Modelado para la evaluación de Sostenibilidad en la Cadena de Suministro de Bioetanol

La sostenibilidad es actualmente uno de los conceptos más importantes en investigación científica y programas gubernamentales de diferentes países (Nabavi et al., 2017). Esto aplica a todos los sectores productivos que están en expansión en las economías locales y globales. Uno de los sectores más significativos para la implementación y evaluación de la sostenibilidad es el sector de los biocombustibles por su constante crecimiento y dudas sobre impactos socio ambientales. Colombia, es el décimo país productor de bioetanol en el mundo y el tercero en América Latina, sin embargo, las implicaciones futuras de los aspectos sociales y ambientales de su producción aún no se encuentran demostradas y son ampliamente discutidas desde diferentes aristas. En este documento de tesis doctoral, se logró establecer un modelo que representa la cadena de suministro de bioetanol en Colombia, con la vinculación de indicadores, que permitan la evaluación prospectiva de la sostenibilidad. Para ello, se partió de la caracterización y modelado de la cadena de suministro de bioetanol de caña de azúcar en Colombia, posteriormente se identificaron seis indicadores de sostenibilidad a evaluar, consumo de agua, calidad de agua, empleos, tenencia de tierra, productividad y flexibilidad, estos relacionados con toda la cadena de suministro, los indicadores utilizados fueron propuestos por la Asociación Mundial de Bioenergía-GBEP. La simulación del modelo se realizó con la información de la producción de bioetanol de caña de azúcar en Colombia del año 2006 al 2015, con una capacidad instalada de 450 millones de litros para el año 2016. Para la evaluación de sostenibilidad realizada se propuso una síntesis metodológica en la que parte con el modelado de la cadena de suministro de bioetanol, utilizando Dinámica de Sistemas, y luego se conectaron y modelaron los indicadores de sostenibilidad definidos; posteriormente para saber si los indicadores evolucionan a través de regiones deseadas, que corresponderían a los objetivos del sector y los objetivos de sostenibilidad, se utilizó el concepto de restricciones, desarrollado en la Teoría de Viabilidad, aquí, regiones deseadas del estado de los indicadores se definieron, tales como: Región deseada, Región de alerta y Región no deseada. Estas regiones fueron definidas teniendo en cuenta normativa colombiana y panorama internacional de producción de bioetanol. Los indicadores evaluados con esta metodología fueron: consumo de agua, calidad de agua (expresado en Demanda Biológica de Oxigeno) y empleos generados en la producción de bioetanol. Los resultados muestran importantes hallazgos para el modelado, monitoreo y evaluación de la sostenibilidad en los biocombustibles, utilizando indicadores, proporcionando así, un método el cual se debe utilizar partiendo de la representación de una cadena de suministro de determinado biocombustible y visualizando la afectación al estado de los indicadores para evaluar las mejores estrategias o políticas que permitan alcanzar unas regiones objetivo definidas. En este sentido, se discute la necesidad de diseñar e implementar políticas claras de sostenibilidad para la planificación e incremento de capacidad instalada de producción de bioetanol. Este trabajo aporta las bases para construir herramientas que permitan a los responsables de formular políticas en diferentes contextos del sector, la inclusión de los aspectos de desarrollo sostenibleAbstract: Sustainability is currently one of the most important concepts in scientific research and government programs in different countries (Nabavi et al., 2017). This applies to all productive sectors that are expanding in local and global economies. One of the most significant sectors for the implementation and evaluation of sustainability is the biofuels sector due to its constant growth and doubts about socio-environmental impacts. Colombia, the tenth largest producer of bioethanol in the world and third in Latin America, however, the future implications of the social and environmental companies of its production have not yet been demonstrated and are widely discussed from different angles. In this doctoral thesis document, it was possible to establish a model that represents the supply chain of bioethanol in Colombia, with the linkage of indicators, that allow the prospective evaluation of sustainability. To do this, the characteristics and model of the supply chain of sugarcane bioethanol in Colombia were identified. Six indicators of sustainability were identified: value, water consumption, water quality, jobs, land tenure, productivity and flexibility, these indicators were used for the Global Bioenergy Partnership (GBEP). The simulation of the model was carried out with information on bioethanol production of sugarcane in Colombia from 2006 to 2015, with an installed capacity of 450 million liters by 2016. For the sustainability assessment, a methodological synthesis was made in the part with the model of the bioethanol supply chain, using Dynamics of Systems, and then the defined sustainability indicators were connected and modeled; subsequently to know if the indicators evolve through desired regions, corresponding to sector objectives and sustainability objectives, we use the concept of constraints, developed in the Viability Theory, here, the desired regions of the state of the indicators stories were defined as: Desired Region, Alert Region and Undesired Region. These regions were defined taking into account Colombian regulations and an international bioethanol production scenario. The indicators evaluated with this methodology were: water consumption, water quality (expressed in Biological Demand of Oxygen) and jobs generated in the production of bioethanol. The results are important for the model, monitoring and evaluation of sustainability in biofuels, indicators of use, thus providing a method which should be used to partition the representation of a supply chain of a given biofuel and visualizing the indicators to assess the best strategies to achieve the defined target regions. In this sense, the need to design and implement clear sustainability policies for planning and increasing the installed capacity of bioethanol production is discussed. This work provides the basis for the construction of tools that allow policymakers in different contexts of the sector to include sustainable development projectsDoctorad