechar alternativas de economía circular basadas en el uso de estos subproductos para generar desarrollo en la región. El desafío reside en desarrollar procesos y tecnologías innovadoras que transformen estos residuos en nuevos materiales con diversas aplicaciones, distintas a las tradicionales (Edulcorantes/Alternativas de densificación/Aprovechamiento energético), para su utilización en otras industrias. A continuación, se detallan algunas propuestas que se han estado abordando desde nuestro equipo de Diversificación y algunos impactos asociados a las prácticas actuales de manejo de subproductos:

Aprovechamiento Actual: Gran parte del bagazo se utiliza como combustible en calderas para generar energía en los ingenios azucareros y como materia prima en la industria papelera.

Posibles aplicaciones Industriales: Desarrollo de biocombustibles como etanol de segunda generación. También se ha considerado su uso en la producción de pellets y briquetas para calderas, y en la fabricación de materiales compuestos funcionales como la xilosa, el xilitol, monómeros aromáticos.

Disposición Final e Impacto Ambiental: La combustión del material particulado más fino puede representar un desafío en la eficiencia del proceso y en la incrustación de las calderas. Su valorización en productos energéticos y materiales avanzados puede reducir estos impactos y mejorar la sostenibilidad del sector.

Aprovechamiento Actual: Se emplea principalmente como suplemento alimenticio para el ganado y en la industria de fermentación. 

Posibles aplicaciones industriales: Utilizada en la producción de edulcorantes como eritritol, y como materia prima en procesos biotecnológicos. Hemos explorado la fermentación en estado líquido para la obtención de biopolímeros como el pululano.

Disposición Final e Impacto Ambiental: actualmente es un subproducto que se vende como materia prima a otras industrias, pero es importante encontrar aplicaciones con un mayor valor agregado.

Aprovechamiento Actual: Una parte significativa se utiliza en la agricultura como complemento con orgánica para mejorar la calidad del suelo y la producción de abono orgánico en las plantas de compostaje. 

Posibles Aplicaciones Industriales: Se está investigando el uso de cachaza como materia prima para la digestión anaerobia para la obtención de biogás. 

Disposición Final e Impacto Ambiental: Si no se maneja adecuadamente, puede generar lixiviados contaminantes. Su valorización en productos agrícolas y materiales alternativos puede mitigar estos problemas.

Aprovechamiento Actual: Parte de las cenizas se emplea en la industria de la construcción, otra parte se usa para la producción de compost y otra parte se dispone en campo. 

Posibles Aplicaciones Industriales: Hemos explorado la alternativa de utilizarlas en la fabricación de cemento y concreto verde, así como en la mejora de suelos agrícolas o como relleno de reforzamiento de plásticos y polímeros convencionales.

Disposición Final e Impacto Ambiental: Parte de las cenizas que no se aprovechan son dispuestas en rellenos sanitarios o acumuladas. Su uso en materiales de construcción o alternativos ayuda a reducir estos impactos.

Aprovechamiento Actual: Parte de la vinaza se utiliza como medio para la fertilización líquida en campos agrícolas, luego de ser concentrada en las plantas de etanol carburante. Además, se utiliza para producir abono orgánico en plantas de compostaje.

Aplicaciones Industriales: Se ha explorado su uso como fertilizante líquido debido a su alto contenido de potasio y otros nutrientes esenciales. También, actualmente, se estudia su potencial para la producción de biogás mediante digestión anaeróbica.

Disposición Final e Impacto Ambiental: Debido a su alto volumen de producción, es importante identificar alternativas de valorización que permitan aprovechar el alto contenido de carga orgánica y su contenido de sales. Estas características del subproducto hacen que si no se realiza un buen manejo pueda afectar cuerpos de agua y suelo. La implementación de sistemas de aprovechamiento y reutilización puede mitigar estos impactos.

Buscamos dar pasos más contundentes hacia una economía circular, maximizando el valor de los subproductos agroindustriales. En este caso se están considerando alternativas como materiales Funcionales Avanzados, Polímeros y Membranas Avanzados, Biomateriales, Nanomateriales, Materiales de Construcción de Nueva Generación, materiales de computación de Nueva generación, etc. Es clave garantizar que estos los nuevos materiales y procesos sean económicamente viables, sostenibles y contribuyan a la generación de sinergias entre diferentes sectores industriales, de manera que se apalanque su adopción y escalado (Go to market claro).

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Sistemas de pesaje

¿Cómo determinar el peso de la caña cosechada mecánicamente en los experimentos de los centros de investigación agrícola para comparar efectiva y confiablemente los resultados de una parcela en experimentación vs. la parcela de control, para la toma de decisiones informadas?

En Cenicaña, llevamos a cabo diversos experimentos en el cultivo para validar las hipótesis de nuestras investigaciones. El área de cultivo se divide en parcelas, y para desarrollar los experimentos, en una sección de las parcelas se implementa la tecnología actual o testigo (parcela de control), mientras que en otra se prueba la tecnología propuesta (parcela en experimentación). Al final del experimento, realizamos evaluaciones comparativas para determinar la viabilidad de la nueva tecnología y una de las variables clave de los resultados son las TCH (toneladas de caña por hectárea), para lo cual después de cosechar la caña, necesitamos sistemas de pesaje confiables que nos permitan pesar parcela por parcela, este proceso se realiza con una frecuencia aproximada de 10 días cada mes. 

La solución actual de pesaje de experimentos de cosecha mecánica de la caña es a través de un vagón de pesaje que utiliza celdas de carga, es un sistema confiable (pesaje directo) pero complejo y delicado que se puede dañar fácilmente por las condiciones de la operación y que no se puede reparar de manera rápida. Adicionalmente la solución actual es costosa, limitada en su servicio post venta y en capacitación para resolver internamente los mantenimientos correctivos en el campo.

Cabe resaltar que algunos experimentos se encuentran en la Estación Experimental de Cenicaña, sin embargo, la mayoría los tenemos en predios de los ingenios y cultivadores. Para este último caso, cuando estamos cosechando los experimentos y el sistema de pesaje falla, generamos retrasos en la entrega de caña, afectando las operaciones de los ingenios.

Por lo anterior, el proceso de pesaje es vital para la evaluación de los resultados del centro y por ello estamos buscando soluciones a un menor costo, confiables, ágiles y fáciles de mantener (sistema sencillo, reparación con repuestos de fácil alcance y con recurso interno, y/o respaldo constante y respuesta rápida por parte del proveedor). 

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Formulación y cierre de proyectos

¿Cómo agilizar la formulación y el cierre de proyectos de alto valor, aprovechando el repositorio digital de conocimiento de Cenicaña para incrementar la eficiencia y aprovechar al máximo los diferentes mecanismos de financiación?

Las actividades de I+D+i de Cenicaña se soportan en la efectiva gestión de proyectos enfocados en las necesidades de los grupos de interés de la agroindustria de la caña. El equipo de investigadores de Cenicaña formulan anualmente proyectos, utilizando herramientas como árbol de problemas, árbol de objetivos, marco lógico y cronogramas, y realizan el cierre de sus proyectos con la elaboración de informes finales, informes presupuestales, artículos científicos, informes de impacto, acta de cierre, entre otros documentos.

Actualmente contamos con un software para la gestión de proyectos con el cual se carga la información y se hace seguimiento de su gestión. El tiempo en la formulación de un proyecto puede tomar entre 1 y 2 meses, y para el cierre de un proyecto se requiere alrededor de 1 mes o más, debido a la poca disponibilidad de tiempo para las actividades de documentación.

Esto sumado al poco uso de la información disponible en la base de datos de Cenicaña (Data de 46 años digitalizada), se generan reprocesos porque se formulan proyectos similares a los que ya se hicieron en el pasado o no toman como referencia proyectos anteriores para la formulación de nuevos proyectos. Además se identifican deficiencias en el conocimiento en la formulación de proyectos del personal que ingresa nuevo a la institución, lo que requiere un acompañamiento constante que no es posible atender de manera efectiva.

Cenicaña como entidad que hace parte del Sistema Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación, utiliza mecanismos de cooperación y co-financiación para sus proyectos de impacto regional. Las entidades de cooperación internacional y las agencias del estado, financian proyectos mediante convocatorias, y los plazos para la presentación a dichas convocatorias son cortos (1 o 2 meses). Por lo tanto, es difícil para los investigadores de Cenicaña dedicar tiempo a la formulación de los proyectos mientras realizan las actividades de otros proyectos que tienen en curso.

Con el objetivo de optimizar nuestros recursos, permitiendo enfocar las labores en el trabajo de campo y laboratorio por parte de los investigadores, y aprovechar el uso de nuevas tecnologías como la inteligencia artificial, que faciliten los procesos de documentación y futuras investigaciones, estamos buscando ser más eficientes en nuestro proceso de formulación y cierre de proyectos.

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Incrementar la adopción de la tecnología ARCROP

¿Cómo realizar la toma de imágenes RGB de los cultivos de caña de forma masiva, eficiente y asequible para la adopción de ARCROP por parte de los agricultores que mejore la toma de decisiones?

La obtención de información agronómica a partir de imágenes colectadas por drones representa una oportunidad para mejorar la precisión y la oportunidad en la toma de decisiones de manejo y cosecha del cultivo.

En línea con lo anterior Cenicaña desarrolló ARCROP, un software para el análisis automático de líneas de surcado que procesa y analiza imágenes RGB aéreas obtenidas con drones comerciales de uso común. Con los análisis realizados con ARCROP el ingenio o cultivador de caña puede conocer el porcentaje de despoblación, ubicación espacial de los segmentos de surcos sin caña y la distribución espacial de la despoblación. Esta información le permite calcular la cantidad de paquetes de semillas para realizar labores de resiembra y otras labores con base en datos reales.

Actualmente la solución requiere un servicio de vuelo de dron que no ofrecemos en Cenicaña y que los usuarios deben resolver por sí mismos (dato de entrada). Una vez el usuario cuente con las imágenes, las envía a Cenicaña para su procesamiento y análisis con una promesa de entrega del servicio de 5 días aproximadamente. Esto hace que no se ofrezca una solución integral a nuestros clientes.

En el mercado existe una solución que ofrece el servicio completo que principalmente utilizan los ingenios. Esta solución no es viable económicamente para agricultores pequeños o medianos, y adicionalmente no cuentan con la capacidad para realizar la gestión y logística de la toma de las imágenes.

Por lo anterior, identificamos la oportunidad de potencializar la solución Arcrop con un servicio integral que sea asequible para agricultores pequeños y medianos, incrementando la adopción de esta tecnología desarrollada por Cenicaña mediante alianzas y un modelo de negocio disruptivo.

Figura 1. Imágenes de productos ARCROP: A. Despoblación por línea B. Espacio entre surcos

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Adopción de tecnología de Cenicaña

¿Cómo lograr que los productores de caña registren y compartan la información de labores y prácticas agronómicas lote por lote, de forma actualizada y sistemática, para que Cenicaña tenga un seguimiento en la adopción de tecnología, además de entregarle a los productores herramientas, recomendaciones personalizadas del manejo agronómico y una ruta de implementación de tecnologías de acuerdo al análisis de sus datos?

Cenicaña es un centro de investigación que desarrolla tecnologías para mejorar la productividad de los campos de caña de azúcar y de las fábricas de los ingenios. Nuestro objetivo es lograr que dichas tecnologías se implementen y para eso es fundamental hacer seguimiento a la adopción tecnológica.

El sector cuenta aproximadamente con 4106 fincas de ingenios y cultivadores independientes (14 ingenios y alrededor de 3300 productores) para un total de 242.000 hectáreas cultivadas. Las fincas se dividen en lotes (denominados comúnmente suertes) que son unidades administrativas independientes dentro de la finca. Los cultivadores le proveen caña a los ingenios azucareros de la región para ser usada como materia prima en la producción de azúcar, etanol y energía.

El seguimiento a la adopción de tecnologías agronómicas se ha realizado a muestras representativas de agricultores por ingenio por medio de entrevistas, lo cual implica gran dedicación de personal y tiempo, y el proceso es lento. Cenicaña enfrenta desafíos significativos en el seguimiento del uso de estas tecnologías agronómicas en las fincas. Esto se da en gran medida por la dificultad para interactuar de forma recurrente con el total de productores de caña, quienes son los tomadores de decisiones o influenciadores clave en la adopción tecnológica. Muchas veces, la información recopilada no es representativa para el sector y se desactualiza rápidamente.

Cenicaña cuenta con una base de datos de contacto de los productores de caña y un aplicativo móvil para la realización del diagnóstico de factores que afectan la productividad en cada predio o finca, sin embargo, su diligenciamiento requiere de acompañamiento, el análisis de la información recopilada debe hacerse de forma manual y no se facilita la actualización de la información.

Se necesita una herramienta que permita al cultivador consignar sistemáticamente las labores realizadas en cada lote/suerte, sus costos y eficiencias, de esta manera podrá realizar seguimiento al manejo de su cultivo y tendrá información actualizada de las tecnologías implementadas. Esa misma información, reportada a Cenicaña, nos permitiría tener un registro actualizado de la adopción tecnológica y el área impactada por cada una de las tecnologías para generar nuevas estrategias efectivas de investigación y transferencia.

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