Estudio de caso

Innovación sostenible: optimización de recursos y reducción de residuos en la producción de licor artesanal en Pastaza

Sustainable innovation: Optimizing resources and reducing waste in the production of artisanal liquor in Pastaza

Introducción

En la región amazónica del Ecuador, la producción artesanal de bebidas ancestrales como el licor artesanal o aguardiente constituye una práctica cultural profundamente arraigada, que se ha transmitido por generaciones y que representa una fuente complementaria de ingresos para numerosas familias. En la ciudad de Puyo y sus alrededores, este microemprendimiento se desarrolla mediante técnicas tradicionales que, si bien conservan el valor cultural y la identidad territorial, también enfrentan crecientes desafíos ambientales y productivos (Aguiar et al., 2021).

La elaboración artesanal de licor implica procesos como la recepción de materia prima, la molienda de la caña de azúcar, la fermentación natural del guarapo y la destilación en alambiques, actividades ampliamente descritas, en estudios relacionados con destilerías de pequeña escala. Estos procesos, al ser efectuados en instalaciones básicas y con recursos limitados, suelen generar altos consumos de agua y energía, así como una cantidad considerable de residuos orgánicos y efluentes líquidos que, en muchos casos, no reciben tratamiento adecuado (Ilibay-Granda, 2021).

El problema ambiental principal que enfrenta este tipo de microemprendimiento radica en el uso intensivo de recursos naturales, especialmente agua y biomasa forestal, necesaria para la producción de calor durante la destilación (Aguiar et al., 2021). La elevada demanda de agua para el enfriamiento en los alambiques, sumada a la generación continua de residuos como bagazo, lodos de fermentación y aguas residuales, puede provocar afectaciones en ecosistemas circundantes altamente sensibles, tal como lo señalan los estudios territoriales del sector (Gobierno Autónomo Descentralizado de Pastaza [GADPZ], 2017).

En una zona donde los ríos, quebradas y suelos actúan como pilares del equilibrio ecológico, la falta de sistemas de tratamiento y aprovechamiento de subproductos se traduce en pérdidas económicas, deterioro ambiental y riesgos para la salud comunitaria (Carvajal-Padilla, 2021). La quema de leña para calentar los alambiques contribuye indirectamente a la deforestación, agravada por la ausencia de prácticas de manejo sostenible de la biomasa.

Para enfrentar este desafío, la Producción Más Limpia (PML) surge como un enfoque estratégico esencial. La PML, centrada en la prevención de la contaminación desde el origen del proceso productivo, busca aumentar la eficiencia en el uso de recursos, disminuir la generación de residuos y promover el desarrollo sostenible en actividades industriales y agroindustriales (Aguiar et al., 2021). Su importancia en el medio del microemprendimiento de aguardiente en Puyo es particularmente relevante debido a las características del entorno amazónico, donde los ecosistemas son altamente vulnerables a la presión antropogénica y donde las prácticas artesanales pueden ocasionar impactos acumulativos (GADPZ, 2017).

Aplicar estrategias de PML constituye una oportunidad para optimizar recursos, mejorar la eficiencia operativa e incorporar tecnologías adaptadas a realidades comunitarias (Ilibay-Granda, 2021).

La aplicación de Producción Más Limpia no implica sustituir los conocimientos tradicionales ni eliminar las prácticas culturales asociadas al aguardiente artesanal. La PML se integra adecuadamente con estos saberes locales, permitiendo un marco de mejora continua mediante la reorganización de procesos, el uso eficiente de insumos y la incorporación de soluciones accesibles como sistemas de recirculación de agua o mejoras en la eficiencia térmica de los alambiques (Alvarado Ludeña, 2021). Desde este enfoque, la innovación sostenible actúa como puente entre tradición y modernidad, impulsando la competitividad y reduciendo los costos operativos del emprendimiento.

El sustento ideal de este estudio se fundamenta en la integración de la innovación sostenible, la optimización de recursos y la Producción Más Limpia. La innovación sostenible, entendida como la incorporación de mejoras tecnológicas, organizativas o ambientales que generan valor económico reduciendo la presión sobre los recursos naturales, resulta fundamental para el desarrollo de microemprendimientos amazónicos (ProAmazonía, 2021). La optimización de recursos implica usar de manera eficiente agua, energía y biomasa, disminuyendo pérdidas y evitando desperdicios. La PML articula ambos principios, priorizando la reducción de residuos desde la fuente y evitando soluciones reactivas o costosas.

Este sustento conceptual integrado ha sido confirmado en investigaciones de agroindustrias tradicionales que demuestran la relevancia de mejorar los procesos fermentativos, energéticos y de manejo de residuos (Quishpe-López, 2020).

Desde una perspectiva científica, múltiples estudios en microindustrias agroalimentarias evidencian que la optimización de procesos mediante PML reduce significativamente impactos ambientales, mejora el rendimiento y promueve la sostenibilidad económica (Instituto de Investigación Sinchi, 2023). La valorización del bagazo como insumo agrícola o energético contribuye tanto a disminuir la presión ambiental como a generar beneficios adicionales. De igual forma, el GADPZ (2017) señala que las actividades productivas en la Amazonía deben incorporar medidas preventivas debido a la sensibilidad ambiental del territorio, reforzando la necesidad de modelos ecoeficientes.

La justificación práctica de este estudio se sustenta en la urgencia de mejorar la eficiencia y reducir costos en el microemprendimiento de licor artesanal en Puyo. La implementación de prácticas de PML permite disminuir el consumo de agua y energía, reducir desperdicios de materia prima, mejorar la calidad del aguardiente y promover un ambiente de trabajo más seguro. Además, fortalece la imagen ambientalmente responsable del emprendimiento, lo cual es un factor diferenciador en mercados que valoran productos artesanales con trazabilidad ecológica y cultural (GADPZ, 2017).

El presente estudio tiene como objetivo proponer estrategias de innovación sostenible basadas en el enfoque de Producción Más Limpia para la optimización del uso de recursos, la minimización de la generación de residuos y la mejora de la ecoeficiencia en la producción de licor artesanal en la ciudad de Puyo, provincia de Pastaza.

Metodología / Descripción de la experiencia

Contexto de aplicación. La microempresa Puro-Puyo se ubica en la provincia de Pastaza, parroquia Puyo, en los alrededores de la comunidad de Putuimi, con coordenadas de latitud -1,55366° (1° 33′ 13″ S) y longitud -78,0223° (78° 1′ 20″ O). Esta zona se caracteriza por un entorno predominantemente rural cuyas actividades económicas se sustentan históricamente en la agricultura de subsistencia, la caza y la pesca. La microempresa opera en el sector de licores artesanales, constituyendo un caso representativo de microemprendimiento local con potencial de mejora en su gestión ambiental.

Diseño metodológico. El presente estudio adoptó un enfoque basado en los principios de Producción Más Limpia (PML), definida por el PNUMA como la aplicación continua de una estrategia ambiental preventiva integrada a los procesos, productos y servicios para aumentar la eficiencia global y reducir los riesgos para los seres humanos y el medio ambiente (Organización de Las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial [ONUDI], 2024). La metodología siguió una secuencia lógica de diagnóstico, cuantificación, priorización y evaluación de alternativas, conforme a los lineamientos de la ONUDI.

Diagnóstico del proceso productivo. Se realizó un diagrama de flujo del proceso de elaboración de licor artesanal para identificar y describir, de manera ordenada, las etapas, actividades, recursos empleados y responsables involucrados. Esta herramienta permitió visualizar la secuencia operativa del sistema y detectar puntos de interés para el análisis de eficiencia. Complementariamente, se aplicó un ecomapa para representar espacialmente las fuentes de consumo de recursos y generación de residuos al interior de las instalaciones. Los ecomapas permiten analizar, gestionar y comunicar sobre la gestión de recursos, agua, energía, materiales y suministros, así como la gestión de residuos, emisiones, vertidos y riesgos en una actividad productiva o funcional, en materia medioambiental (Severiche-Sierra & Ahumada-Villafañe, 2021).

El ecomapeo es un proceso paso a paso para recopilar información útil y desencadenar acciones ambientales inmediatas, verificando procesos y comportamientos de los colaboradores e induciendo mejoras inmediatas. Los datos fueron levantados mediante observación directa en campo durante un período representativo de producción.

Balances de materia y energía. Se elaboraron balances de materia y energía para cada etapa del proceso productivo con el objetivo de cuantificar las entradas (insumos, agua, energía) y salidas (productos, subproductos, residuos, emisiones). Esta herramienta es fundamental en la metodología de PML, pues el análisis involucra el cálculo de balances de masa para identificar residuos sólidos y líquidos que pueden ser minimizados en el proceso (Neto et al., 2022). Los datos fueron obtenidos mediante medición directa en campo y revisión de registros operativos de la microempresa.

Identificación de puntos críticos y pérdidas. A partir del análisis del diagrama de flujo, el ecomapa y los balances realizados, se identificaron los puntos críticos del proceso: aquellas etapas donde se concentran las mayores pérdidas de materia prima, agua o energía, o donde se genera el mayor impacto ambiental. Para priorizar las intervenciones se empleó una matriz de priorización que consideró criterios de magnitud del impacto, frecuencia de ocurrencia y viabilidad de mejora. La priorización de oportunidades preventivas facilita el proceso de mejora continua en las pequeñas empresas (Nunes et al., 2019).

Evaluación de opciones de Producción Más Limpia. Se identificaron y evaluaron alternativas de PML clasificadas en tres niveles jerárquicos, conforme a la metodología del PNUMA/ONUDI: buenas prácticas operativas (cambios en procedimientos, mantenimiento y gestión sin inversión tecnológica); sustitución de insumos (reemplazo de materiales por opciones de menor impacto ambiental o mayor eficiencia); y mejoras tecnológicas (incorporación de equipos o procesos que incrementen la eficiencia en el uso de recursos). Cada alternativa fue analizada mediante una evaluación de viabilidad técnica, económica y ambiental, utilizando indicadores cuantitativos (reducción estimada de residuos, ahorro energético, costo-beneficio) y cualitativos (facilidad de implementación, aceptación por parte del operador).

Consideraciones éticas. El desarrollo del presente estudio contó con la autorización expresa del propietario de la microempresa Puro-Puyo, quien consintió la realización de visitas técnicas a las instalaciones, la observación directa del proceso productivo y el levantamiento de información operativa y ambiental. La información recopilada fue utilizada exclusivamente con fines académicos e investigativos.

Resultados y aprendizajes

Diagrama de flujo. Mediante la visita técnica a las instalaciones de la microempresa Puro-Puyo, previa autorización del propietario, se identificaron seis etapas secuenciales en el proceso de elaboración de licor artesanal de caña. El proceso artesanal de obtención de licor artesanal de caña utiliza un trapiche para la molienda, obteniéndose el jugo de caña que se almacena en recipientes para su posterior fermentación y destilación.

Recepción del jugo de caña: el proceso inició con la recepción de la caña de azúcar como materia prima. Tras un lavado para eliminar impurezas superficiales, la caña fue introducida en un trapiche que, mediante la presión de dos rodillos, permitió la extracción del jugo. El líquido obtenido fue recolectado y almacenado para las etapas posteriores. Filtrado: el jugo de caña fue sometido a un colado para eliminar astillas, fibras y residuos sólidos provenientes de la caña, conservando sus condiciones naturales. En caso de detectarse impurezas, el jugo retornaba a esta etapa hasta garantizar su limpieza. Almacenamiento del jugo: el jugo filtrado fue almacenado en tanques fermentadores de acero inoxidable durante aproximadamente 24 horas, manteniéndose a una temperatura controlada de entre 20 y 25 °C, para prepararlo para la fermentación.

Fermentación: el jugo permaneció en reposo entre dos y tres días, tiempo suficiente para alcanzar el grado de maduración necesario para la destilación. Destilación: una vez alcanzada la maduración adecuada, el jugo fermentado fue calentado hasta la evaporación de sus componentes volátiles y su posterior condensación. La temperatura en la torre de destilación se mantiene alrededor de los 65 °C, etapa en la que se genera la mayor cantidad de vinazas, residuo líquido de alta carga orgánica que constituye el principal impacto ambiental del proceso. Almacenamiento final: el aguardiente obtenido fue recolectado y almacenado para su comercialización. El control de temperatura durante la destilación resultó esencial para garantizar la calidad del producto y evitar la formación de compuestos indeseables como el metanol.

Ecomapa. El ecomapa elaborado permitió identificar y representar gráficamente, de forma espacial, las principales fuentes de consumo de recursos y generación de residuos dentro de las instalaciones. Se identificaron como zonas de mayor impacto ambiental: el área de molienda por su consumo de combustible diésel y generación de bagazo; el área de destilación por su elevado consumo energético y generación de vinazas; y las zonas de almacenamiento por la disposición inadecuada de residuos sólidos.

Balance de materia y energía. Se elaboró el balance de materia para cuantificar todas las entradas y salidas del sistema por jornada productiva, tomando como base 1.800 kg de caña de azúcar ingresada (9 m³ a una densidad aparente de 200 kg/m³). Para el balance de energía se cuantificó el consumo energético por etapa del proceso, partiendo del dato declarado de 30,49 kWh/día de consumo total medido: destilación (resistencia/quemador caldera) 18,30 kWh eléctricos (60,00 % del total); enfriamiento (bomba de agua y condensador) 6,10 kWh (20,00 %); iluminación (luminarias convencionales) 3,05 kWh (10,00 %); y otros equipos auxiliares (bombas, filtros) 3,04 kWh (10,00 %).

Adicionalmente, el trapiche consume 20 L de diésel/día, equivalentes a aproximadamente 214 kWh de energía primaria (PCI diésel ≈ 10,70 kWh/L), con una eficiencia mecánica estimada del 30 %, resultando en aproximadamente 64 kWh de trabajo útil. El consumo eléctrico por litro de producto es de 0,113 kWh/L, el consumo total (eléctrico más diésel) por litro es de 0,906 kWh/L, el consumo eléctrico mensual (22 días hábiles) es de 670,78 kWh/mes y el costo energético mensual (a $0,13/kWh) es de $87,20/mes.

Respecto al balance térmico de la destilación, para elevar 950 L de mosto desde 20 °C hasta la temperatura de operación de 65 °C se requiere Q = m × Cp × ΔT = 950 kg × 4,18 kJ/kg·°C × (65−20) °C = 178.695 kJ = 49,60 kWh. El sistema opera con una eficiencia térmica estimada del 37 %, lo que implica que de los 49,6 kWh teóricos requeridos, el equipo consume aproximadamente 18,30 kWh eléctricos netos, valor coherente con los datos medidos y que evidencia una pérdida térmica del 63 % susceptible de reducirse mediante mejoras en el aislamiento del sistema de destilación.

Balance de costos. Se elaboró el balance de costos considerando los cinco rubros directamente asociados a la producción por jornada: caña de azúcar (9 m³, $225,00), combustible diésel (20 L, $26,00), botellas de plástico 1L (270 unidades, $27,00), consumo de energía (30,49 kWh/día, $3,96) y mano de obra (3 salarios/semana, $330,57), para un costo total de $612,53 por jornada productiva. La mano de obra representa el rubro de mayor incidencia con el 53,97 % del costo total, seguida por la materia prima con el 36,73 %. El combustible diésel, los envases plásticos y el consumo eléctrico representan en conjunto el 9,46 % restante, siendo este último el de menor peso económico directo ($3,96/día), aunque su impacto ambiental resulta significativo en términos de emisiones asociadas al proceso.

Identificación y priorización de puntos críticos. A partir del diagrama de flujo, el ecomapa y los balances de materia y energía, se identificaron tres puntos críticos del proceso: destilación (generación de vinazas y alto consumo energético e hídrico: 620 L vinazas/día con DQO ~80.000 mg/L; 18,30 kWh/día, 60 % del total; 845 L agua/día), molienda (consumo de diésel, bagazo sin valorizar y bajo rendimiento de extracción: 20 L diésel/día equivalentes a 53,6 kg CO₂/día; 720 kg bagazo/día; rendimiento del 55 % frente a un referencial de 60–65 %) y envasado (generación de residuos plásticos sin gestión: 270 botellas PET/día, aproximadamente 8,1 kg plástico/día).

Para priorizar las intervenciones se aplicó una matriz de criticidad con cuatro criterios ponderados (magnitud del impacto ambiental 30 %, consumo de recursos 25 %, frecuencia de ocurrencia 25 % y viabilidad de mejora 20 %), obteniéndose un puntaje ponderado de 4,75 para destilación (1ª prioridad), 4,45 para molienda (2ª prioridad) y 3,00 para envasado (3ª prioridad). La destilación y la molienda fueron priorizadas para la aplicación inmediata de medidas de PML, dado que concentran conjuntamente el 95 % de las pérdidas económicas y ambientales cuantificadas (~$23.700/año entre insumos desaprovechados, energía ineficiente y residuos sin valorizar). El envasado, si bien genera impacto acumulado relevante, puede abordarse en una segunda fase dada su menor criticidad relativa.

Propuesta de Producción Más Limpia. A partir de los puntos críticos priorizados, se evaluaron alternativas de PML en tres niveles jerárquicos conforme a la metodología del PNUMA/ONUDI. Buenas prácticas operativas: en destilación se propone el control estricto de temperatura (65–78 °C) mediante termómetros de lectura directa, lo que mejoraría el rendimiento alcohólico en un 3–5 %, representando un ingreso adicional estimado de $1.267–$3.010/año; en iluminación, la sustitución de luminarias convencionales por tecnología LED reduciría el consumo en esta línea un 60 %, con un ahorro de $62,83/año y recuperación de la inversión ($80 USD) en menos de un año.

Sustitución de insumos: se propone el uso de boquillas de alta presión y bajo caudal en el lavado de caña, reduciendo el consumo de agua en molienda entre un 40–60 % (de 120 L/día a 48–72 L/día) y disminuyendo la carga orgánica descargada al sistema de drenaje. Mejoras tecnológicas: se proponen tres intervenciones de mayor alcance: un biodigestor anaerobio para vinazas ($800 de inversión; sustitución del 60 % del diésel y eliminación de vinazas; beneficio anual de $4.118; periodo de recuperación menor a 3 meses); compostaje de bagazo ($300 de inversión; 240 kg de compost/día comercializable; beneficio anual de $9.504; periodo de recuperación menor a 12 días); y circuito cerrado de enfriamiento ($1.200 de inversión; reducción hídrica del 90–95 %, de 845 a 45 L/día; beneficio anual de $158,89; periodo de recuperación de aproximadamente 7,5 años).

En conjunto, el paquete PML completo requiere una inversión total de $2.300 y genera un beneficio anual estimado de $13.781, recuperable en aproximadamente dos meses, dado que el biodigestor y el compostaje lideran el retorno económico del paquete integrado.

Las tres alternativas tecnológicas propuestas presentan niveles de rentabilidad distintos. El compostaje de bagazo resulta la opción más atractiva económicamente, con una inversión mínima de $300 y un retorno en menos de 12 días gracias a la comercialización de 240 kg de compost diarios. El biodigestor anaerobio, con una inversión de $800, permite sustituir el 60 % del diésel consumido y eliminar las vinazas, recuperando la inversión en menos de tres meses. El circuito cerrado de enfriamiento, aunque reduce el consumo hídrico entre un 90 y 95 %, presenta el período de recuperación más largo (~7,5 años) debido a su bajo beneficio económico directo, siendo su mayor aporte de naturaleza ambiental.

Discusión

Los resultados obtenidos evidencian que el proceso de producción de licor artesanal en la microempresa analizada presenta ineficiencias significativas en el uso de recursos, especialmente en las etapas de destilación y molienda, lo cual coincide con lo reportado en estudios recientes sobre microindustrias agroalimentarias en contextos rurales (Kumar et al., 2021). En particular, el elevado consumo energético y la generación de vinazas con alta carga orgánica confirman que la destilación constituye el principal punto crítico ambiental, situación similar a la identificada en estudios sobre efluentes agroindustriales, donde este residuo representa un desafío importante debido a su potencial contaminante (Santos et al., 2019).

Comparativamente, investigaciones recientes han demostrado que la implementación de estrategias de Producción Más Limpia puede reducir significativamente el consumo de recursos y la generación de residuos en pequeñas agroindustrias (Bernal & Vanotti, 2023; Hadi, 2024). En este estudio, las propuestas planteadas, como el uso de biodigestores y sistemas de recirculación de agua, muestran resultados potenciales consistentes con dichos enfoques, lo que valida su aplicabilidad técnica y ambiental.

En relación con el consumo energético, el uso de diésel en la molienda representa una fuente importante de emisiones de CO₂, lo cual coincide con estudios que evidencian la dependencia de combustibles fósiles en sistemas productivos rurales. En contraste, investigaciones recientes destacan que la sustitución parcial de estos combustibles por biogás generado a partir de residuos orgánicos puede reducir significativamente la huella de carbono (Rojas-Flores et al., 2024; Chávez-González et al., 2025).

Por otro lado, el desaprovechamiento del bagazo identificado en este estudio refleja una pérdida de valor económico y energético. Este hallazgo coincide con investigaciones que señalan que los residuos agrícolas pueden ser utilizados como fuente de energía o materia prima para compostaje, contribuyendo a la economía circular (Zhang, 2024; Wahyudin & Oge, 2025).

En cuanto al consumo hídrico, la elevada demanda de agua en la etapa de enfriamiento evidencia una gestión ineficiente del recurso. Investigaciones recientes sugieren que la implementación de sistemas cerrados puede reducir significativamente el consumo de agua en procesos productivos (Yuan et al., 2025).

En términos generales, los resultados confirman que la aplicación de estrategias de Producción Más Limpia no solo permite reducir impactos ambientales, sino también mejorar la eficiencia económica del proceso, tal como lo evidencian múltiples investigaciones en el ámbito de pequeñas industrias (Caiza López et al., 2025; Hadi, 2024). En este sentido, el beneficio económico estimado y el corto periodo de recuperación de la inversión demuestran que la sostenibilidad ambiental puede integrarse de manera efectiva con la rentabilidad productiva.

Conclusiones

El presente estudio demuestra que la producción artesanal de aguardiente en la microempresa Puro-Puyo presenta ineficiencias estructurales significativas en el uso de recursos, particularmente en las etapas de destilación y molienda, donde se concentran los mayores consumos de energía, agua y generación de residuos. La identificación de estos puntos críticos, sustentada en balances de materia y energía, permitió evidenciar que el proceso actual no solo genera impactos ambientales relevantes como la descarga de vinazas con alta carga orgánica y emisiones asociadas al uso de diésel, sino también pérdidas económicas evitables.

La aplicación del enfoque de Producción Más Limpia (PML) resultó ser una herramienta eficaz para diagnosticar, priorizar e intervenir sobre dichas ineficiencias, permitiendo la formulación de estrategias técnica y económicamente viables. Las alternativas propuestas, particularmente el biodigestor anaerobio, el compostaje del bagazo y el sistema cerrado de enfriamiento, evidencian un alto potencial de reducción de impactos ambientales, destacando la eliminación de vertidos contaminantes, la disminución del consumo de combustibles fósiles y la optimización del uso del recurso hídrico.

Desde una perspectiva económica, los resultados confirman que la sostenibilidad ambiental puede integrarse de manera directa con la rentabilidad del microemprendimiento. El beneficio económico estimado y el corto período de recuperación de la inversión demuestran que las estrategias de PML no representan un costo adicional, sino una oportunidad de mejora productiva y competitiva.

También el estudio valida que la incorporación de innovación sostenible en contextos amazónicos no requiere la sustitución de saberes tradicionales, sino su fortalecimiento mediante soluciones tecnológicas apropiadas y adaptadas al entorno local. Este enfoque permite mantener la identidad cultural del proceso productivo, al tiempo que se mejora su desempeño ambiental y eficiencia operativa.

Finalmente, se concluye que la implementación de modelos de Producción Más Limpia en microindustrias artesanales constituye una estrategia clave para promover el desarrollo sostenible en la Amazonía ecuatoriana. Su aplicación no solo contribuye a la conservación de ecosistemas altamente sensibles, sino que también fortalece la resiliencia económica de los emprendimientos locales, alineándose con los principios de economía circular y sostenibilidad territorial.

Agradecimientos

Al propietario de la microempresa Puro-Puyo.

Declaraciones

Los autores declaran que no existe ningún conflicto de interés. Además, el trabajo no recibió financiamiento externo. El uso de inteligencia artificial se limitó exclusivamente a fines de apoyo en la redacción, garantizando en todo momento la originalidad de los autores.