Revista Colombiana de INVESTIGACIONES AGROINDUSTRIALES RECIA Volumen 1 • Enero - Diciembre 2014 • ISSN: 2422-0582 SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE Volumen 1 • Enero - Diciembre 2014 • ISSN 2422-0582 RECIA Centro Agropecuario de Buga - CAB SENA Regional Valle del Cauca RECIA El SENA como Institución de Formación Profesional Integral asume la investigación tecnológica para contribuir al desarrollo y la innovación del sector productivo, para alcanzar este propósito incorpora en sus procesos como estrategia, con la participación de instructores y aprendices, el Sistema de Investigación, Desarrollo Tecnológico e Innovación – SENNOVA. Con la apropiación de este sistema el SENA pretende entre otros aspectos: • Incentivar la Investigación, el Desarrollo Tecnológico y la Innovación. • Publicar resultados de investigaciones. • Contribuir a la pertinencia de la Formación Profesional Integral, por medio de la incorporación de nuevas tecnologías y conocimientos en sus programas de formación. • Formar aprendices con habilidades y destrezas que incrementen la capacidad de innovar de las empresas colombianas. • Orientar la creatividad de los trabajadores colombianos y de los aprendices en general, a través del desarrollo de las habilidades y competencias en investigación, desarrollo e innovación. • Realizar eventos de divulgación de ciencia, tecnología e innovación, como foros, seminarios y conferencias con expertos. La investigación aplicada es una herramienta formativa que impulsa SENNOVA a través de diferentes proyectos de formación. En el SENA el aprendiz participa activamente en la investigación mediante estrategias como: Semilleros de investigación, Grupos de investigación aplicada. Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Titúlo abreviado: Rev.colomb.investig.agroindustriales ISSN: 2422-0582 Periodicidad: Anual Enero - Diciembre 2014 Email: revistagroindustrial@sena.edu.co agroinvestigaciones@bioagroindustria.com Http://www.bioagroindustria.com Http://senabuga.blogspot.com Certiicación de Competencias Laborales Mesa Sectorial de Coniteria Comité editorial Comité cientíico luis Eduardo Ordóñez Santos Ph.D en Alimentos: Valor Nutriivo, Tecnología y Seguridad Alimentaria. Profesor Asociado Universidad Nacional de Colombia sede Palmira. Palmira, Colombia Ben A. Faber Ph.D Soil Ferility University of California Los Ángeles, Estados Unidos Armando Torrente Trujillo Ph.D en Ciencias Agrarias con énfasis en suelos Profesor Titular Universidad Surcolombiana. Neiva, Colombia Margarita María Andrade Mahecha Ph.D en Ingeniería de Alimentos Profesora Asistente Departamento de Ingeniería Facultad de Ingeniería y Administración Coordinadora Programa de Maestría Ingeniería Agroindustrial Universidad Nacional de Colombia sede Palmira. Palmira, Colombia Guillermo Salamanca Grosso Postdoctorado Faculdade Zootecnia e Engenharia de Alimentos. Profesor Titular Facultad de Ciencias, Departamento de Química Universidad del Tolima. Ibagué, Colombia Eliana Setsuko Kamimura Postdoctorado Fac de Ingeniería Química de Campinas Profesora Asociada Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos Universidad de São Paulo (USP). São Paulo, Brasil Alessandra Lopes de Oliveira Ph.D en Engenharia de Alimentos Profesora Asociada Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos Universidad de São Paulo, São Paulo, Brasil Graciela Bugueño Bugueño Ph.D en Ciencias de los Alimentos Directora Escuela Ingeniería de Alimentos Universidad del Bio-Bio Chillán, Chile Jaime Ernesto Díaz Ortiz Ph.D en Ingeniería Agroambiental Director del Programa de Ingeniería Agrícola Universidad del Valle Cali, Colombia Luz Marina Flórez Pardo Posdoctoral en Valorización de Residuos de Cosecha Docente Departamento de Energéica y Mecánica Vicepresidenta Sociedad Iberoamericana de Biorreinerías SIADEB Universidad Autónoma de Occidente Cali, Colombia Lida Andrea Quinchía Bustamante Ph.D en Procesos y Productos Químicos Director Product Engineering I.V. formulaions Fresenius Kabi Deutschland GMBH. Bad Homburg, Alemania Meike Stephania Anderson Ph.D en Ciencias Agrícolas Coordinadora de Desarrollo de Productos para HarvestPlus Especialista en Desarrollo de Culivos CIAT- HarvestPlus Cali, Colombia Andrezza María Fernandes Ph.D en Ciencia Animal Profesora Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos Universidad de São Paulo (USP) São Paulo, Brasil Isabel Fernández Segovia Ph.D en Alimentos Profesora itular Departamento Tecnología de Alimentos. Escuela Superior de Ingeniería Agronómica y del Medio Natural. Universidad Politécnica de Valencia Valencia, España ISSN: 2422-0582 Diseño e Impresión: Feriva S.A. Traducción al inglés: José Julián Mejía Tiraje: 500 ejemplares Enero-Diciembre de 2014 Comité transitorio de arbitraje Vol.1 2014 El Director de la Revista y su equipo direcivo expresan sus agradecimientos a todas las personas que colaboraron en la evaluación de los arículos publicados en la primera edición de la Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Vol. 1, enero-diciembre 2014. Arcos Alba Lucía Ph.D Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo CIMMYT Moncada Botero María del Pilar Ph.D Centro Nacional de Invesigaciones de Café CENICAFE. Manizales, Colombia Arias Marín Lida Ph.D Universidad de Anioquia, Medellín, Colombia Oriz Lemus José Félix Ph.D Universidad de Pamplona, Pamplona, Colombia Bernal Noreña Álvaro Ph.D Universidad del Valle, Cali, Colombia Ossa Henao Diana Marcela Ph.D Universidad Autónoma del Caribe, Barranquilla, Colombia Criollo Escobar Hernando Ph.D Universidad de Nariño, San Juan de Pasto, Colombia Rodríguez Salcedo Judith Ph.D (c) Universidad Nacional de Colombia, Palmira, Colombia Díaz Oriz Jaime Ernesto Ph.D Universidad del Valle, Cali, Colombia Zárate Ramírez Lidia Soledad Ph.D Convenio Sena - OEI Guadalajara de Buga, Colombia Duque Escobar Ismael Mauricio Ms.C Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia Flórez Pardo Luz Marina Ph.D Universidad Autónoma de Occidente, Cali, Colombia Isáziga David Carlos Hernán Ms.C Universidad Autónoma de Occidente, Cali, Colombia Loaiza Zuluaga Yasaldez E. Ph.D Universidad de Caldas, Manizales, Colombia Malagón Plata Luis Alberto Ph.D Universidad del Tolima, Ibagué, Tolima Equipo directivo de la revista Alfonso Prada Gil Director General del SENA Esperanza Adriana Ramos Rodríguez Directora SENA Regional Valle Leonardo Tafur Calderón Subdirector Centro Agropecuario SENA, Buga y Director de la Revista José Libardo Tapiero Cuéllar Editor Jefe José Edinson Escobar Salcedo Editor Asociado Aydee Castro Sánchez Coordinadora de la Revista Políticas Misión La Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales es una publicación cieníica y tecnológica del SENA, Centro Agropecuario de Buga y su Grupo de Invesigaciones en Ciencias & Tecnologías Agroindustriales GICTACAB que permite la divulgación de invesigaciones de los sectores agropecuario y agroindustrial, priorizando las áreas relacionadas con las líneas Agrícola, Pecuaria y Agroindustrial, Alimentaria y no Alimentaria; incluye aplicaciones de otras ciencias aines como Biotecnología y Bioprocesos, Ecología y Ambiente, Nutrición e Inocuidad, Informáica Aplicada, Economía Aplicada, Matemáica Aplicada; está dirigida a la comunidad cieníica, académica y a los sectores agropecuario y agroindustrial. La revista publica arículos de invesigación, relexión, revisión y estudios de caso, escritos en idiomas español e inglés; su periodicidad es anual y su circulación nacional e internacional. Los autores enviarán sus arículos al director de la revista garanizando que son inéditos, en caso de haberse presentado en alguna ponencia deben garanizar que el escrito no ha sido publicado en otras revistas, se responsabilizan del contenido del mismo y de los permisos para reproducir el material (fotos, imágenes) con derechos de autor, los cuales se anexan dentro de los documentos enviados. Los autores autorizan la cesión de los derechos a la Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales para su publicación por cualquier medio. Mientras el arículo se evalúa no se podrá enviar a otras revistas. Si el arículo es conforme, se somete a un sistema de arbitraje anónimo quienes enviarán el resultado de la evaluación en un plazo máximo de quince días. Si este no se ajusta a la línea editorial, el Comité Editorial se reserva el derecho de enviar un informe al autor para cambiar o rehacer su arículo, total o parcialmente, teniendo el autor y/o los autores que iniciar nuevamente el proceso de envío de su trabajo. Fomentar el intercambio de experiencias e ideas entre lo cieníico y lo cultural, mediante la entrega periódica a la comunidad de un referente de actualización e innovación en el ámbito agropecuario y agroindustrial, contribuir con invesigaciones de importancia llevadas a cabo en el Centro Agropecuario de Buga y en insituciones de carácter nacional e internacional. Visión Posicionarse como fuente de conocimiento que impulse, moive y sea reconocida por toda la comunidad cieníica en el mundo. Población objetivo Estudiantes, docentes, invesigadores, miembros de los sectores agropecuario y agroindustrial, comunidad cieníica nacional e internacional. Mission To promote the exchange of experiences and ideas between the scieniic and cultural, by rouinely delivering to the community a reference for updaing and innovaion in the agricultural and agro-industrial ield, contribuing important research conducted at the Agricultural Center of Buga and naional and internaional. Vision Posiion as a source of knowledge that encourages, moivates and is recognized by the enire scieniic community in the world. Target population Students, teachers, researchers, members of the agriculture and agribusiness, Internaional and Naional Scieniic Community 4 Editorial Para el Centro Agropecuario del Sena de Buga-CAB, sus direcivos, aprendices, grupos de invesigación, invesigadores – instructores, personal administraivo es moivo de gran saisfacción y orgullo presentar la primera edición de la Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales- RECIA- cuyo objeivo principal es presentar a las comunidades académicas, cieníicas, sociales y empresariales los resultados de las invesigaciones, en temas relacionados con los sectores Agrícola, Pecuario, Agroindustrial, Alimentaria y no Alimentaria, Biotecnología y Bioprocesos, Ecología y Ambiente, Nutrición e Inocuidad, Informáica Aplicada, Economía Aplicada, Matemáica Aplicada. Hoy se presentan grandes retos a la humanidad: la sostenibilidad alimentaria, con todo lo que implica, mejores prácicas culturales agropecuarias, mejores procedimientos de cosecha y post cosecha, la comercialización de alimentos, el manejo de cadenas producivas, entre otras; una forma de contribuir a este reto es la invesigación, pero más importante es la socialización y visibilidad de los resultados que se obienen de ese ejercicio y RECIA pretende colaborar con la divulgación y apropiación social del conocimiento cieníico y tecnológico, por eso, los resultados de las invesigaciones publicadas en esta revista podrán incidir en los programas de formación del SENA y de otras insituciones educaivas y por ende en la formación de las personas que se vincularán a los sectores agropecuario y agroindustrial; así mismo debe permiir impulsar los programas de extensión de dichos sectores. Con esta publicación queremos alcanzar el reconocimiento nacional e internacional y el aporte de la comunidad cieníica para quienes ponemos a disposición este medio que, estamos seguros, enriquecerá la labor de invesigar y publicar arículos de alta calidad como es nuestro interés en cada edición de la revista. RECIA inicialmente tendrá una periodicidad anual y para llevar a cabo esta primera edición se trabajó con los parámetros exigidos por el Sistema Nacional de Indexación de Publicaciones Cieníicas y Tecnológicas Colombianas de Colciencias. En el Centro Agropecuario del Sena de Buga encontrarán no solo un espacio para la publicación de las invesigaciones cieníicas-tecnológicas, sino un equipo de trabajo con mucho talento y calidad humana. Leonardo Tafur Calderón Director de la Revista Subdirector CAB 5 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1 • Enero - Diciembre 2014 • ISSN 2422-0582 Tabla de Contenido EDITORIAL ........................................................................................................................... 4 INVESTIGACIÓN Usos potenciales de la cáscara de banano: elaboración de un bioplásico Potenial uses of banana peelings: producion of a bioplasic. Javier López Giraldo, Julio César Cuarán Cuarán, Laura Viviana Arenas García, Luz Marina Flórez Pardo.. ........7 Caracterización isicoquímica del suero dulce obtenido de la producción de queso casero en el municipio de Pasto. Chemical and physical characterizaion of sweet serum obtained from homemade cheese in the city of Pasto Clemencia Alava Viteri, Margarita Gómez de Illera, Jorge Aníbal Maya Pantoja .......................................22 Efectos isiológicos de badea (Passilora quadrangularis) y yuca (Manihot esculenta) uilizando recubrimientos a base de cera y paraina bajo conservación en frío. Physiological efects of badea (Passilora quadrangularis) and cassava (Manihot esculenta) using parain and wax coaings under cold storage. Juan Manuel Sánchez Soto, Licelander Hennessey Ramos, Eyleen Jennifer Torres Mendoza ......................33 Automaización de un culivo hidropónico para el control de variables Automaion through variable control of a hydroponic culivaion operaion Nelson Humberto Zambrano Cortés, Mery Catherine Behrentz Pfalz ....................................................44 Efecto de la roca fosfórica parcialmente acidulada y calcinada en la producción de maíz Efect of parially acidiied and kilned phosphoric rock in corn producion Armando Torrente Trujillo ...........................................................................................................55 6 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, REFLEXIÓN Estudio comparaivo de los programas de formación del SENA Regional Valle para la cadena hortofruícola, comparados con un referente nacional e internacional Comparaive study of the SENA’S Regional Valle training programs for the fruit-harvesing producion chain, compared with a naional and internaional reference Víctor Huver Recalde Rincones ....................................................................................................63 Cambio climáico y agrobiodiversidad Climate Change and Agrobiodiversity Carlos Iván Cardozo Conde .........................................................................................................72 Alianza Educación-Sector Producivo, una apuesta que vale la pena. Caso: Sector Agroecológico del Valle del Cauca Educaion-Producive Sector Alliance, A Bet Worth. Case: Valle del Cauca Agroecological Industry Fredy Eduardo Vásquez Rizo, Jesús Gabalán Coello, Jaime Flórez Bolaños ..............................................80 REVISIÓN Culivos biotecnológicos en el marco de la bioseguridad Biotechnological crops under the biosecurity framework Jairo Rodríguez Chalarca.............................................................................................................94 7 Usos potenciales de la cáscara de banano: elaboración de un bioplásico Potential uses of banana peelings: production of a bioplastic. Recibido: 11-09-2014 Aceptado: 27-11-2014 Javier López Giraldo1, Julio César Cuarán Cuarán2, Laura Viviana Arenas García3, Luz Marina Flórez Pardo4. Resumen En el 2006 se produjeron en el Valle del Cauca cerca de 399.844 toneladas de cáscara de banano, material poco estudiado. Para observar su valorización se efectuó una caracterización morfológica, química y térmica; se uilizaron diferentes inciones para ideniicar las estructuras donde se encontraban la celulosa, lignina, lípidos y almidón. Luego se determinó el contenido de extraíbles en cloroformo-metanol, la celulosa, la hemicelulosa y cenizas por el método de Van Soest y lignina por Klason. El análisis térmico se hizo por un análisis TGA – Termogravimétrico y DSC – Calorimetría Diferencial de Barrido. Se encontró que la cáscara de banano tuvo un 11.91% de humedad residual, 23.03% de hemicelulosa, 23.02% de celulosa, 29.87% de lignina y 0.78% de cenizas, además de almidón observado por inción con lugol. El contenido de holocelulosa (hemicelulosa y celulosa) cercano al 46.05% la hace apta para la elaboración de papel y el tener una humedad menor al 20% y un contenido bajo de cenizas, la esima útil para cualquier aplicación térmica con un bajo impacto ambiental. Sin embargo, se evidenció que por tener un contenido de almidón cercano al 12%, es posible obtener de ella un bioplásico. De acuerdo con estos resultados, se hicieron dos estudios para obtener de este material un uso paricular: un biopapel y un bio-plásico. Con el primero no se logró un producto con una buena resistencia mecánica, mientras que con el segundo se obtuvo un bio-material con resultados posiivos en cuanto a durabilidad y aspecto ísico. Palabras clave: Bioplásico, bio-papel, análisis proximal, biomasa, cáscara de banano. 1 Colombiano, estudiante de Ingeniería Ambiental, Universidad Autónoma de Occidente, Colombia, Facultad de Ingeniería, Departamento de Energética y Mecánica, Programa de Ingeniería Ambiental. Javier_lopgi@hotmail.com 2 Colombiano, estudiante de Ingeniería Ambiental, Universidad Autónoma de Occidente, Colombia, Facultad de Ingeniería, Departamento de Energética y Mecánica, Programa de Ingeniería Ambiental. jucecu92@gmail.com. 3 Colombiana, estudiante de Ingeniería Ambiental, Universidad Autónoma de Occidente, Colombia, Facultad de Ingeniería, Departamento de Energética y Mecánica, Programa de Ingeniería Ambiental. lauragarcia2825@gmail.com 4 Colombiana, Posdoctorado en Ciencias Químicas, Docente Universidad Autónoma de Occidente, Colombia, Facultad de Ingeniería, Departamento de Energética y Mecánica, Programa de Ingeniería Ambiental. lmlorez@uao.edu.co. 8 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 7 - 21 Abstract In 2006, in Valle del Cauca, 399.844 metric tons of banana peel, a poorly studied material, were produced. To study its value, a morphological, chemical and thermal characterizaion was efectuated; diferent incions were used to idenify the diferent structures where the cellulose, lignine, lipids and starch are located. Subsequently, the content of extracibles was measured with a methanol-chloroform mixture, the cellulose, hemicellulose and ashes by the Van Soest method and Lignine by Klason. The thermal analysis was made through a TGA - thermogravimetrical analysis and DSC – Diferenial Scanning Calorimetry. It was found that the banana peel had a 11.91% of residual humidity, 23.03% of hemicellulose, 23.02% of cellulose, 29.87% of lignine and 0.78% of ashes, besides starch, observed by lugol incion. The holocellulose content (hemicellulose and cellulose) is close to 46.05%, and makes it apt for papel elaboraion while having less than 20% humidity and low ash content, making it useful for any thermal applicaion with low environmental impact. However, we evidenced that by having a starch content close to 12%, is possible to obtain from it, a bioplasic. According to these results, studies were conducted to generate from this material, a paricular use; a bio-paper and bio-plasic. With the irst, the inal product had a low mechanical resistance, while with the second, a biomaterial with posiive results regarding durability and physical aspect. Keywords: Bioplasic, biopaper, proximal analysis, biomass, banana peelings. Introducción En Colombia, productos como la caña de azúcar, el maíz, la remolacha, el sorgo dulce, la yuca y el café ienen el potencial para ser usados en la fabricación de etanol de primera generación. El problema reside en que estas materias primas agrícolas también compiten con la producción de alimentos, lo que en algunos casos ha inluido para que haya un aumento en el precio de los mismos, por lo que esto no ha generado un buen impacto social y económico en las poblaciones. Por lo tanto, se han desarrollado nuevas tecnologías para producir etanol de segunda generación, a parir de la biomasa residual, que iene una matriz de materia lignocelulosa que no es de fácil digesión y que no compite con la seguridad alimentaria de las personas; este grupo incluye residuos de maíz, de la producción de forestería (cáscaras de maíz, esterilla de arroz, aserrín) y biomasa de plantas (culivos productores de energía como pasto, plantas de rápido crecimiento y otras diferentes pasturas) (Ramírez et al., 2012). La tecnología para aplicar este proceso a escala industrial está en etapa de maduración y se ha encontrado que es más rentable si se integra a la producción de otros componentes como biomateriales, bioplásicos, papel, productos farmacéuicos, nutracéuicos, cosméicos, entre otros. Este concepto, que contempla el uso completo de la biomasa sin generar desechos, se denomina “biorreinería”. Uno de los residuos frutales a analizar en este proyecto y que se produce en importantes canidades en el país, es derivado del banano. Existen dos ipos de especies de esta fruta, el banano de exportación Cavendish Valery y el banano criollo o de consumo interno. Este úlimo se produce principalmente en los departamentos del Valle del Cauca, Tolima y Anioquia y generó una producción para el año 2003 de aproximadamente 136.644 toneladas que representaron un 7.5% (13.964 hectáreas) del total de hectáreas de frutas del país (Espinal et al., 2005). Respecto a la paricipación municipal en el departamento del Valle del Cauca, Sevilla es el primer productor J. López, J. Cuarán, L. Arenas, L. Flórez: Usos potenciales de la cáscara de banano: elaboración de un bioplásico con un 36.1%, seguido de Trujillo con el 8.9%, Bugalagrande y Buenaventura cada uno con el 6.5% y por úlimo Obando, con el 6.4% (Ministerio de Medio Ambiente, 2012). En cuanto a la canidad de residuos que genera el banano se encontró en el Atlas del Potencial Energéico de la Biomasa Residual en Colombia (Ministerio de Minas y Energía (2006), que en el Valle del Cauca en el año 2006 se produjeron 399.844 toneladas de residuo/año en 6.202 hectáreas en todo el departamento, consolidándose éste como el segundo residuo de cosecha de mayor producción después de la caña de azúcar, que simplemente se desecha, sin ningún ipo de valorización. También es importante resaltar que debido al contenido de almidón en la cáscara (12.78 g por cada 100 g de cáscara húmeda (Zea et al., 2013) y en base seca del 39.89% (Monsalve et al., 2006), es posible obtener de él un bioplásico mediante métodos químicos, térmicos y mecánicos. Asimismo, se pueden fabricar copolímeros tan lexibles como el polieileno o tan rígidos como el poliesireno (Remar, 2011). Por lo tanto, es facible hacer esfuerzos para el desarrollo de este ipo de aplicaciones complementarias a la del bioetanol, con el in de organizar una biorreinería a parir de la cáscara de banano. Por consiguiente, en esta invesigación se realizó la caracterización morfológica, química y térmica de la cáscara de banano, para determinar en función de sus propiedades, el adecuado aprovechamiento de ésta. Posteriormente se evaluó la viabilidad de obtener productos como hojas de papel con ibra de banano y bioplásico, a parir de esta biomasa, teniendo en cuenta la norma TAPPI 494 del manual TAPPI Standars: Regulaions and Style Guidelines, y las propiedades del bioplásico. Materiales y Métodos Área de estudio La muestra de cáscara de banano se extrajo de una frutería reconocida en la ciudad de Saniago de Cali. En este establecimiento se compran a la semana alrededor de 1.260 bananos (10.5 racimos) y se generan cerca de 97.67 kg de cáscaras que se descartan como residuo orgánico. Muestra Se realizó una recolección en el establecimiento de 26.58 kg de cáscaras de banano, correspondiente a los días viernes, sábado y domingo. Esta biomasa se redujo de tamaño en forma manual hasta obtener parículas con un tamaño de 2 cm, para proceder al método del cuarteo (SECOFI, 1985) y conseguir una muestra inal de 5 kg. Para la eliminación de contaminantes presentes en la muestra se hizo un lavado con agua caliente por cinco minutos, seguido de un secado a 45 °C por una semana, hasta obtener peso constante. Con la biomasa seca se realizó una trituración para lograr parículas de tamaño de 2 mm, procediendo al cuarteo para la obtención de una muestra de 50 g. Caracterización morfológica El estudio morfológico tuvo lugar en los tejidos de la parte interna de las cáscaras frescas de banano, mediante la extracción de inos cortes perpendiculares a la dirección de la ibra, los cuales se colocaron en placas de vidrio. Luego se procedió a aplicar la inción a las diferentes estructuras, de acuerdo con la metodología propuesta por Flórez (2002). Los reacivos uilizados para la inción se indican en la Tabla 1. Tabla 1. Reactivos empleados para la caracterización morfológica Componente a ideniicar Celulosa Lignina Lípidos Almidón Reacivo Canidad Solución de cloruro de cinc yodado 1 gota Yodo 1 gota a 0,1 mol/L H2SO4 al 60% 1 gota Solución alcohólica de loroglucinol Canidad necesaria HCl 1 gota Sudan III 2 gotas Alcohol al 70% Canidad necesaria Lugol 1 gota Color indicador de presencia Azul Rojo Anaranjado Azul 9 10 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 7 - 21 Es importante resaltar que la inción indica la presencia de celulosa, lignina, lípidos y almidón cuando la muestra se torna de color azul, rojo, anaranjado y azul, respecivamente. Caracterización química Humedad Un gramo de la muestra se llevó al horno a 105 °C hasta lograr un peso constante. Extracción de compuestos solubles en cloroformo-metanol y agua. Lignina Klason Para la determinación de lignina total insoluble se pesaron 200 mg (0,2 g) de la biomasa la cual se puso a digestar en un frasco boeco ámbar junto con 2 ml de H2SO4 al 72% (v/v) por una hora. Una vez pasado este iempo de reacción, se adicionó 56 ml de agua desilada, dejando agitar la mezcla por cinco minutos para posteriormente llevarla a autoclave por una hora. Luego la solución se iltró al vacío y el sólido residual se lavó con abundante agua (aproximadamente 400 ml) hasta lograr un pH neutro y se secó en una mula a 105°C hasta lograr peso constante. La extracción de compuestos insolubles se desarrolló con la inalidad de eliminar aquellas sustancias que pudieran interferir con la cuaniicación de celulosa, hemicelulosa y lignina que se encuentran en la biomasa, como los azúcares, los ácidos y otras moléculas de bajo peso molecular. Para ello, 5 gramos de la muestra fueron puestos en contacto con 200 ml de cloroformo y 100 ml de metanol en un extractor Soxleth. A medida que transcurrió la lixiviación, la solución contenida en el balón se tornó amarilla indicando que la extracción de insolubles estaba en operación. Este proceso terminó cuando el líquido acumulado en el brazo sifón no presentó coloración, después de 9 lavados. Posteriormente, el cartucho con la muestra se secó a 40°C hasta peso constante y se puso de nuevo en contacto con 300 ml de agua desionizada en el Soxleth, para reirar los solubles en esta sustancia. El proceso terminó después de 7 lavados y el cartucho con la muestra de nuevo se secó a 40°C, para determinar gravimétricamente los porcentajes de sustancias solubles de la cáscara de banano. Todos los análisis se hicieron por duplicado y el error experimental se ajustó a un valor menor a un 5%. Caracterización térmica Van Soest De acuerdo con el contenido de holocelulosa presentado en la caracterización química, se evidenció que una de las posibles aplicaciones de la biomasa era la generación de papel. Para esto, se emplearon 70 gramos de papel reciclado y 30 gramos de cáscara de banano triturada, los cuales se dispersaron en bastante agua hasta obtener una solución más acuosa que espesa. Con la ayuda de un marco en el cual estaba adherida una ina rejilla se recogió una capa homogénea de pasta, de aproximadamente 3 mm de espesor. Esta pasta se Con el in de caracterizar los componentes de la pared celular de la cáscara de banano (celulosa, hemicelulosa y cenizas), se uilizó el método de Van Soest (1983). Para ello se parió de un gramo de muestra, proveniente de la extracción de solubles con el Soxleth. Para la digesión de la muestra con la solución detergente neutra y ácida se empleó un ibertest marca RALPA. Los lavados entre cada extracción se hicieron con agua caliente y acetona. Para esta caracterización se realizó un análisis TGA – Termogravimétrico y DSC – Calorimetría Diferencial de Barrido. En el primer análisis se empleó una muestra previamente adecuada de 8.81 mg de cáscara de banano, colocándola en una placa de cerámica y dentro del equipo, el cual manejaba una tasa de calentamiento de 20 °C/min en una atmósfera de nitrógeno. El rango de temperatura experimental varió entre la temperatura ambiente y 900 °C. Para el análisis DSC el equipo se compone de dos porta muestras (uno para la muestra y el otro para la referencia), con calentadores independientes y sensores de temperaturas. Se emplearon 1.4 mg de cáscara de banano, la cual fue someida a una tasa de calentamiento de 10 °C/min en una atmósfera de nitrógeno, que inició con la temperatura ambiente y inalizó con 400 °C. Valorización de la biomasa Elaboración de papel J. López, J. Cuarán, L. Arenas, L. Flórez: Usos potenciales de la cáscara de banano: elaboración de un bioplásico separó con cuidado de la malla y luego se puso a secar hasta su peso constante. Al papel de reciclaje y al papel obtenido de la cáscara de banano por comparación, se les aplicó la prueba de materiales TAPPI 494 de la TAPPI Standars: Regulaions and Style Guidelines, la cual indica el grado de resistencia mecánica de rompimiento del mismo. Esta prueba se hizo en una máquina INSTRON, a una velocidad de 25 mm/ min. El corte de las láminas o probetas (cinco por ipo de papel), se hizo con una cortadora láser proporcional al tamaño y la velocidad sugerida por la norma, en unas dimensiones de 14 mm de ancho por 140 mm de largo. Elaboración de bioplástico El almidón es uno de los componentes principales para la elaboración de bioplásicos. Como las pruebas de inción con lugol mostraron la presencia de este componente en las cáscaras, se uilizó este material para realizar las diferentes pruebas, pero sin extraerlo de la cáscara, lo cual es un aporte frente a otras invesigaciones en las que se obiene el biopolímero a parir de almidón puro naivo o modiicado químicamente. Para esto se efectuaron tres ensayos: Ensayo 1: Para este primer ensayo se emplearon 100 g de cáscara de banano, a los cuales se les realizó una adecuación preliminar para eliminar los contaminantes presentes. Esta adecuación consisió en un lavado de las cáscaras con agua caliente por 5 minutos, posteriormente un secado a 45 °C por una semana hasta obtener peso constante, seguido de una trituración que redujo las cáscaras a parículas de tamaño de 2 mm y inalmente se empleó la técnica de cuarteo (SECOFI, 1985) hasta obtener una muestra de 50 gramos. A parir de esta muestra de 50 gramos, se procedió a calentarla en un vaso precipitado de 500 ml con agua desilada, hasta alcanzar el punto de ebullición. Posteriormente se extrajo la biomasa de la solución calentada y se mezcló en una licuadora hasta lograr una masa, la cual se colocó en el horno a una temperatura de 45 °C durante 24 horas. Trascurrido el tiempo, se trituró la masa seca hasta obtenerla en forma de polvo. De este polvo se tomaron 50 g los cuales se mezclaron con 50 ml de vinagre, 50 ml de glicerina y 50 ml de agua destilada; estos ingredientes se sometieron a calentamiento y se mezclaron eventualmente durante el proceso, hasta alcanzar una temperatura inferior a 60°C. Ensayo 2: Para este segundo ensayo se emplearon directamente 143.44 g de cáscaras de banano frescas (sin lavado y secado previos) y se calentaron en un vaso precipitado de 800 ml con agua desilada, hasta alcanzar el punto de ebullición. Posteriormente se extrajo la biomasa de la solución calentada y se mezcló en una licuadora hasta obtener una masa, la cual se colocó en el horno a una temperatura de 45 °C durante 24 horas. Para este ensayo se realizó el mismo procedimiento de elaboración del bioplásico empleado en el ensayo No. 1, ya que lo que se quería demostrar era si la biomasa necesitaba una adecuación previa o si se podía emplear directamente. Ensayo 3: En este ensayo se emplearon 70.04 g de cáscara de banano, los cuales se depositaron y mezclaron en un vaso precipitado de 800 ml con 400 ml de agua desilada y 2.0481 g de Na2S2O5 durante media hora en ebullición, para evitar el pardeamiento enzimáico y que el plásico resultante durara aproximadamente 30 días. Posteriormente se sacaron las cáscaras y se secaron con gasa por otros 30 minutos, para luego hacer una pasta con ellas en una licuadora. De esta pasta acuosa se tomaron 25 ml y se mezclaron con 3 ml de HCl 0,1 M, 2ml de glicerol y 3 ml de NaOH 0,1 M. Una vez mezclados todos los ingredientes se depositó la pasta en una caja Petri y se introdujo al horno a 103 °C por 30 minutos, obteniéndose exitosamente el bioplásico. A parir de las tres experimentos, el resultado exitoso fue el realizado en el ensayo 3, el cual se replicó pero con diferentes biomasas de banano, como se muestran a coninuación en la Tabla 2. El objeivo principal de esta experimentación adicional era probar cuál biomasa era la más idónea para la elaboración de bioplásico. 11 12 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 7 - 21 Tabla 2. Experimentos para producir el bioplástico No. De ensayo Tipo de biomasa Canidad de biomasa E1 Cáscara de banano previamente adecuada, pulverizada y sin Na2S2O5. 25 ml. E2 Cáscara de banano sin adecuaciones, pulverizada y sin Na2S2O5. 19 ml. E3 Cáscara de banano sin pulverizar y con Na2S2O5. 20 ml. E4 Cáscara de banano pulverizada y con Na2S2O5. 15 ml. Resultados y discusión Caracterización morfológica A parir de la metodología sugerida por Flórez, (2013) para caracterizar morfológicamente biomasa, se obtuvo que las paredes primarias del tejido interno de la cáscara de banano en fresco iñeron de color azul, indicando la fuerte presencia de celulosa Figura 1. En algunas estructuras se observaron engrosamientos en las paredes, Figura 1. Tinción de las muestras probablemente de carácter secundario. No se presentó en esta parte del tejido coloración roja propia de la lignina, probablemente porque en esta parte interna de la cáscara no hay estructuras de soporte propias del xilema y el loema de la planta, células piedra o engrosamientos de paredes secundarias ricas en lignina. Es posible que hacia la parte externa de la cáscara aparezcan estos ipos de estructuras que expliquen el alto contenido de lignina encontrado en la caracterización de ipo químico. J. López, J. Cuarán, L. Arenas, L. Flórez: Usos potenciales de la cáscara de banano: elaboración de un bioplásico Por otro lado, los lípidos se observaron como pequeñas gotas de color naranja en menor proporción, en contraste con la gran canidad de gránulos de almidón que iñeron de morado con el lugol y que indica la presencia de cadenas lineales y ramiicadas de amilosa y amilopepina, que son polisacáridos con los que se puede producir, a través de procesos como la hidrólisis, fermentación y desilación, productos como el etanol, o por procesos de ipo químico, bioplásicos. Al parecer, esta primera caracterización indica que el residuo podría ser empleado para la producción de biocombusibles por el hallazgo de azúcares distribuidos en la celulosa y almidón, además al no estar presente la lignina facilita la extracción de estos, pero es un tema que ya ha sido estudiado. Sin embargo, esta caracterización solo permite la determinación de la presencia o ausencia y no la canidad, que es una medida entre tantas, que permite la viabilidad del aprovechamiento del residuo. Adicionalmente es importante la determinación de la humedad, ya que es uno de los parámetros principales para la viabilidad económica porque a mayor contenido de éste mayor consumo energéico se presentará. Caracterización química Humedad A través de la prueba de humedad se obtuvo que el porcentaje de este parámetro para las cáscaras de banano es de un 11.91%. Según Arrieta et al. (2006), la cáscara de banano en su proceso de maduración realiza un proceso osmóico donde el agua de la cáscara es transferida a la pulpa del fruto, por lo que su valor varía de acuerdo con el estado de maduración en que se encuentre la cáscara y las condiciones ambientales de la zona que propician este fenómeno. Similares resultados fueron reportados por Campuzano et al. (2010). Es importante mencionar que el contenido de humedad obtenido de esta biomasa es menor al 50%, es decir que respecto a este parámetro no presenta limitaciones en cuanto al desarrollo de diversas aplicaciones incluyendo las térmicas, en donde se requiere que el contenido deba ser menor al 20%. Por medio de un estudio realizado por Kasper et al. (2013), en el que se presenta la humedad de diferentes biomasas altamente empleadas en diversas aplicaciones térmicas como el bagazo de caña de azúcar (11%), cáscara de arroz (8.8%), hoja de banano (8.3%) y paja de caña de azúcar (9.9%), se observa que la cáscara de banano (11.9%) presenta un porcentaje de humedad similar al bagazo de caña de azúcar y cercano a las otras biomasas. Adicionalmente, en este estudio desarrollado por Kasper et al. (2013), se ideniica que otro de los residuos generados por la cosecha de este fruto (hoja de banano) muestra un valor muy bajo de humedad, lo que revela otra posible uilidad de uno de los residuos de este culivo frutal, probablemente en tratamientos de carácter térmico. Sin embargo, para la determinación de la viabilidad energéica de un residuo, aparte del contenido de humedad, es importante evaluar el contenido de material voláil y carbono, los cuales proporcionan una medida del grado de facilidad de ignición de la biomasa, también el contenido de cenizas, azufre y nitrógeno, los cuales indicará el grado de escoria que pueda generar la biomasa en los procesos de combusión. Nogués et al. (2010). Van Soest y Klason Una vez realizada la metodología propuesta por Peter Van Soest, que determinó que la porción de la muestra es insoluble en un detergente neutro (FDN) y ácido (FDA), se pudo conocer las fracciones completamente digeribles de carbohidratos y proteínas, así como lípidos y algunas cenizas (FDN), mientras que con el segundo método (FDA), se pudo aislar principalmente celulosa y lignina Segura et al. (2007). Cabe resaltar que mediante la diferencia de los valores obtenidos respecivamente por estos métodos, se logró cuaniicar la fracción de hemicelulosa presente en la muestra de estudio. Mediante esta técnica se obtuvo la siguiente caracterización química para la cáscara de banano en % en base seca: 23.03% de hemicelulosa, 23.02% de celulosa, 0.78% de cenizas y 29.87% de lignina Klason. A parir de esta caracterización se aprecia que el contenido de holocelulosa (celulosa más hemicelulosa) es de 46.05% y si al 100% se le resta este valor más lo que se extrajo de insolubles en cloroformo-metanol y solubles en agua caliente, que fue de un 12% y el contenido de lignina y cenizas, la diferencia da un 11.3% que podría corresponder al almidón presente en la cáscara (cuya presencia fue corroborada en la inción con 13 14 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 7 - 21 lugol), lo que incrementaría a un 57.4% el contenido de carbohidratos úiles para la producción de biocombusibles y otros bioproductos de interés. La relación 1/1 entre celulosa y hemicelulosa hallada en este estudio, también fue cercana a la hallada por Monsalve et al. (2006), para cáscara de banano: 14.8% de hemicelulosa y 13.2% de celulosa, aunque ellos encontraron un 64.5% menos de holocelulosa y un 53.1% menos de lignina que en esta invesigación. Las condiciones en que fue recolectada la muestra, el ipo de especie, el estado de madurez del fruto, las condiciones agroclimáicas de culivo y los métodos usados para hacer la caracterización, entre otros, pueden explicar esta diferencia. El contenido de cenizas es el resultado de la combusión de la parte inorgánica de la biomasa, este valor es importante ya que indicará si exisirán problemas de obstrucción, escoria, ensuciamiento y corrosión en procesos de combusión. Nogués et al. (2010). En las biomasas herbáceas un alto contenido de elementos alcalinos indicarán un gran porcentaje de cenizas Doshi et al. (2014). Para el caso de la cáscara de banano el pH varía de acuerdo con el grado de maduración del fruto, cuando éste se encuentra inmaduro (cáscara verde) el pH será alcalino, mientras que al estar maduro (cáscara amarilla) su pH disminuye signiicaivamente a ácido, esto se debe posiblemente a que los ácidos Figura 2. Curva TG y TGA de la cáscara de banano orgánicos disminuyen conforme se da el proceso de maduración de la fruta al transformarlos en azúcares (Cardona y Velásquez, 2012). En este estudio, las cenizas fueron mucho más bajas que las reportadas por Monsalve et al. (2006), probablemente porque las cáscaras fueron lavadas antes de hacer la caracterización. Respecto al valor de la lignina, su porcentaje puede ser alto o bajo dependiendo de la aplicación. Si se requiere extraer la ibra, un mayor contenido de ésta diicultará su obtención, mientras que si se precisa la transformación de la biomasa a pellets, un mayor contenido servirá como agluinante en su elaboración Nogués et al. (2010). Caracterización térmica Es un método inluenciado por el lujo de calor, y la biomasa se ve afectada por este aspecto. La Figura 2 muestra la curva de pérdida de masa que se presenta, de color azul (TGA) y la curva derivaiva de pérdida de masa, de color rojo (DTG). De acuerdo con estas gráicas se observa que para el caso de la cáscara de banano se presentaron cuatro etapas de degradación. En el primer proceso se presenta el secado de la muestra desde una temperatura ambiente hasta aproximadamente 100°C, donde se pierde cerca del 1.53 % de su masa. J. López, J. Cuarán, L. Arenas, L. Flórez: Usos potenciales de la cáscara de banano: elaboración de un bioplásico La siguiente etapa corresponde a una pérdida de masa de un 21.04% posiblemente asociada a la descomposición de la hemicelulosa entre los 150 y los 230 °C, la cual se visualiza por una bien deinida curva que se presenta bajo atmósfera de nitrógeno. La máxima descomposición se dio a los 200°C. En la tercera etapa se pierde una masa de un 35.65% entre los 230 y los 400°C que corresponde a una no muy bien deinida curva de descomposición de la celulosa. El hombro que se presenta en esta curva, puede estar asociado a algún compuesto paricular ligado con la celulosa, como algún ipo de lignina más lábil. La máxima descomposición de la celulosa se dio a una temperatura de 320°C. Estas temperaturas de descomposición pueden estar asociadas con las caracterísicas de cristalinidad, el tamaño de cristal de la celulosa o el ipo de atmósfera en la que se da su descomposición. Miranda et al. (2013). El úlimo compuesto en degradarse fue la lignina, a la que es necesario llegar a temperaturas superiores de 400°C para que se dé la descomposición de este elemento, al que le corresponde un porcentaje en pérdida de masa del 18.45%. Figura 3. Curva DSC de la cáscara de banano Por medio de las curvas DSC representadas en la Figura 3, se puede determinar la entalpía necesaria para que ocurran los procesos de reacción, transformación o cambio de estado de la materia, la cual se determina hallando el área bajo la curva y mediante la siguiente expresión: ΔH= KΔ Donde: ΔH es la entalpía K es la constante calorimétrica propia del equipo A es el área bajo la curva Los valores consolidados de estas entalpías se muestran en la Tabla 3. Como se observa en la Figura 4, se presenta un aumento del poder caloríico en el primer tramo, debido a la pérdida de humedad, lo que evidencia un proceso exotérmico. Es importante aclarar que a pesar de que exista un aumento en la temperatura no implica un aumento en el poder caloríico. Adicional a esto, hay una relación directa entre el aumento de la temperatura y la volailización de los consituyentes químicos de 15 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 7 - 21 Tabla 3. Procesos térmicos (exotérmico y endotérmico) por DSC Etapa Entalpía (J/g) Proceso energéico Proceso 1 20,40 Exotérmico (-) Humedad 2 2,45 Endotérmico (+) Hemicelulosa 3 30,50 Endotérmico (+) Celulosa 4 50,85 Endotérmico (+) Lignina Fuente: Los autores. la biomasa (C, H, O, N, S), esto releja la tendencia descendente en la Figura 3 a parir del primer pico. Como se observa en el tramo 2, se genera un proceso endotérmico probablemente atribuido a que una vez descompuesta la celulosa y hemicelulosa con una entalpía de 32.95 J/mol, Tabla 3 los consituyentes de la lignina ienden a absorber calor ya que no se evidencia una fragmentación solo hasta que la temperatura alcanza los 350 °C, posteriormente se presenta un descenso asociado a una pérdida de poder caloríico. De acuerdo con lo anterior se evidencia que hay un alto contenido de consituyentes químicos como los C, H, O, N, S. Por lo tanto es probable que exista un alto contenido de cadenas de azúcares dentro de la biomasa, lo que permite pensar en su uso para los bioproductos. Elaboración de papel Después de elaborar las diferentes probetas, estas fueron someidas a pruebas de resistencia mecánica. Los resultados se presentan en la Tabla 4, junto con los de la hoja de impresión de papel reciclado (Figura 4). Se observa que la carga máxima que resiste el papel obtenido de la cáscara de banano es aproximadamente tres veces menos que la que resiste el papel reciclado, la tensión Tabla 4. Resistencia mecánica de la Hoja-banano vs Hoja-reciclable Hoja-Banano Hoja-reciclable Probeta Carga. Max (KN) Tens. Max (MPa) Desp. Max (mm) Defor. Max (mm/mm) Carga. Max (KN) Tens. Max (MPa) Desp. Max (mm) Defor. Max (mm/mm) 1 0,0123 1,552 0,666 0,0047 0,0427 31,56 2,333 0,0164 2 0,0101 1,089 6,083 0,0428 0,0450 33,24 2,292 0,0161 3 0,0209 2,327 1,125 0,0079 0,0468 34,59 2,542 0,0179 4 0,0175 1,835 0,999 0,0070 0,0458 33,85 2,625 0,0185 5 0,0305 3,206 2,750 0,0194 0,0491 36,24 2,500 0,0176 Tensión vs Deformación 16 Figura 4. Gráicas de tensión-deformación para las diferentes probetas J. López, J. Cuarán, L. Arenas, L. Flórez: Usos potenciales de la cáscara de banano: elaboración de un bioplásico máxima es de 10 a 30 veces menos y las fuerzas de deformación son igualmente, 2 a 3 veces menores. También se muestra cómo los resultados de las pruebas son más homogéneos en las de papel reciclado, que en las de papel de cáscaras de banano, debido a la diícil distribución y alineación de las ibras en este úlimo caso. Cabe mencionar que la hoja de impresión reciclable se fabricó según la Norma Tappi T 205 (Forming handsheets for physical test of pulp) y adicionalmente, para determinar las propiedades de este papel, se tuvo en cuenta normas como la Tappi T 220 om-88 (Physical tesing of pulp handsheets ), Tappi T 494 om-96 (Tensile properies of paper and paperboard – using constan rate of elongaion apparatus),Tappi 410 om-93 (Grammage of paper and paperboard – weight per unit area), entre otras. Por lo tanto, se puede concluir que las ibras de la cáscara de banano no son aptas para fabricar papel en las condiciones en que fue elaborado en esta invesigación. Esto se puede deber también a que el material iene un bajo contenido de holocelulosa (46.05%) y un alto contenido de lignina (García, 2006). Por el contrario, el papel está compuesto en su mayor parte por celulosa y en su fabricación, es fundamental liberarla del denominado complejo hemicelulosa – lignina, que forma la matriz en la que se insertan las microibrillas elementales de este componente (Núñez, 2008) y tener un bajo contenido de ceniza, como sí lo iene la cáscara de banano. Esto se puede corroborar con los datos reportados por (García, 2006), quien realiza el análisis del porcentaje de holocelulosa, lignina klason y cenizas a diferentes ibras como lino, cáñamo, kenaf, yute, sisal y abaca, en los cuales el porcentaje de holocelulosa se encuentra en el rango entre 81.6% y 92%, la lignina klason entre 2.9% y el 13.3% y el contenido de cenizas entre el 0.2% y el 2%, siendo el más importante y el que deine si es buena materia prima para la producción de papel, el contenido de holocelulosa. Con base en estos resultados reportados por (García, 2006), se observa que la cáscara de banano presenta un valor muy bajo de holocelulosa (46.05%) resultando como materia prima inadecuada para la elaboración de papel. Elaboración de bioplástico Los bioplásicos son una alternaiva emergente que surge a raíz de la gran problemáica ambiental que ocasionan los plásicos derivados del petróleo, ya que estos son altamente contaminantes por degradarse en un largo periodo, ocupan volúmenes considerables en las estaciones de reciclaje y se generan de manera alarmante debido a la cultura consumista de productos cada vez más desechables (Donoso et al., 2009). En la actualidad, los diferentes profesionales del área de la química, las ciencias naturales y el medio ambiente han empleado todos sus esfuerzos en desarrollar técnicas para la elaboración de bioplásicos, estas técnicas se pueden agrupar en tres grandes núcleos: los bioplásicos, procedentes de los recursos renovables, los sinteizados por vía biotecnológica y los polímeros biodegradables sintéicos (Remar, 2011). De acuerdo con esta clasiicación, el bioplásico generado en el proyecto hace parte de los procedentes de los recursos renovables, ya que se empleó la cáscara de banano como fuente de almidón y posteriormente se desarrolló el proceso químico de polimerización. El almidón es un polisacárido abundante y biodegradable presente en las plantas, el más uilizado es el proveniente del maíz. Los bioplásicos obtenidos a través de esta fuente son catalogados como material termoplásico, lo que le da un valor agregado al producto inal (Remar, 2011). Según se mencionó anteriormente, el principal requisito para la elaboración de bioplásico a parir del almidón es que la biomasa presente un alto contenido de éste. Como se reportó en la caracterización morfológica y química, se estima que la cáscara de banano iene aproximadamente un 11.3% de almidón, muy similar al encontrado por (Bilgin, 2014) a través de un análisis proximal que se realizó a este compuesto y que se presenta en la Tabla 5. Tabla 5. Composición proximal de la cáscara de banano Elementos de contenido g/100g de materia seca Proteína 8,6 ± 0,1 Grasa 13,1 ± 0,2 Almidón 12,78 ± 0,9 Ceniza 15,25 ± 0,1 Fibra dietéica total 50,25 ± 0,2 Fuente: Bilgin, 2014 El almidón, junto con la celulosa, son importantes materias primas uilizadas en la industria de ela- 17 18 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 7 - 21 boración de bioplásicos. El almidón se compone de dos ipos diferentes de cadenas de polímeros consituidos por moléculas de glucosa asociadas: la amilasa y la amilopecina. En la elaboración del bioplásico desarrollado en este proyecto, el ácido clorhídrico se emplea para la hidrólisis de la amilopecina necesaria para formar la unión entre éste y las cadenas de glucosa. A parir de los ensayos realizados por (Bilgin, 2014), se logró demostrar que si se emplea una canidad menor a 25 ml de pasta de cáscara de banano, el bioplásico resultante es muy frágil y de resistencia débil. Igualmente se adicionó el bisulito para incrementar la vida media del bioplásico por encima de los tres días, pero en esta invesigación se encontró que este compuesto juega otro papel importante en la elaboración del biocompuesto. Las pruebas dieron negaivas (E1, E2, Figura 5) en las que no se agregó este compuesto, lo mismo que en el bioplásico que se someió a calentamiento en el horno a 45 °C (E4, Figura 5), contrario a la invesigación desarrollada por (Bilgin, 2014). El biocompuesto correspondiente al ensayo número 3 fue el único que presentó las caracterísicas de un bioplásico, con una duración superior a los 15 días. Desafortunadamente se percibió que el bioplásico obtenido presentó unas parículas pequeñas, propias de la cáscara y que no le daban un aspecto homogéneo al producto (como se observa en la Figura 6) por lo que es importante coninuar ensayando técnicas que permitan un mejor acabado del producto. Por la anterior razón, las pruebas de resistencia mecánica generadas al bioplásico no fueron muy saisfactorias, obteniendo esfuerzos de 0.5994 MPa cuando para un polieileno de baja densidad PEBD este esfuerzo en una prueba mecánica en promedio es de 5.44 MPa (Hernández, 2009). Cabe resaltar que durante la prueba mecánica del bioplásico se observó que el rompimiento se generaba en los segmentos en donde se localizaban fragmentos grandes de la cáscara de banano, mostrando que la no homogenización de la biomasa jugó papel clave en esta prueba. En la Tabla 6 y la Figura 7, se muestran los resultados de la prueba de resistencia mecánica realizados para el bioplásico. E1: La cáscara de banano adecuada5, pulverizada y sin bisulito.E2: cáscara de banano sin adecuaciones, pulverizada y sin bisulito E3: cáscara de banano sin pulverizar y con bisulito. E4: cáscara de banano, pulverizada, con bisulito y posterior calentamiento en horno a 45 °C. Figura 5. Variación de la metodología para la elaboración de bioplástico 5 El término adecuada hace referencia a las cáscaras de banano que se lavaron con agua caliente por cinco minutos y se secaron a 45°C por una semana, hasta obtener un peso constante. J. López, J. Cuarán, L. Arenas, L. Flórez: Usos potenciales de la cáscara de banano: elaboración de un bioplásico Figura 6. Bioplástico a partir de cáscaras de banano Tabla 6. Resultados de la prueba de resistencia mecánica Probeta Carga Max. (KN) Tens. Max. (MPa) Tens. Flu. S. (MPa) Desp. Max (mm) Defor. Max. (mm/ mm) Modulo (MPa) 1 0,0033 0,4248 0,4248 6,498 0,0846 9,103 2 0,0037 0,5994 0,5994 6,786 0,0883 8,216 3 0,0031 0,3630 0,0529 6,589 0,0858 12,170 4 0,0030 0,4287 0,4287 5,267 0,0686 10,110 Figura 7. Gráica de tensión vs deformación para el biopolímero Conclusiones • La cáscara de banano tuvo un contenido de 23.03% de hemicelulosa, 23.02% de celulosa, 29.87% de lignina, 11% de solubles, 12.3% de almidón y 0.78% de cenizas. Algunos de estos compuestos dieron posiivo a las inciones hechas durante el estudio morfológico, como la celulosa y el almidón. El estudio térmico indicó que la biomasa se volailiza en un rango de temperatura entre 200 - 400°C y que la • lignina residual es la más recalcitrante a la descomposición. Su aplicación en la fabricación del papel generó un producto poco homogéneo y de bajos esfuerzos mecánicos, principalmente por tener un escaso contenido de holocelulosa y un alto contenido de lignina. En este caso, se recomienda un estudio para observar la viabilidad de usarla en la fabricación de pellets. 19 20 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 7 - 21 • Se desarrolló la metodología para fabricar el bioplásico a parir de todo el material contenido en las cáscaras del banano, sin necesidad de aislar el almidón, como se hace en muchas invesigaciones. Pero esto afectó la calidad del biomaterial, por lo que se hace necesario coninuar con las invesigaciones para mejorar la homogeneidad del producto, que tuvo una vida media superior a los quince días. Agradecimientos Se agradece al encargado de Laboratorio de Bioprocesos, Javier Jurado, toda su orientación y acompañamiento en la realización de la invesigación y a la Universidad Autónoma de Occidente por los recursos aportados en este estudio. Referencias Arrieta, A., Baquero, U. y Barrera, J. (2006). 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Chemical and physical characterization of sweet serum obtained from homemade cheese in the city of Pasto Recibido: 12-08-2014 Aceptado: 28-11-2014 Clemencia Alava Viteri1, Margarita Gómez de Illera,2 Jorge Aníbal Maya Pantoja3 Resumen La industria láctea en el municipio de Pasto se cataloga como polo de desarrollo local, con posibilidades de consolidarse en uno de los ejes estratégicos dentro del marco de Nariño producivo y compeiivo. La producción de un ipo de queso fresco, denominado casero, que trae consigo la producción de suero; puede considerarse como un problema ambiental debido a la descarga de este producto al medio ambiente. El suero obtenido de la fabricación de queso fresco es facible de uilizarse en la elaboración de nuevos productos y la caracterización isicoquímica del suero que se produce en el municipio de Pasto, procedente del queso casero, contribuye a plantear opciones de industrialización del mismo y evitar que sea desechado de manera inadecuada. Los parámetros que se determinaron fueron acidez, pH, grasa, densidad, lactosa, proteína y sólidos totales. Para ello se tomaron tres plantas dedicadas al procesamiento de queso fresco ipo casero, ubicadas en el municipio de Pasto. Los resultados promedios de las muestras analizadas arrojaron que el suero es dulce, con un pH promedio de 6.52, valores de acidez en promedio de 0.08% de ácido lácico; destacándose los contenidos de proteína con 1.2% y grasa con 0.42% en promedio. En cuanto a la lactosa, se encontró por debajo de lo establecido en la resolución 02310 de 1986 del Ministerio de Salud de Colombia, en lo que iene que ver con los componentes isicoquímicos de suero líquido. Palabras clave: pH, queso, acidez, densidad, grasa del suero dulce 1 Colombiana. Magíster en Gerencia de Programas Sanitarios e Inocuidad de Alimentos, Ingeniera de Alimentos, Docente Tiempo Completo de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD, programa de Ingeniería de Alimentos, integrante grupo de investigación Biotics. 2 Colombiana. Magíster en Educación Online, Ingeniera de Alimentos. Docente Tiempo Completo de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD del programa de Ingeniería de Alimentos. Integrante del grupo de investigación Biotics. 3 Colombiano. Especialista en Pedagogía para el Desarrollo del Aprendizaje Autónomo, Zootecnista, Docente Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD, Líder del grupo de investigación DR Desarrollo Rural. C. Alava, M. Gómez, J. Maya: Caracterización isicoquímica del suero dulce obtenido de la producción de queso casero en el municipio de Pasto. Abstract The dairy industry in the city of Pasto is catalogued as local development beacon with possibiliies to consolidate itself as one of the strategic axes within the frame of producive and compeiive Nariño. The producion of a type of fresh cheese denominated as “Casero” (homemade) brings along a byproduct known as whey or serum. It can be considered an environmental issue since it’s being disposed of, in an incorrect manner. The whey obtained from the fabricaion of homemade cheese can be used and is feasible for the elaboraion of new products. The chemical and physical characterizaion of the byproduct generated in Pasto, contributes to the analysis and creaion of a plan to industrialize and develop its producion, to avoid the further mishandling of this commodity. The parameters determined were: acidity, pH, fat content, density, lactose, protein and total solids content. To record this data, 3 diferent processing plants were selected and samples collected, all located in the Pasto area. The average results from the analyzed samples show that the serum is sweet with a 6.52 pH average value. The acidity levels were in average, 0.08% of lacic acid; highlighing the protein content (1.2%) and fat content (0.42%). As lactose content, its value was below the parameter established by resoluion 02310 of 1986, issued by the Colombian Ministry of Health, regarding the physiochemical content of liquid whey. Keywords: pH, Cheese, Acidity, Density, Sweet Serum Fat. Introducción En la elaboración de quesos se producen dos ipos de suero; dulce y ácido. El primero se obiene de la coagulación enzimáica de la leche y el segundo se produce por acidiicación de ácidos orgánicos o inorgánicos que se uilizan en el proceso de elaboración de queso fresco. En el municipio de Pasto, se iene una producción signiicaiva de suero procedente de la elaboración de queso fresco ipo casero, el cual puede ser uilizado como materia prima para la obtención de productos para consumo humano y animal, lo que permiiría opimizar el suero y disminuir la contaminación ambiental que este puede ocasionar por un manejo inadecuado. Con el in de determinar el uso que se le pueda dar a este subproducto es importante conocer las caracterísicas isicoquímicas del suero. En esta invesigación se determinaron los siguientes parámetros: acidez, pH, densidad, grasa, lactosa, proteína y sólidos totales. En este arículo se presentan los resultados que se obtuvieron en la caracterización del suero producido en la elaboración de queso fresco ipo casero en el municipio de Pasto con el in de establecer el uso industrial que puede tener en el futuro. Metodología Se analizaron los parámetros isicoquímicos del suero obtenido en el municipio de Pasto; teniendo en cuenta el volumen de suero logrado y la disposición que se le está dando a este producto. Para ello se tomaron tres empresas, ubicadas en el municipio de Pasto dedicadas a la producción de queso casero y en donde el proceso de elaboración de quesos incluye la pasterización de la leche lo que hace poco probable la presencia de microorganismos patógenos en el suero. Las muestras fueron tomadas por triplicado en tres días de producción diferentes en el lapso de 30 días; en el día 1, a los 15 días y en el día 30 del mes; con el in de tener representaividad en los datos 23 24 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 22 - 32 durante la producción de queso en las factorías. Se tomaron muestras del primer desuere antes del salado de la cuajada y se enviaron al laboratorio para su análisis. Las variables que se tuvieron en cuenta fueron acidez, pH, materia grasa, densidad, lactosa y proteína. Al respecto, las muestras fueron remiidas al laboratorio ceriicado en donde se uilizaron los siguientes protocolos para efectuar los análisis isicoquímicos: la determinación de pH se realizó mediante el potenciómetro, como lo indica el proceso (Miranda et al., 2009). El contenido de materia grasa expresada en (g/100g) fue determinada por medio de hidrólisis ácida en el protocolo de Gerber como lo establece (Reyes, 2002). El contenido de lactosa se determina mediante el método de Munson y Walker (AOAC, 1975) y el de proteína a través del método Kjeldahl. Para el análisis de la información se uilizó la estadísica descripiva de tendencia central como la media y la desviación ípica. Para esimar la variación de los promedios de las variables acidez, pH, materia grasa, densidad, proteína y contenido de lactosa se empleó el cálculo de la desviación de la media por la t de estudent. El análisis estadísico se cumplió con el programa SPSS, para comparar las medias entre dos o más grupos independientes y para validar los resultados de la prueba t student se uilizó la prueba de Levene. Resultados y discusión pH en el suero dulce de quesería La variable pH se encuentra dentro de los valores de 6.45 y 6.60; siendo, 6.52 el valor promedio del pH; en cuanto al pH, se iene que no está contemplado en las especiicaciones del Ministerio de Salud de Colombia, sin embargo (Amiot, 1991), clasiica al suero como suero dulce cuando presenta un pH próximo a 6.2. (Spreer et al., 1991), también airman que valores de pH en suero mayores a 6.0 son caracterísicos de sueros dulces obtenidos por coagulación enzimáica de la leche. Al respecto, los valores de pH logrados en las muestras de suero analizadas son cercanos a los de la leche fresca (6.60) lo que obedece seguramente a que dicho suero proviene de un queso fresco elaborado con leche pasterizada, sin adición de culivos lácicos. La leche, una vez pasterizada es coagulada enzimáicamente, lo que prevé que la precipitación de las proteínas se produce por hidrólisis especíica de la caseína. Así también, el primer suero que corresponde al analizado no estuvo expuesto a manipulación directa por parte del operario, lo que hace que la carga microbiana sea baja y evita la acidiicación del lacto suero. Sin embargo, lo anterior debe conirmarse con reportes microbiológicos que revelen la calidad higiénica del mismo. En la Figura 1 se muestran los valores de pH encontrados. Según el estudio realizado a la variable pH aplicando la prueba de t student y corroborando su normalidad por medio del test de Levene, se obtuvo que no hubo diferencias signiicaivas, dado que el p valor obtenido (0.663) es mayor que el nivel de signiicancia (0.05). Para el análisis estadísico se uilizó la herramienta SPSS y no se desesimó ningún valor para los promedios obtenidos, como se indica en la Tabla 1. Se acepta la hipótesis nula para la variable de pH. Figura 1. Valores de pH en las muestras de suero dulce de quesería analizadas en la ciudad de Pasto. Fuente: Autores C. Alava, M. Gómez, J. Maya: Caracterización isicoquímica del suero dulce obtenido de la producción de queso casero en el municipio de Pasto. Tabla 1. Prueba de muestras independientes para el pH Empresa N Media Desviación íp. Valor Muestra 3 9 6.5122 .02774 Muestra 1 9 6.5900 .02598 Muestra 2 9 6.3689 .21086 Prueba de Levene para la igualdad de varianzas F=0.197 P= 0.663 Fuente: Autores Acidez en el suero dulce de quesería En lo que iene que ver con la acidez se obtuvo en promedio un valor de 0.08% reportado como porcentaje de ácido lácico. En ese senido, los valores de acidez estuvieron entre 0.08% y 0.09%. Al respecto, el Ministerio de Salud en Colombia toma como referente lo que iene que ver con las especiicaciones del suero líquido; reporta como niveles máximos de acidez expresada como % de ácido lácico de 0.4%. Se iene que la acidez del suero depende del grado de acidiicación que se haya dado durante el proceso de elaboración y varía según el ipo de queso que se procese. Aquellos ipos de queso que uilizan culivos lácicos en su elaboración pueden presentar valores altos de acidez. Al respecto (Revilla, 1996) maniiesta que la acidez de los productos lácteos es debida a la fermentación de la lactosa a ácido lácico, en la que intervienen bacterias acidiicadoras; situación conirmada también por (Pulgar, 1988) quien sosiene que la acidez real o adquirida es la debida al ácido lácico que se produce por la acción bacterial. Los resultados de la invesigación, en lo que iene que ver con la baja acidez del suero pudieron darse porque se uilizó leche pasterizada para la elaboración de queso, lo que haría suponer que el recuento microbiológico se vea disminuido. Así también, porque el ipo de queso elaborado no tuvo la adición de culivos lácicos que pudieran transformar la lactosa en ácido lácico. En la Figura 2 se observa el comportamiento de la acidez en el lacto suero analizado. De acuerdo con el estudio realizado a la variable acidez con aplicación de la prueba de t student y corroborando su normalidad por medio del test de Levene, se obtuvieron los siguientes resultados en cuanto a la varianza; siendo diferente para un suero proveniente de una de las plantas tomadas como referente para este estudio. Figura 2. Valores de acidez en las muestras de suero dulce de quesería analizadas en la ciudad de Pasto. Fuente: Autores 25 26 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 22 - 32 La Tabla 2, el p valor del test de Levene conirma que para dos de las plantas, la prueba de t student no presenta diferencias signiicaivas dado que el p valor obtenido (0.414) es mayor que el nivel de signiicancia (0.05). Por tanto se acepta la hipótesis nula para el análisis de la variable acidez. trabajo mecánico antes y después de la coagulación del líquido; encontrándose que altos contenidos de grasa y caseína en el suero traen consigo disminución en el rendimiento quesero. El autor maniiesta que un kilo de grasa que se encuentre en el suero ocasiona una pérdida de tres kilos de queso. Materia grasa en el suero dulce de quesería En cuanto al trabajo mecánico de las plantas muestreadas, se iene que una de ellas procesa el queso en tanques provistos de agitadores mecánicos y el transporte de leche desde el pasterizador hasta la ina quesera se hace a través de tubería. En ese senido, los contenidos de materia grasa en suero para la planta que trabaja la agitación mecánica de la cuajada dieron valores más altos de contenido graso, situándose en 0.6% en promedio debido a que la agitación constante en la ina quesera ocasionó que parte de la grasa de la masa de cuajada fuera transportada por el suero. Los contenidos de grasa en el suero luctuaron desde 0.25 % hasta 0.6 %, con un promedio de 0.42% como se observa en la Figura 3. Al respecto, los resultados se encuentran dentro de los parámetros reportados por (Spreer et al., 1991), para suero dulce de quesería que van desde 0.1 – 0.5%. En ese senido (Amiot, 1995) menciona que el suero es especialmente rico en materia grasa, proteína, lactosa y sales minerales; también, en ribolavina y ácido pantoténico. Autores como (Webber, 1990), reportan que el contenido de grasa en el suero varía en función de la calidad composicional de la leche y el ipo de Según el estudio realizado a la variable materia grasa con aplicación de la prueba de t student y corroborando su normalidad por medio del test de Levene, se determinó que no existe diferencia Tabla 2. Prueba de muestras independientes para acidez Prueba de Levene para la igualdad de varianzas Valor Se han asumido varianzas iguales F Sig 0.703 0.414 No se han asumido varianzas iguales Fuente: Autores Figura 3. Contenido de materia grasa en las muestras de suero dulce de quesería analizadas en la ciudad de Pasto. Fuente: Autores C. Alava, M. Gómez, J. Maya: Caracterización isicoquímica del suero dulce obtenido de la producción de queso casero en el municipio de Pasto. signiicaiva de la variable materia grasa, dado que el p valor logrado (0.077) es mayor que el nivel de signiicancia (0.05), como indica la Tabla 3. Para el análisis estadísico, fue tomada la herramienta SPSS y no se desesimó ningún valor para los promedios obtenidos. Proteína en el suero dulce de quesería En esta invesigación se encontró que el contenido de proteína está entre 0.85% hasta 1.25%; siendo el valor más alto de 1.2% y el más bajo de 0.85% proveniente de dos de las plantas tomadas como referencia para el análisis. La proteína en el suero consituye uno de los elementos más representaivos del suero, junto con las sales minerales; así también es uno de los elementos con mayor potencialidad para su obtención y posterior uso industrial. De acuerdo con el Ministerio de Salud de Colombia, los contenidos de proteína en suero líquido pueden estar en valores del 0.7% mínimo, aunque autores como (Amiot et al., 1995) reportan contenidos en promedio de proteína del 0.3% Spreer et al. (1991), y valores máximos hasta del 0.8%, especialmente en lo que iene que ver con las proteínas albúmina y globulina y productos del desdoblamiento de la caseína. Invesigaciones como la de (Guerrero et al., 2010), relacionadas con la caracterización isicoquímica de sueros provenientes de quesos frescos ípicos mexicanos, reportan contenidos en promedio de 0.266%. (Hernández, 2012), también en México, encontró en promedio contenidos de proteína en suero de 0.83% y valores de 1.26% para suero obtenido de quesos ipo Oaxaca y panela en México. De otra parte, (Pederson y Harol, 1980), sosienen que el suero más uilizado para la obtención de proteínas es el suero dulce que procede de la coagulación enzimáica de la leche. En esta invesigación se encontró que el contenido de proteína está por encima de lo reportado por el Ministerio de Salud y dentro de lo consultado por los autores. Lo anterior puede darse por el arrastre de inos provenientes de la cuajada en el suero. En la Figura 4 se observan los valores de proteína. Tabla 3. Prueba T para la igualdad de medias para materia grasa Valor Se han asumido varianzas iguales No se han asumido varianzas iguales t gl Diferencia de medias 40.231 16 .000 .30889 40.231 9.451 .000 .30889 Fuente: Autores Figura 4. Contenido de proteína en las muestras de suero dulce de quesería analizadas en la ciudad de Pasto. Fuente: Los autores 27 28 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 22 - 32 Según el estudio realizado a la variable proteína aplicando la prueba de t student y corroborando su normalidad por medio del test de Levene, no se obtuvieron diferencias signiicaivas, dado que el p valor obtenido (0.97) es mayor que el nivel de signiicancia (0.05), para la variable proteína. El análisis estadísico realizado con la herramienta SPSS no desesimó ningún valor para los promedios obtenidos. Por tanto, se acepta la hipótesis nula para el análisis de la variable proteína, como se observa en la Tabla 4. Tabla 4. Prueba T para igualdad de medias en proteínas Prueba T para la igualdad de medias Valor Se han asumido varianzas iguales No se han asumido varianzas iguales t gl Sig. (bilateral) Diferencia de medias 28.864 16 .000 .30000 28.864 16.000 .000 .30000 Fuente: Autores Lactosa en el suero dulce de quesería Los contenidos de lactosa del Ministerio de Salud de Colombia reportan como parámetro valores mínimos de 4.5%. En cuanto a los contenidos de lactosa se iene que solo una de las plantas se encuentra dentro de las especiicaciones de la resolución, con un contenido de 5.2% en promedio; en cambio en las dos plantas restantes los niveles de lactosa se hallan por debajo de los parámetros de la resolución. Autores como (Spreer et al., 1991) sosienen que la concentración de lactosa en suero desinado para uso industrial es de mínimo 4% de lactosa. Así también, en otra invesigación realizada en cuanto a caracterización de suero obtenido del procesamiento de queso, se encontró que el contenido de lactosa en suero dulce luctuó desde 3.89% hasta 6.81% con un promedio de 4.648% dependiendo del ipo de queso; en donde, para quesos con coagulación ácida los contenidos de lactosa fueron menores y para coagulación enzimáica mayores. (Guerrero et al., 2010). En lo que iene que ver con la composición del suero, los lactosueros diieren en su composición, según la leche usada en la quesería, contenido de humedad del queso y de manera muy signiicaiva del pH al que el lacto suero se separa de la cuajada. Razones a las cuales podría obedecer la variación del contenido de lactosa en las muestras de suero analizadas. Se iene también que valores menores en el contenido de lactosa se relacionan con la capacidad de transformarse en ácido lácico, a medida que avanza el iempo de recolección del suero y por ello, es necesario que se trate adecuada y prontamente en lo que iene que ver con enfriamiento y eliminación de parículas de queso para evitar la transformación de la lactosa en ácido lácico. En ese senido, la acidez de los sueros analizados se encuentra dentro de los valores aceptables para un suero dulce, aunque (Spreer et al., 1991), maniiestan que en sueros dulces deben encontrarse vesigios de ácido lácico. En este estudio, se observó que la acidez fue inversamente proporcional al contenido de lactosa; siendo dicho contenido de lactosa menor en las muestras en donde el nivel de ácido lácico fue mayor. Esto podría estar asociado a fermentación por microorganismos de la lactosa o ácido lácico. Los contenidos de lactosa pueden observarse en la Figura 5. De acuerdo con el estudio realizado a la variable lactosa con la aplicación de la prueba de t student y corroborando su normalidad por medio del test de Levene se determinó que no exisió diferencia signiicaiva para la variable lactosa, dado que el p valor obtenido (0.097) es mayor que el nivel de signiicancia (0.05). Según el análisis estadístico utilizando SPSS no se desestimó ningún valor para los promedios obtenidos, por lo tanto como lo indica la Tabla 5, se acepta la hipótesis nula para la variable lactosa. C. Alava, M. Gómez, J. Maya: Caracterización isicoquímica del suero dulce obtenido de la producción de queso casero en el municipio de Pasto. Figura 5. Contenido de lactosa en las muestras de suero dulce de quesería analizadas en la ciudad de Pasto. Fuente: Autores Tabla 5. Prueba T para igualdad de medias en lactosa Error ípo de la diferencia Valor Se han asumido varianzas iguales No se han asumido varianzas iguales 95% Intervalo de conianza para la diferencia Inferior Superior .01145 .31461 .36317 .01145 .31455 .36323 Fuente: Autores Densidad en el suero dulce de quesería En esta invesigación la densidad presenta valores entre 1.025g/cc y 1.027g/cc en donde no hubo variación signiicaiva en los valores de densidad. Lo anterior puede evidenciarse en la Figura 6. Las fuentes de información consultadas reportan, en la mayoría de los casos, valores de densidad para el suero dulce entre 1.024g/cc y 1.027g/ cc. Así lo sosienen invesigaciones sobre el tema desarrolladas por (Miranda et al., 2009), Figura 6. Valores de densidad en las muestras de suero dulce de quesería analizadas en la ciudad de Pasto. Fuente: Autores 29 30 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 22 - 32 Sólidos totales en el suero dulce de quesería en donde el suero dulce analizado tuvo una densidad de 1.025g/cc; también (Álvarez, 2013), en la caracterización de diferentes ipos de suero dulce determinó que los valores de la densidad se encuentran entre 1.025g/cc y 1.027g/cc. La densidad se relaciona con los inos que puedan pasar de la masa de cuajada al suero al momento del desuere lo que puede darse por el trabajo mecánico fuerte que se le dé a la cuajada durante la agitación en la ina quesera, o a temperaturas bajas de coagulación de la leche por debajo de 32oC. (Veisseyre et al., 1980). En este estudio, se iene que el contenido de sólidos totales está entre 6.0 y 7.3% con un promedio de 6.5%. Así también, se observa que el contenido más alto de sólidos totales fue para una de las plantas con un 7.3% en promedio, en coincidencia con los contenidos de lactosa y proteína que también fueron los más altos tal como se observa en la Figura 7. En ese senido se iene que el contenido de sólidos totales puede variar dependiendo del contenido de proteína, lactosa, sales minerales que tenga el suero analizado y puede estar sujeto también, al ipo de proceso uilizado en la elaboración del queso; en donde la materia seca del suero consigue quedarse en la masa de cuajada obtenida. (Miranda et al., 2009). Según el estudio realizado a la variable densidad aplicando la prueba de t student y corroborando su normalidad por medio del test de Levene no hubo diferencia signiicaiva, dado que el p valor obtenido (0.597) es mayor que el nivel de signiicancia (0.05). Por tanto se acepta la hipótesis nula para la variable de densidad. Para el análisis estadísico, con la herramienta SPSS y no se desesimó ningún valor para los promedios de densidad. Al comparar los resultados de lactosa obtenidos con lo establecido por el Ministerio de Salud de Colombia, 1986, se iene que los niveles de sólidos totales se hallan dentro de las especiicaciones de la legislación colombiana. Teniendo en cuenta la Tabla 6, se acepta la hipótesis nula para el análisis de la variable densidad. Tabla 6. Prueba T para igualdad de medias en densidad Valor Se han asumido varianzas iguales No se han asumido varianzas iguales t gl Sig. (bilateral) Diferencia de medias 21.200 16 .000 .00118 21.200 14.837 .000 .00118 Fuente: Autores Figura 7. Contenido de sólidos totales en las muestras de suero dulce de quesería analizadas en la ciudad de Pasto. Fuente: Autores C. Alava, M. Gómez, J. Maya: Caracterización isicoquímica del suero dulce obtenido de la producción de queso casero en el municipio de Pasto. Autores como (Spreer et al., 1991) sosienen que en promedio el contenido de sólidos totales para el lacto suero se encuentra en entre 5 y 7%; mientras que (Guerrero et al., 2010), encontraron valores entre 6.05 y 9.21% con un promedio de 6.788% y para (Hernández et al., 2012) las muestras de suero dulce analizadas alcanzaron un promedio de 7.17% siendo el valor más alto hallado en las fuentes de información consultadas. De acuerdo con estudio realizado a la variable sólidos totales en aplicación de la prueba de t student y raiicando su normalidad por medio del test de Levene se obtuvo que no hubo diferencias signiicaivas de 0.05 (5%) y una coniabilidad del 95%, como se puede observar en el valor de p. Igualmente para el análisis estadístico se utilizó la herramienta SPSS y no se desestimó ningún valor para los promedios obtenidos de sólidos totales. Por tanto, se acepta la hipótesis nula para la variable de sólidos totales, como lo indica la Tabla 7. El tratamiento estadísico realizado conirma, en lo que iene que ver con los resultados de los parámetros isicoquímicos analizados en los sueros, que se aprobó la hipótesis nula por cuanto no se observaron diferencias signiicaivas en los valores de proteína, lactosa, grasa, densidad y sólidos totales; así como también pH. Ello es indicaivo de que en las tres plantas existen similitudes en el proceso de elaboración del queso casero, uilizando como materia prima leche producida en la región. Lo anterior es importante porque asegura que la calidad del suero eliminado es homogénea y esto garaniza que la materia prima a uilizar se maniene constante en el iempo. Tabla 7. Prueba T para igualdad de medias para sólidos totales Prueba T para la igualdad de medias Valor Se han asumido varianzas iguales No se han asumido varianzas iguales t gl Sig. (bilateral) Diferencia de medias 105.835 16 .000 1.10000 105.835 16.000 .000 1.10000 Fuente: Autores de Salud en Colombia. Podría considerarse que el suero dulce de quesería sería desinado a diferentes procesos de industrialización para la obtención de productos que se converirían en materias primas en la elaboración de alimentos para consumo humano y animal. Conclusiones • • • Los análisis isicoquímicos realizados al suero permiieron clasiicar al suero analizado como suero dulce, por cuanto los valores de acidez, pH, grasa y proteína se encontraron dentro de los parámetros establecidos para este ipo de suero. En tanto que los valores de lactosa se hallaron por fuera de lo que establece el Ministerio de Salud de Colombia. Los resultados obtenidos, en cuanto a las variables isicoquímicas de los sueros analizados, muestran que la proteína es el principal componente, seguida de la materia grasa y de la lactosa. Los contenidos de sólidos totales de las muestras de suero analizadas se encontraron dentro de los parámetros establecidos por el Ministerio • La baja acidez de las muestras de suero analizadas podría deberse a que la leche desinada para la fabricación de queso fue pasterizada y a que no se uilizaron culivos lácicos. Lo anterior, favorece el aprovechamiento de este para consumo animal y para su industrialización. • Las caracterísicas isicoquímicas del suero analizado como lactosa, proteína y grasa consituyen valiosas materias primas que pueden ser aprovechadas si son someidas oportunamente a procesos industriales para la 31 32 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 22 - 32 obtención de productos desinados al consumo animal y como materia prima en la elaboración de productos para consumo humano como alimento rico en fuente de proteína; además , la similitud en los resultados de laboratorio para los sueros provenientes de disintas plantas puede contribuir al diseño de un proceso de aprovechamiento común para la región, debido a que los resultados obtenidos muestran que no existen diferencias signiicaivas en lo que iene que ver con la composición isicoquímica del suero Referencias Álvarez, M. (2013). Caracterización isicoquímica de los diferentes ipos de lacto sueros producidos en la Cooperaiva Colanta LTDA. (Tesis de pregrado, Corporación Universitaria Lasallista). Recuperado de http://repository.lasallista.edu.co/dspace/ bitstream/10567/1036/1/Caracterizacion_ isicoquimica_diferentes_ipos_lactosueros_ producidos_Colanta.pdf Amiot, J. (1991). Ciencia y tecnología de la leche. Principios y aplicaciones. Editorial Acribia. Zaragoza (España). Guerrero, W; Gómez, C y Castro, R. (2010). Caracterización Fisicoquímica del Lactosuero en el Valle de Tulancingo. Universidad de Guanajuato. XII congreso de Ciencia y Tecnología de Alimentos. Hernández, J; Prieto, F; Reyes, V; Marmolejo, Y; y Méndez, M. (2012). Caracterización isicoquímica de un lacto suero: Potencialidad De Recuperación De Fósforo. Universidad de Guanajuato. Revista Acta Universitaria. Vol. 22 Nº 1. Ministerio de Salud. (1986). Resolución 02310 de 1986. Bogotá Colombia Miranda, O; Ponce, I y Fonseca, P. (2009). 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Lactología Técnica. Editorial Acribia. Zaragoza (España). Weber, F. (1990). El desuerado del coágulo, pp 2133. En: Andree Eck (ed), El Queso. Ediciones Omega, Barcelona 33 Efectos isiológicos de badea (Passilora quadrangularis) y yuca (Manihot esculenta) uilizando recubrimientos a base de cera y paraina bajo conservación en frío. Physiological efects of badea (Passilora quadrangularis) and cassava (Manihot esculenta) using parain and wax coatings under cold storage. Recibido: 30-07-2014 Aceptado: 30-11-2014 Juan Manuel Sánchez Soto,1 Licelander Hennessey Ramos,2 Eyleen Jennifer Torres Mendoza,3 Resumen Los mercados hortofrutícolas ante los retos de la conservación de alimentos dejan al descubierto la necesidad de ideniicar y evaluar los tratamientos de conservación adecuados para productos en fresco, para disminuir al máximo las pérdidas poscosecha y prolongar su vida en anaquel. El objeivo de este estudio es valorar el comportamiento de los recubrimientos de la badea (Passilora quadrangularis) con cera y la yuca (Manihot esculenta) empleando paraina grado alimenicio, determinando los cambios isiológicos que pueden alterar la calidad en condiciones controladas de almacenamiento. En Passilora quadrangularis, después de 12 días de almacenamiento, se encontró una pérdida de peso de 18.63 g en promedio, con el tratamiento de cera comercial (KMnO4) empacada en bolsas PE perforadas, con una pérdida de 1.11 g/100g, un peso de 1307.11 ± 177.00 g, rendimiento del jugo y arilo 15.01 ± 1.86 %, y pulpa 69.29 ± 4.82 %, pH promedio de 3.91 ± 0.12, sólidos solubles de 10.78, acidez de 0.80 ± 0.10 g/100g. En cuanto a la yuca se encontró un peso de 565.40 ± 323.50 g, longitud 23.58 cm ± 6.18, y diámetro 60.53 mm. El tratamiento de parainado presentó un rendimiento de 76.68% ± 7.55 y una pérdida de humedad del 16.20% ± 1.2. La tasa respiratoria de la yuca sin parainar al transcurrir los 15 días fue de 100.57 mg CO2/Kg*h y parainada fue 116.82 mg CO2/Kg*h, a 8°C. Los tratamientos de conservación son efecivos, manienen la calidad del fruto y controlan la pérdida de peso por transpiración. 1 Colombiano. Magíster en Gerencia de Programas Sanitarios e Inocuidad de Alimentos, Universidad para la Cooperación Internacional “UCI” en San José de Costa Rica, Instructor de Agroindustria Centro Agropecuario Sena Buga, Integrante Grupo de Investigaciones en Ciencias y Tecnologías Agroindustriales, Líder de la Escuela Nacional de Poscosecha de Frutas y Hortalizas, jusanchez@sena.edu.co, ing_juanma@misena.edu.co 2 Colombiano. Estudiante de Maestría de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible de la Universidad de Manizales, Ingeniero Agroindustrial, Instructor de Agroindustria en la Granja, Espinal Sena ,Tolima,licelander@gmail.com 3 Colombiana. Especialización Tecnológica en Gerencia de Proyectos Agropecuarios, Ingeniera Agroindustrial, Instructora de Agroindustria en el Centro Agropecuario Sena de Buga. eyleenje@misena.edu.co 34 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 33 - 43 Palabras clave: Poscosecha, Passilora quadrangularis, Manihot esculenta, isiología, intensidad respiratoria. Abstract The fruit and vegetable markets create challenges regarding the storage of perishable foods and exhibits the need to idenify and evaluate the proper conservaion treatments for products on the shelf, reducing to the minimum proporion the losses ater harvest and maximizing its shelf life. The objecive of this study is to evaluate the behavior of the coaings on Badea (Passilora Quadrangularis) with wax and Cassava (Manihot Esculenta) using food grade parain, determining the physiological changes that can alter the quality of the product under controlled storage condiions. For Badea, Passilora quadrangularis, ater 12 days of storage, an average weight loss of 18.63 gr was registered, with the commercially available coaings (KMnO4), packed in perforated PE bags with: a loss of 1.11 g/100g, a weight of 1307.11 ± 177.00 g, juice yield and aryl: 15.01 ± 1.86 %, y pulpa 69.29 ± 4.82 %, average pH value: 3.91 ± 0.12, soluble solids of 10.78, acidity of 0.80 ± 0.10 g/100g. With Cassava, the registered weight was 565.40 ± 323.50 g, length: 23.58 cm ± 6.18, and diameter of 60.53 mm. The applied treatment was parain presening a 76.68% ± 7.55 yield and a 16.20% ± 1.2 humidity loss. The breathing rate of the Cassava without parain treatment, was 100.57 mg CO2 /Kg*h and with parain was 116.82 mg CO2 /Kg*h, at 8°C. The conservaion treatments are efecive, keeping the quality of the products protected, and controlling the loss of weight by transpiraion. Keywords: Post-Harvest, Passilora Quadrangularis, Manihot Esculenta, Physiology, Respiratory Intensity. Introducción La invesigación se desarrolló en el municipio de El Espinal - Tolima, ubicado a 4°10’19’’ LN 74°10’19’’ LO, con una alitud de 323 msnm. y una precipitación de 1227.4 mm que puede variar año a año; con registros superiores e inferiores de 1500 mm de lluvias. La Granja de El Espinal - Tolima, cuenta con 11 hectáreas desinadas a la producción agrícola con frutos como mango, piña, badea, maracuyá, pimentón, ají jalapeño, pepino y tomate cherry. En este estudio se escogieron la Badea (Passilora Quadrangularis) y la Yuca (Manihot esculenta) por ser alimentos frescos muy sensibles a las condiciones ambientales y por su alta perecebilidad, reacciones que contemplan estudios para fortalecer la vida úil del producto en fresco. Además, de su análisis durante la maduración para la aplicación de tratamientos que permitan prolongar su calidad (Bohórquez, 2002). En la Escuela Nacional de Poscosecha en la Unidad del Centro Agropecuario La Granja, Regional Tolima del Servicio Nacional de Aprendizaje - Sena, se realizan acividades de valor formaivo para los aprendices y para el entorno producivo. La yuca es un tubérculo de la familia Euforbiácea, género Manihot, siendo de la especie Manihot esculenta Grantz; mundialmente conocida. Es un culivo perenne, con alta producción de raíces tuberosas, como fuente de carbohidratos y follajes para la elaboración de harinas con alto porcentaje de proteínas, (Rosses, 2005). En su producción Colombia ocupa el puesto 22 con 2.264.460 ton. (FAOSTAT, 2010). La mayor parte de la producción se emplea en la obtención de bioetanol, pero el principal problema que presenta la comercialización de las raíces en zonas distantes al lugar de producción es el deterioro poscosecha que sufren a J. Sánchez, L. Ramos, E. Torres: Efectos isiológicos de badea (Passilora quadrangularis) y yuca (Manihot esculenta) uilizando recubrimientos a base de cera y paraina bajo conservación en frío. las 48 horas de extraídas del suelo. Los síntomas de deterioro de las raíces se maniiestan con cambio de coloración en los tejidos parenquimatosos y los haces xilógenos, adquiriendo éstos una coloración azulada, para luego pasar a marrón, en forma de estrías vasculares (Montaldo et al., 1973). Los estudios sobre yuca parainada son pocos, a pesar de ser uno de los productos seleccionados por su potencial de producción y mercados en países como Nicaragua, Costa Rica, Panamá, Honduras entre otros, donde han incursionado en este ámbito como parte integral del proceso de incremento y diversiicación de las exportaciones del país, (Fonseca, 2005). Hasta la fecha, la yuca parainada no está someida a ningún control de cuarentena, siempre y cuando cumplan con las condiciones higiénicas que indica la Direciva 77/93/CEE de la Comisión y posteriores modiicaciones para el caso de Nicaragua. La badea (Pasilora quadrangularis), se comercializa en el mismo siio donde se culiva, no es considerada como un producto para la agroindustralización, (Reina, 1996). Por este moivo los agricultores culivan pequeñas canidades que solo abastecen el mercado local; su rápida maduración impide su conservación por largo iempo, objeivo que se pretende con este estudio para buscar alternaivas de conservación como producto en fresco. Una vez cosechada la badea se inicia un proceso de deterioro, lo que hace que su vida úil disminuya y llegue al consumidor por un iempo reducido; hecho por el cual no ha generado diversidad de productos a base del mismo. (Moreno, 2010). Según la tabla de Composición de Alimentos Colombianos (ICBF, 2000), la badea es una fruta rica en vitamina A, niacina, ribolavina y ácido ascórbico, cuyo contenido de carbohidratos está entre el 10% y 15%, teniendo canidades signiicaivas de fósforo y calcio. (Duque et al., 1998). El culivo de badea prospera entre alitudes de 0 a 1000 msnm, en las zonas libres de heladas y vientos fuertes; se desarrolla saisfactoriamente a una temperatura entre 20°C y 24°C; humedad relaiva del 80%, precipitación entre 1.000 y 1.800 mm/año; distribuidos adecuadamente. El clima apropiado para su producción es cálido húmedo. (Carrión et al., 2002). Su consumo en fresco está limitado a lo local, en siios de producción, sin embargo, resultados preliminares indican que productos como trozos mínimamente procesados, y derivados de la pulpa como mermeladas y bocadillos, podrían ser de interés en la industria de alimentos (Castellanos et al., 2008). La evaluación sobre el comportamiento isiológico que presentan las frutas y hortalizas ante las coberturas o recubrimientos, es la de prolongar su vida en fresco durante su poscosecha. Los tratamientos de encerado y parainado se usan para conservar la calidad, combinados con la temperatura críica de almacenamiento, pero no existe una cera especíica para esta Passilora donde conserve las caracterísicas de calidad. Por otro lado, el parainado se debe evaluar según la temperatura a que se someta la paraina para obtener un ópimo proceso de cobertura y solidiicación. Materiales y métodos En los culivos del Centro Agropecuario la Granja de El Espinal – Tolima, se efectuó una toma de muestras uilizando la norma NTC 756 para frutas y hortalizas; se realizó una selección para cada especie, se higienizó y desinfectó con una solución a 150 ppm. (N-aquil dimel bencil amonio); cada producto se secó a 60°C por 5 min con aire por convección; se realizaron las pruebas de laboratorio para el control de la calidad de poscosecha, . Badea (Passiflora quadrangularis) Material vegetal: Culivada en el invernadero del centro de El Espinal, a una alitud de 431 msnm; con una precipitación de 1227.4 mm que puede variar por año, con registros inferiores de 1.500 mm de lluvias; temperatura media de 29º C y humedad relaiva del 75%. Procedimiento experimental: Los recubrimientos como la cera han mostrado ser una herramienta eicaz en la conservación de diferentes frutos debido a que oxida el eileno. Con esta premisa se uilizó la metodología de supericie de respuesta. A 15 badeas se aplicaron 3 tratamientos (cera al ambiente, cera en bolsa sellada y con bolsa con oriicios) más un tratamiento tesigo sin cera por el iempo de cosecha; se midió la pérdida de peso con una balanza electrónica Explorer Pro; 3100 g; los frutos de badea se almacenaron a 18 ºC y 75% de humedad relaiva, cubiertos por Cerabrix, (base de KMnO4, concentración de 1000 ppm) y empacados en bolsas de polieileno (PE) calibre 2 por 12 días, a parir de su cosecha. 35 36 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 33 - 43 Análisis isicoquímico: Se analizaron estados de madurez según el diámetro ecuatorial del fruto (mínimo de 10 cm), pariendo de un fruto recién cosechado hasta un fruto sobre el cual transcurrieron 12 días; estos parámetros se evaluaron frente al jugo, la pulpa y la mezcla 50:50 partes de jugo y pulpa; en la medición de los parámetros se empleó un refractómetro portáil Brixco a 20º C; la acidez total se realizó por el método de volumetría (Rojas, 2004) empleando una bureta de émbolo digital Titronic, con NaOH 0.1 N de ipo analíico; el potencial de hidrogenación (pH) se determinó en la unidad de Hanna pH-Meter. (AOAC. 2005) Se determinaron pruebas físicas para obtener los rendimientos en pulpa, jugo y arilo y diámetro ecuatorial. Encerado: Se uilizó cera (Cerabrix -KMnO4) por medio de inmersión, pasada por el túnel de secado a una temperatura de 39°C por 8 minutos, obteniéndose un secado total del fruto, la temperatura interna de la badea después de este secado se registró en 20 °C Yuca (Manihot esculenta) Material vegetal: Culivada en los lotes del Sena, en El Espinal, con una edad de 9 meses. La huerta se encuentra a 365 msnm, cuenta con sistema de goteo para el suministro de agua, con una temperatura promedio en el día de 31 ºC. Procedimiento experimental: Se uilizó la metodología de supericie de respuesta donde se aplicaron dos tratamientos: un tesigo y uno con la aplicación de paraina; se tomaron tres réplicas: la pérdida por transpiración se constató con una balanza digital Ohaus Explorer con capacidad de 3 Kg; la intensidad de transpiración se midió en un lapso de nueve días con registros diarios del peso y las condiciones ambientales. En las mediciones del diámetro se uilizó un calibrador pie de rey; la temperatura se registró con un termómetro láser, marca Testo y el índice de respiración se realizó por el método de itulación. Parainado: Los lotes seleccionados se someieron al parainado empleando un tanque parainador marca Javar, con termostato, 2 resistencias de 1.9 kwats de 220v, se uilizó una paraina derivada de los hidrocarburos grado alimenicio. (Montaldo, 2008), al derreirse se encontraba a una temperatura de 100 oC. Las raíces se sumergieron en la paraina durante 2 a 3 segundos por medio de unas pinzas; cuando se cubrieron totalmente se reiraron y se dejaron enfriar al ambiente 28 oC, luego se colocaron en canastas plásicas para su control. Resultados y discusión Comportamiento de la transpiración en los frutos de badea (Passiflora quadrangularis) El concepto de transpiración está ínimamente ligado con la pérdida de agua en forma de vapor; es decir, agua en estado gaseoso, que se pierde a través de estructuras celulares como vacuolas, lenicelas y estomas. El agua es el elemento de mayor presencia en los tejidos vegetales y este a su vez el que registra mayores pérdidas, consituyéndose en un punto críico de control en las tecnologías poscosecha y por ende clave en el proceso de maduración de las frutas. Sin embargo, cuando se reiere a la transpiración en poscosecha, se hace necesario cuaniicar el agua que se pierde, ya que no solo deteriora su calidad y presentación, sino también afecta su precio, siendo importante conocer el comportamiento de los frutos y así aplicar el tratamiento más adecuado para controlar su transpiración. Se encontró una pérdida de peso porcentual durante los 12 días de almacenamiento con un promedio de 18.63 ± 1.24 g/100g. En los tratamientos aplicados el que presentó el mejor comportamiento fue el de la cera empacada en bolsas perforadas, con una pérdida del 1.11 g/100g, Figura 1. El mismo tratamiento en bolsas selladas presentó una pérdida del 4.26 g/100g. La muestra de badea con cera perdió 12.64 g/100g, reduciéndose casi a la mitad. La muestra tesigo presentó un buena barrera frente a la pérdida de H2O. Es importante anotar que el patrón respiratorio de la mayoría de las pasiloráceas comerciales es climatérico, tal como se reportan para el maracuyá,́ la gulupa, la granadilla, la badea, la curuba y la cholupa. El máximo climatérico de respiración está acompañado por la disminución de la acidez, aumento de sólidos solubles y moderada variación de pH. (Shiomi et al., 1996). Las pérdidas por transpiración en el tesigo ascendieron al orden del 18% en badea, un porcentaje alto para el manejo en fresco del producto. Sin embargo, al someterlo a la inluencia J. Sánchez, L. Ramos, E. Torres: Efectos isiológicos de badea (Passilora quadrangularis) y yuca (Manihot esculenta) uilizando recubrimientos a base de cera y paraina bajo conservación en frío. Figura1. Comportamiento de la traspiración de la badea en almacenamiento Fuente: Autores de sustancias externas, como la cera, se observó una pérdida del 1.11%. Esta cera comercial permite prolongar la calidad del producto en cuanto a su transpiración. Existen estudios en otros frutos como banano, donde esta cera permite conservar las propiedades del fruto hasta un 95% durante los primeros 15 días. (TAO química). Se pudo determinar que el método más adecuado fue la aplicación de cera, ya que potencializó las caracterísicas ópicas y redujo las pérdidas por transpiración a la mitad 12.64% en contraste con los frutos que no presentaron ningún tratamiento en las condiciones que se desarrolló el estudio (18oC y humedad relaiva de 75%). Parámetros fisicoquímicos de los frutos de badea (Passiflora quadrangularis) La pulpa de badea mostró un alto contenido de agua, ibra y vitaminas, al igual que el jugo con semilla y arilo, el cual es rico en vitamina B3 o niacina. El rendimiento en porcentaje de la pulpa denominada como mesocarpio de la badea, mostró un promedio de 69.29 g/100g, con un rango total de 12.03 g/100g. Tabla 1. El diámetro ecuatorial o transversal promedio de la badea fue en cm, 13.2 ± 0.77, 12.0 y 14.4, para un rango de 2.4 cm, considerándose este diámetro menor que el diámetro longitudinal. pH. Al medir el pH el jugo mostró 3.66 ± 0.14, 3.48 y 3.82, para un rango de 0.34. La pulpa presentó en promedio 5.80 ± 0.63, para un rango total de 1.57. La mezcla de pulpa y jugo en proporciones iguales reveló en promedio 3.91 ± 0.12, 3.8 y 4.1, con un rango de 0.3. Se diferencia notablemente el cambio de pH; del jugo a pulpa, esto obedece a que la badea como tal presenta varias partes aprovechables, es decir, el mesocarpio y el jugo, por tal moivo su consitución isicoquímica es Peso y dimensiones: El peso obtenido en gramos de los frutos de badea evidenció un promedio de 1307.11 g ± 177.00 g, con un rango de 425.19 g, (mínimo de 1068.4 g y máximo de 1493.59 g), lo cual indica una alta dispersión de los datos con respecto al peso. En cuanto al rendimiento del jugo y arilo (punto de unión de la semilla al ovario), presentó un rendimiento promedio del 15.01 g/100, para un rango total de 4.88 g/100g. Figura 2 16% 15% Porcentaje de jugo 69% Porcentaje pulpa o mesocarpio Porcentaje de cascara Figura 2. Principales componentes de la badea Fuente: Autores 37 38 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 33 - 43 Tabla 1. Resumen estadístico para pesos y rendimientos. Caracterísica Media Desviación. Mín. Máx. Rangos Badea (g) 1307.1 177.0 1068.4 1493.6 425.2 Cáscara (g) 203.67 44.60 168.75 277.81 109.6 Jugo, arilo, semillas (g) 195.01 27.96 160.19 231.59 71.4 Rendimiento Jugo (%) 15.01 1.86 11.96 16.85 4.9 Rendimiento pulpa (%) 69.29 4.82 63.40 75.45 12.0 Fuente: Los autores Sólidos Solubles (ºBrix). Los sólidos solubles expresados en sacarosa por parte de los frutos, consituyeron un parámetro importante en la industria, especialmente en el campo de los néctares. En la Figura 4, se observa que la mayor totalmente diferente en este caso. El pH máximo (3.82) se obtuvo al transcurrir los días, mientras que los pH bajo se observaron en los primeros días Figura 3. Al mezclar estos dos productos el pH se estableció en 3.91 (Ácido). 7 6,77 6,5 6,37 6 5,7 5,3 5,5 5,5 5 5,2 4,5 4,1 4 4 3,5 3,81 3,88 3,8 3,48 3,52 3,8 3,71 3,6 3,9 3,82 3 0 2 4 6 8 pH jugo pH Pulpa pH Mix Lineal (pH jugo) Lineal (pH Pulpa) Lineal (pH Mix) 10 Figura 3. Variación del pH al transcurso de los diez días. Fuente: Los autores proporción de los sólidos solubles se encuentran en el jugo de la badea con un promedio de (14.7 ± 0.45, 14 y 15) ºBrix, para un rango de 1, y en contraste la pulpa alcanza un máximo de 6 ºBrix y en promedio (5.98 ± 0.74, 4.9 y 7) ºBrix, para un rango de 2.1 ºBrix, demostrando que alrededor del 94% es agua. Según (Castellanos, 2008), la badea iene 13ºBrix en el momento de cosecha, comparando los re- sultados obtenidos en el estudio, el promedio del fruto está en 11ºBrix, valor que se referencia para el análisis del suelo y sus propiedades, que inciden en la cosecha y poscosecha del mismo. Al mezclarlas, los sólidos solubles en promedio son de (10.78 ± 0.77, 10 y 12) ºBrix, para un rango de 2ºBrix. Sin embargo, las caracterísicas organolépicas ienden a disminuir ligeramente pero los rendimientos aumentan notablemente. J. Sánchez, L. Ramos, E. Torres: Efectos isiológicos de badea (Passilora quadrangularis) y yuca (Manihot esculenta) uilizando recubrimientos a base de cera y paraina bajo conservación en frío. 20 y= -0,429x + 14,781 R2 = 0,09643 20 20 y= 0,04x + 10,433 R2 = 0,03717 20 y= 0,0357x + 5,6714 R2 = 0,03289 20 2 0 4 ºBrix Jugo ºLineal (ºBrix Jugo) Días 6 8 ºBrix Pulpa ºLineal (ºBrix Pulpa) 10 ºBrix Mix ºLineal (ºBrix Mix) Figura 4. Variación de los ºBrix en el transcurso de los dies díaz Fuente: Los autores Acidez (% Ácido Cítrico). El ácido cítrico es el más representaivo, con un porcentaje promedio de jugo de (1.52 ± 0.16, 1.4 y 1.8) g/100g, para un rango de 0.4 g/100g; es notable la disminución de la acidez al transcurrir los 10 días. La pulpa no presentó acidez representaiva y es de notar al análisis sensorial por lo que es prácicamente insípida. El promedio de la mezcla fue de (0.80 ± 0.10, 0.7 y 0.97) g/100g, para un rango de 0.28 g/100g, lo cual indica que el porcentaje de ácido cítrico se redujo casi a la mitad, con respecto al jugo. Figura 5. Para P. quadrangularis existe poca información; por ese moivo se relaciónó con la gulupa, que es de la misma familia; fruto que por medio de tratamientos de encerado, así ́como recubrimientos con polivilideno (vinipel) prolongaron la vida úil del fruto, se maximizó cuando se combinó con la temperatura críica de almacenamiento de 6oC (Pachón et al., 2006). En términos de maduración de frutas, la badea presentó datos aípicos con dos partes aprovechables: la pulpa con un máximo 6 ºBrix, acidez casi nula y pH promedio 5.80 ± 0.63, 5.80 ± 0.63, sin tener una gran variación. A pesar de que existen cambios de color en el exocarpio y se desarrollan aromas supericiales, el gran potencial se encuentra en el jugo de badea por sus caracterísicas isicoquímicas idóneas en un producto: alto contenido de sólidos solubles expresados en sacarosa 14.7 ± 0.45 2- y = -0,0418x + 1,6658 R2 =0,56645 % de ácido cítrico 1,792 1,5 - 1,50656 1,41824 1- 1,47968 1,39648 1,14816 y =0,0025x + 0,8942 R2 =0,51094 0,9728 0,79104 0,8064 0,768 0,69504 0,5 - 0,57088 y =0,0025x + 0,0317 R2 =0,49584 0,0384 0,03712 0,0384 0,0384 0,04096 0,0704 0 0 3 Acidez Jugo Lineal (Acidez Jugo) 4 6 Acidez Pulpa Lineal ( Acidez Pulpa) Figura 5. Variación del % de ácido cítrico al transcurso de los días. Fuente: Los autores 8 10 Acidez Mix Lineal ( Acidez Mix) 39 40 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 33 - 43 en promedio, % de ácido cítrico promedio de 1.52 ± 0.16; un pH promedio de 3.66 ± 0.14; las caracterísicas sensoriales de aroma, olor y sabor se concentran en este jugo, con rendimientos del jugo con semilla y arilo 15.1% en promedio y el de la pulpa 69.28%. Estos son muy extremos. La pulpa presenta un alto rendimiento, pero sus cambios isicoquímicos no son representaivos; por el contrario, el jugo presenta excelentes propiedades isicoquímicas y rendimientos insuicientes. Variables que se vuelven inversamente proporcionales, indicando que la mezcla permite un equilibrio de las cargas para potencializar sus propiedades. La maduración de la badea (Passilora quadrangularis) se comporta como un fruto climatérico en el aumento de la respiración y producción de eileno, en el jugo se concentra la mayor presencia de caracterísicas isicoquímicas y sensoriales; la pulpa iene un gran potencial para la agroindustralización de lácteos y conitería, porque sus propiedades son idóneas para el desarrollo de estas líneas. Comportamiento de la transpiración en yuca fresca (Manihot esculenta) parafinada. La yuca parainada iene una mejor presentación para el mercado Figura 6 frente a la convencional, con una menor vida úil en anaquel. El grado de aceptación o rigurosidad en la aplicación del control de calidad dependerá de las exigencias del mercado, sin embargo, existen parámetros de idoneidad señalados por la “Norma de calidad comercial para la exportación de yuca fresca parainada”, publicados por la FAO. La paraina se derriió en una hora con 40 minutos, a una temperatura de 99ºC; en promedio se gastó 20.56 g por kg de yuca (Fonseca, 1996), sugiere que la paraina tenga una temperatura de 150 °C, para que la yuca tenga buena apariencia (cristalina transparente). El peso promedio en gramos fue de 565.40 g ± 323.50 g, con un rango de 864.65 g, para un máximo 1113.27 g y un mínimo de 266.22 g. La longitud promedio se consolidó en 23.58 cm ± 6.18 cm, el rango fue de 18 cm, para un máximo de 33 cm y un mínimo de 15 cm. El diámetro promedio registró 6.1 cm, para un máximo de 8.0 cm y un mínimo de 5.0 cm con un rango de 3.4 cm. Se hizo un pelado manual con cuchillos para seis yucas con un rendimiento promedio del 76.68 % ± 7.55, un máximo de 86.81% y un mínimo de 63.04%, para un rango de 23.77 %. La técnica de parainado en yuca mostró mejor tratamiento frente al fenómeno de la transpiración, puesto que el tratamiento tesigo reveló una pérdida máxima del 16.20 % y mínima de 10.40%, en pérdida porcentual de agua en forma de vapor durante 15 días de almacenamiento. Figura 7. Las yucas parainadas en Nicaragua presentan en los primeros trece días una pérdida de 18% a 19% como deterioro. (Sotelo, 2009). En cuanto a las yucas parainadas el máximo se registró en 2.83% y un mínimo de 2.07%, lo cual indica que efecivamente la tecnología del parainado reduce sustancialmente la pérdida de agua, en especial en estas condiciones de estudio. En otros países, como Colombia (Wheatley,1983), se siguen otras técnicas, también úiles, entre ellas la combinación de paraina con fungicida (iabiendazol). Figura 6. Yuca sometida a tratamiento de parainado y muestra sin parainar Fuente: Los autores La tasa respiratoria de la yuca sin parainar después de cosechada y transcurridos cinco días fue de 100.57 mg CO2/Kg*h. La yuca parainada presentó una intensidad de 116.82 mg CO2/ Kg*h, lo que indica un aumento de la intensidad respiratoria y una disminución de la intensidad J. Sánchez, L. Ramos, E. Torres: Efectos isiológicos de badea (Passilora quadrangularis) y yuca (Manihot esculenta) uilizando recubrimientos a base de cera y paraina bajo conservación en frío. 20 16,2 15 11,5 10,4 10 5 2,1 2,8 2,4 I.T 1 I.T 2 I.T 3 0 Parafinada Sin Parafinar Figura 7. Comportamiento del Índice de Transpiración en yuca parainada y no parainada. Fuente: Los autores de transpiración, es decir, las variables son inversamente proporcionales. Al transcurrir los quince días, la yuca a la que se le cortó un extremo de su estructura, presentó una mayor posibilidad de fermentación y ablandamiento. Sin embargo, se destaca que las condiciones de la yuca son más diíciles por la estructura de su pericarpio y se debe previamente realizar una operación de curado donde se afectó su corte. Es importante resaltar que la paraina que se emplea es derivado de un hidrocarburo, y en algunos países restringen su ingreso por considerarlos nocivos para la salud; aunque ese no es el objeivo del estudio, es importante revisar nuevas alternaivas de recubrimiento que permitan conservar sus propiedades en anaquel. rendimiento en jugo (15 g/100g), pero gran porcentaje en pulpa (69 g/100g), el cual se conserva con la combinación de los mismos para su transformación. • Como resultado se encontró que el 18% de las pérdidas por transpiración que iene la badea (Passilora quadrangularis) sin recubrimiento, en la Escuela Nacional de Poscosecha; alrededor de 120 kg por mes del que es cosechado. Mientras que con el uso de la cera “Cerabrix” se bajará al 1.1%, alrededor de 1.2 kg de pérdidas. • Aunque el uso de cera y paraina reduce sustancialmente la transpiración, la respiración y la maduración, pueden llegar a tener efectos adversos en la calidad, si no se aplican bajo los parámetros y condiciones de almacenamiento, caracterísica que presentaron algunos productos por el exceso de cera en su aplicación y por el aumento de más de 120oC para derreir la paraina. • Para la badea el tratamiento que resultó ser más efecivo es la cera y el empaque (bolsa con oriicios) frente a los otros tratamientos; ya que conserva la calidad del fruto en fresco. Sin embargo, cabe resaltar la falta de estudios sobre esta fruta que presenta un gran potencial agroindustrial por sus propiedades nutracéuicas asociadas. Conclusiones • • Se encontró con el estudio una alternaiva de aumentar la vida úil de la badea (Passilora quadrangularis), para su consumo en fresco o su vida en anaquel, conservando sus propiedades isiológicas y los grandes privilegios organolépicos hasta por 11 días en condiciones normales de almacenamiento, aclarando que no existe una cera comercial especiica para este producto. La badea, a pesar de ser un producto de gran peso (1300 g en promedio) presenta un bajo 41 42 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 33 - 43 • • • En el parainado de yuca (Manihot esculenta) a 99oC se observó que el tratamiento tesigo (sin paraina) presenta un máximo de pérdida del 16.2 % y un mínimo de 10.40%, en pérdida porcentual de agua en forma de vapor, durante quince días de almacenamiento. En cuanto a las yucas parainadas el máximo se registró en 2.83% y mínimo de 2.07%. Se encontró que a los 99oC por 3 segundos para realizar la cobertura del parainado, se iene una baja transparencia en su visualización del producto, por ello es importante superar la temperatura actual a la que se hace el tratamiento, al menos llegar hasta los 110 ºC para obtener una yuca más cristalina, traslúcida y de mejor calidad. El correcto manejo de la temperatura de parainado se debe combinar con una temperatura de almacenamiento de 8 ºC.; de esta manera se consigue una disminución y control frente al deterioro isiológico del producto. Referencias AOAC.(2005). Oicial methods of analysis of AOAC Internaional, Associaion Oicial Analyical Chemists. Bohórquez P, Yaneth. (2002). Laboratorios de manejo postcosecha de frutas y hortalizas. Módulo 1. Universidad del Tolima, Ibagué, Colombia, p 62 Carrión. J., Pontón D. (2002). Proyecto de Prefacibilidad para la producción y exportación de badea al mercado español. Universidad Tecnológica Equinoccial. Quito - Ecuador. 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Por otra parte los culivos generados bajo invernadero han beneiciado al productor, ya que protegen a las especies de las variaciones del clima, permiten un control más riguroso de producción y un manejo de plagas más acertado, dependiendo de la especie, aunque limita la producción ya que requiere una infraestructura ísica importante para su implementación. Es muy uilizado en nuestro país, especialmente en el culivo de lores y de vegetales. Al fusionar estos dos elementos con la automaización encontramos una oportunidad de trabajar con un proyecto de impacto tanto ambiental como social, desarrollando su tecnología que viene a favorecer al agro y a la comunidad. Se busca así la producción controlada de alimentos de alta calidad, que ofrezcan caracterísicas isicoquímicas favorables para el consumo humano. Pariendo de una base documental proveniente de los adelantos logrados en algunos países productores agrícolas, de empresas instaladas en el país y de tecnología de bajo consumo desinada al control de variables ambientales, e integrando la Escuela de Ciencias Pecuarias y Medio Ambiente ECAPMA y la de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería ECBTI, del CCAV de Zipaquirá, se realiza un proyecto que integra el agro y la tecnología, dando soluciones a situaciones reales a través de la invesigación y la implementación de sistemas automaizados que permitan el control de variables isicoquímicas en un invernadero bajo techo, que a su vez proporciona condiciones ideales para la producción de especies vegetales. Este documento recopila las experiencias desarrolladas por el semillero Agrónica & Energías Limpias y los resultados obtenidos durante el desarrollo del proyecto, además de los procesos de diseño y las mejoras a futuro con el in de opimizar el invernadero hasta su punto de producción máxima. Palabras clave: Hidroponía, invernaderos, automaización, control. 1 Colombiano. Especialista en Educación Superior a Distancia, Ingeniero de Diseño y Automatización Electrónica, tutor de la Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería en la UNAD CCAV Zipaquirá, líder del semillero de investigación Agrónica y Energías Limpias. nelson.zambrano@unad.edu.co 2 Colombiana. Máster of Business Administration, Especialista en Pedagogía para el desarrollo del aprendizaje autónomo, Administradora de Empresas, tutora de la Escuela de Ciencias Administrativas Contables, Económicas y de Negocios en la UNAD CCAV Zipaquirá, líder del semillero de investigación G´Kaira y colaboradora en el semillero de Agrónica y Energías Limpias. Mery.Behrentz@unad.edu.co N. Zambrano, M. Behrentz: Automaización de un culivo Hidropónico para el control de variables Abstract Hydroponics have been one of the agricultural producion methods that have developed the most in the recent years, since it has permited the physical space usage opimizaion, leaving behind the usage of soil as the base for growth of vegetal species, as well as increasing nutrient and organic ferilizer uptake in favor of its consumpion by the plant. On the other hand, the greenhouse-sheltered operaions have beneited the producer since it protects the plantaion from climate variaions, producion control and surveillance, and easier, more simple plague control measures are to be taken, depending on the species, although it limits producion since it requires a signiicant physical infrastructure necessary for its implementaion. It is well used in the Colombian lower and vegetable producion sector. When you fuse these two objects with automaion, we ind an opportunity to work with a project that has posiive agricultural and social impact, developing technology that favors the farmers and their community. We seek the controlled producion of high quality food, that ofers physical and chemical properies that are favorable for human consumpion. Staring from a document base that has been extracted from the advances achieved in some agriculture producing countries, companies that have established operaions in this country and low energy consumpion technology usage desined to the control of environmental variables, while integraing the School of Aquaculture and Environment ECAPMA, and the School of Basic Sciences, Technology and Engineering ECBTI, that belongs to the CCAV of the city of Zipaquirá, a project is being gestated that integrates agriculture and technology, bringing soluions to real situaions through research and implementaion of automated systems that allow the control of physiochemical properies in an indoor greenhouse, that provides the ideal condiions for the producion of vegetal species. This document compiles the experiences recorded by the Agrónica & Energias Limpias seedbank, and the results obtained during the course of the project, along with the design processes and the further upgrades with the intenion of opimizing the greenhouse to the point of maximum yield. Keywords: Hydroponics, Greenhouses, Automaion, Control. Introducción El culivo y mejoramiento de productos alimenicios ha sido el motor del desarrollo de la sociedad, ha hecho que el hombre recorra grandes distancias con el in de conseguir alimentos, que implemente granjas por doquier, que busque la forma de ganarle ierra al mar con el único objeivo de culivar, ha sido la base de la economía, de los desarrollos tanto culturales como tecnológicos. El aumento de la densidad demográica mundial durante las úlimas décadas ha generado una gran zozobra sobre el futuro de los recursos a los que tenemos acceso actualmente; los combusibles, los sistemas de energía eléctrica, los materiales de construcción y los alimentos se encuentran en los niveles de reserva baja, aunque el reciclaje, la re-manufactura, las soluciones alternaivas ayudan a visualizar un futuro posible, la producción de 45 46 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 44 - 54 consumo; teniendo en cuenta la canidad de recursos naturales en estos territorios el consumo es desmedido y en muchas ocasiones exagerado. alimentos sigue siendo un tema delicado y críico que se agudiza con el pasar de los días. La Figura 1 presenta una proyección del crecimiento acelerado de la población mundial donde se puede observar el crecimiento signiicaivo entre 1950 y 1998, el cual inluye y se relaciona directamente con el consumo masivo de recursos naturales y la generación de desperdicios no reuilizables (Guerrero et al., 2014). Al ver la tendencia de la sociedad hacia el consumo de productos de corto crecimiento y maduración, se genera la necesidad de buscar técnicas y métodos más eicientes y naturales que mejoren la calidad de los productos alimenicios de consumo, así mismo de campañas de concienización de una alimentación saludable y el correcto manejo de los recursos naturales. La Figura 2 muestra el consumo calórico por persona al día, se ve la tendencia hacia los países subdesarrollados en América Laina por un alto Población en miles de millones 10 Crecimiento en millones 1000 8 800 Crecimiento de la población 6 600 4 400 Población total mundial 200 2 0 1750 1800 1850 1900 Figura 1. Crecimiento de la población mundial Fuente: Martínez, 2001 Calories per person per day >600 >500 - 600 >400 - 500 >300 - 400 >200 - 300 100 - 200 <100 No data Figura 2. Consumo calórico mundial por persona Fuente: www.fao.org 1985 1988 2050 N. Zambrano, M. Behrentz: Automaización de un culivo Hidropónico para el control de variables Culturas aniguas, precursoras en el desarrollo de la sociedad, cercanas al siglo IV a.C., desarrollaron técnicas de mejoramiento en los culivos, entre los que se encuentran los jardines colgantes de Babilonia, los huertos lotantes de los aztecas, donde se manejaron los culivos sin suelo, los que se basaron en reemplazar la ierra por elementos acuosos con base en agua enriquecida con los elementos necesarios para el crecimiento de las plantas. Esta técnica, que permite la reuilización del agua, la opimización de espacio, bajos costos de infraestructura y muy buenos resultados, se ha difundido ampliamente en los úlimos años y ha sido base en el diseño de las ciudades más modernas. Se presentan algunas variantes en el desarrollo de los culivos sin suelo, los más conocidos son los hidropónicos, que se han combinado con otras técnicas y permiten un mejor desarrollo y calidad en los productos, la invesigación de los culivos bajo techo se ha difundido de tal forma que en México, Argenina y Chile se encuentran expertos en el tema que vienen realizando estudios sobre el efecto de las variables ísicas manipuladas para el crecimiento de especies pariculares (Carrillo y Vásquez, 2008), y en Colombia, a nivel empírico, granjas orgánicas vienen incursionando en esta rama, principalmente en la sabana de Cundinamarca y en el Valle del Cauca. Pruebas realizadas por la Organización Hydroponic Food Producion (Productos Alimenicios Hidropónicos) han demostrado la alta eiciencia de los culivos hidropónicos, una alta reusabilidad de los recursos, opimización de espacio, calidad en los productos obtenidos, la posibilidad de manejarlos sin sustancias químicas que alteren su crecimiento y composición. En la Tabla 1 se muestra un comparaivo entre la producción de un culivo hidropónico con un culivo en ierra, y se ve la gran diferencia entre estas dos técnicas. Debido a la necesidad de producir alimentos más saludables y de buena calidad, uilizando de una forma más ópima posible los recursos naturales en un iempo corto y retomando procesos ancestrales, se inició el proyecto de invesigación sobre la automaización de un culivo hidropónico con insumos orgánicos, el cual combina y retoma las técnicas denominadas culivos hidropónicos, la innovación tecnológica con la automaización y se genera un proyecto a implementarse en el Centro Comunitario de Atención Virtual CCAV, de Zipaquirá, incorporando además fuentes de energía eléctrica alternaiva y limpia de alto impacto ambiental con la implementación de un sistema completamente ecológico, automáico y autosostenible. Tabla 1. Comparativo en toneladas por hectárea de la producción entre cultivos en tierra y en hidroponía. Culivo En ierra En hidroponía Arroz 1.2 6 Avena 1.12 2.8 Betabel 10 30 Col 14.5 20 Chícharo 2.5 22 Frijol 12 50 Tomate 25 a 30 200 a 700 Lechuga 6 a 10 23 Papa 30 150 Pepino 7 a 10 31 a 35 Soya 0.62 1.75 Trigo 0.67 4.6 Fuente: Tello, 2009. 47 48 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 44 - 54 Objetivos El principal objeivo es medir y controlar las variables ísicas y químicas para la dosiicación de nutrientes en un invernadero experimental de control de germinación y crecimiento de especies vegetales. Los objeivos especíicos son el diseño de un sistema de medición de variables ísicas y químicas para un invernadero experimental, diseño del sistema de control de variables ísicas y de dosiicación de nutrientes, construcción de un invernadero experimental a escala que permita la implementación de los sistemas de medición y control de variables para una especie en paricular. Metodología Para el control de variables en el protoipo de invernadero hidropónico se adoptó la experimentación controlada como método de trabajo, se manipularon las variables independientes de forma cuanitaiva para generar datos que sean estadísicamente analizables. Análisis Diseño Determinación de requerimientos Sistema de medición de variables Recopilación de la información de la ubicación del invernadero Sistema de control de variables Prototipo de invernadero Se analizaron los antecedentes en Colombia sobre el manejo de culivos hidropónicos automaizados, encontrando muy poca bibliograía que aporte en desarrollo tecnológico. Con visitas a disintos culivos locales y a algunos distribuidores de productos de automaización e insumos para el agro se logró construir el concepto del diseño necesario para obtener un protoipo adaptable a diversas especies. En cada una de las etapas del proyecto se implementó el método instruccional ADDIE, para la recopilación y análisis de la información; en la Figura 3 se presentan las etapas en cada fase del modelo. Se realizaron experimentos con diversos sistemas de control de variables. El diseño inicial se presenta en la Figura 4, donde se trabajaron variables ambientales como la temperatura, la humedad relaiva del ambiente, al igual que la luminosidad. El control de la mezcla de la solución de los nutrientes se manejó en tanques contenedores independientes. La humedad relaiva del ambiente se controló con un sensor que entrega una señal analógica proporcional al Desarrollo Evaluación Implementación No ¿Mide y controla variables? Construcción de l invernadero Si Desarrollo del sistema de medición Caracteristicas de la especie Desarrollo del sistema de control de variables Variables a controlar Incorporación de los sistemas de medición y control Muestreo de las variables ¿Cumple el objetivo? Si No Sistematización de resultados Divulgación de resultados Figura 3. Método ADDIE ajustado a la automatización de un invernadero hidropónico, Fuente: Autores N. Zambrano, M. Behrentz: Automaización de un culivo Hidropónico para el control de variables fenólica, entre otros, que logran efectos en la producción incluso mejores que en un cultivo tradicional con base de tierra (Flórez, V., 2012). porcentaje de humedad, la que pasa al sistema de control encargado de la acivación de los elementos reguladores; la iluminación se manejó con diodos emisores de luz LED, los que reemplazaron la radiación solar en la búsqueda de la producción de cloroila y se controló con un sensor de salida análoga, proporcional a la intensidad luminosa. El sistema que se implementó se manejó con un sistema de dosiicación sin control de nivel de los tanques contenedores. El sistema completo uilizado en el protoipo se presenta en la Figura 5, en el esquema se muestra de forma descripiva el sistema implementado que permiió asegurar el estado de variables ísicas y químicas necesarias para la germinación y desarrollo de las especies vegetales que se quieran manejar. Dado que los cultivos hidropónicos surgieron como una alternativa de mejoramiento para la agricultura y que el suelo muchas veces impide el crecimiento de las raíces y perturba el desarrollo de las plantas, se buscaron medios alternativos para las camas de crecimiento, de diversos tipos como lo son inorgánicos, orgánicos y sintéticos, dentro de ellos arena, aserrín, arcilla, carbón, fibra de coco, cascarilla de arroz, espuma de poliuretano, espuma de poliestireno, espuma Resultados Al inicio del proyecto de automaización del invernadero implementado en el laboratorio de electrónica de la sede El Cedro, se logró conformar Medición de Temperatura Medición de la Temperatura Externa Temperatura ideal? No Si Medición de Humedad Relativa del ambiente Humedad Relativa ideal? No Si Si Niveles ideales? Control de dosificación No Medición de niveles nutrientes Figura 4. Sistema de medición y control de variables Fuente: Autores Control de luminosidad LED Medición de conductividad eléctrica Control de humedad ambiente Control de temperatura 49 50 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 44 - 54 Control CE Temperatura Control pH Radiación Humedad R Unidad de Control de Variables Interfaz Actuadores de Ambiente Control Dosificación ácido Disolución de Solución Solución Control Dosificación ácido Control de Temperatura Control de Radiación - LED Control de Humedad Figura 5. Esquema de control de variables para el cultivo automatizado. Fuente: Autores un grupo de trabajo para el manejo del culivo hidropónico; se propusieron diversos diseños de trabajo, donde el componente electrónico fue el que más variación y evolución presentó; se propuso un sistema con base en controladores lógicos programables PLC, con microcontroladores de diversas familias y fabricantes, controlados directamente desde un PC y inalmente, gracias a su amplio rango de trabajo y versailidad, se optó por trabajar con los microcontroladores de la familia Microchip. Se uilizaron sensores análogos para la medición de la temperatura, humedad relaiva del ambiente, pH, luminosidad, CO2, actuadores tales como dosiicadores con motores paso a paso, veniladores, extractores para el control de venilación y temperatura, resistencias calóricas, motores, el control de iluminación se hizo por medio de corinas, bombas hidráulicas para la re circulación de la solución de agua y nutrientes, agitadores para solución de dosiicación, sistemas LED para iluminación ariicial. De acuerdo con Colombini (2005), es necesario tener un sistema de calefacción y enfriamiento muy preciso, de tal forma que la temperatura no sea una variable sino una constante, por tal razón, el primer sistema que se implementó fue el control de la temperatura, uilizando un sensor digital LM35 que generó una señal proporcional entre el voltaje y la temperatura censada, se manejaron lecturas internas y externas del invernadero, con el in de generar un algoritmo de control de esta variable. En la Tabla 2 y en la Figura 6 se pudo observar el comportamiento de la temperatura medida durante cuatro ines de semana en el laboratorio donde se implementaron las pruebas, y se reportan los promedios para cada hora. N. Zambrano, M. Behrentz: Automaización de un culivo Hidropónico para el control de variables Tabla 2. Promedio de temperatura (en grados centígrados), Tiempo Interna Externa 08:00 12 11 08:30 12 11 09:00 12.5 11.5 09:30 12.5 12 10:00 13 12 10:30 13 12 11:00 13 12 11:30 14 12 12:00 14 12 12:30 14 12 13:00 14 12 13:30 14 12 14:00 14 12 Fuente: Autores Se implementó un disposiivo calefactor con resistencia eléctrica, que permite aumentar el valor de la temperatura dentro del invernadero, al igual que un venilador y un extractor de aire que permite regular la temperatura interna hasta el valor de la temperatura ambiente externa al invernadero, se iene proyectado manejar un sistema de enfriamiento parecido al de los procesadores de alta gama y de las tarjetas de video de PC, con base en tuberías de cobre con gases inertes contenidos. De la mano del control de temperatura se encuentra el control de humedad, por esta razón 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Figura 6. Comportamiento de la temperatura. Fuente: Autores de dependencia, al mismo iempo se realizaron mediciones de la humedad relaiva dentro del invernadero con el sensor DHT11, el cual ha presentado variaciones de 10% +/-. Considerando un valor ideal del 85% para especies de la sabana de Cundinamarca (Muñoz, J., Núñez, D. ,2012), se implementó un aspersor de riego, una resistencia calefactora y un venilador que permiió el control de la humedad dentro del invernadero llegando a valores mínimos de 40% y máximos de 93%. A través del sensor de luminosidad LX1972, se logró medir la canidad de lúmenes obtenidos con el sistema de iluminación LED, dadas las necesidades de lúmenes por m2, entre 500 y 10.000 para germinación, entre 15.000 y 20.000 para vegetación, de 40.000 a 50.000 para loración (Florez V., 2012). Teniendo en cuenta que un LED de chorro blanco de 10mm proporciona aproximadamente 1.200 lúmenes, se acondicionó un arreglo con cerca de 50 LED´s en un m2 de tal forma que se logró regular la intensidad de corriente del arreglo asegurando valores desde 50 lx hasta 57.000lx. Los datos presentados son fuentes primarias de información lograda por observación directa del resultado de la experimentación. La recolección de información se realizó por cerca de dos meses; estudiantes y docentes fueron registrando los resultados de las mediciones en un documento digital Figura 7. Se registró la hora y el valor de la medición, buscando tendencias de variación dependiendo de la temporada del año y la hora del día. Se diseñó un documento en google docs y un Medición de temperatura Interna Medición de temperatura Externa 51 52 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 44 - 54 formato en Excel donde se registraban los datos los ines de semana y ocasionalmente durante la semana, estos datos se extraen del disposiivo electrónico diseñado para tal in. tanque de homogenización de la mezcla cuenta con un motor reductor que permite agitar la solución y está pendiente la instalación del dosiicador del homogenizador de la receta según la especie. Figura 8. Todas las pruebas iniciales se realizaron sin especies vegetales, con el único in de valorar el control de las variables consideradas. Según Díaz, R., García, L. y Espinosa, D., (2011), los insumos a distribuir hacia el invernadero deben venir estandarizados en recetas que permitan manipular solamente canidades por tanque contenedor de nutrientes. El sistema de dosiicación implementado cuenta con tres tanques contenedores de nutrientes que permiten el control de lujo de sustancias líquidas desde 3ml hasta 150 ml por minuto, ofreciendo un gran rango de variación que se puede adecuar a la especie con la que se desee trabajar, el Nutriente 1 Nutriente 2 Nutriente 3 Homogenizador Dosificador Figura 8. Sistema de dosiicación de nutrientes, Fuente: Autores Figura 7. Recolección digital de la información de las mediciones en el invernadero automatizado Fuente: Autores La estructura del protoipo se construyó teniendo en cuenta condiciones de diseño pre-establecidas, donde se conservó la forma del cubículo, se toma como base la construcción que presenta (Serrano, Z., 2005), realizando algunas pequeñas modiicaciones con el in de implementar elementos que ienen contacto con el exterior. Se construye en peril de aluminio, el cual permite que sea modular con unas dimensiones de 1.5m de alto, 1m de ancho y 1m de largo, se recubrieron los costados con plásico de media densidad, dejando instalados el venilador, el extractor y una puerta frontal. En la parte superior se instaló el arreglo de LED´s para la iluminación, en el costado inferior se colocó la resistencia eléctrica que permite el control de aumento de la temperatura. Esta estructura, aunque es pequeña, ha permiido manejar las mediciones y las modiicaciones en cuanto a la ubicación de los elementos; cabe resaltar que recientemente se hizo el traslado de sede donde se encontraban los laboratorios de electrónica y ha sido muy fácil el desensamble y traslado de dicha estructura. Figura 9. N. Zambrano, M. Behrentz: Automaización de un culivo Hidropónico para el control de variables Figura 9. Estructura del Invernadero Automatizado Fuente: Autores Conclusiones • El trabajo con culivos hidropónicos automaizados permite el manejo inteligente de nutrientes y condiciones ambientales que en muchas ocasiones resultan inmanejables en culivos en ierra, además requieren una mayor exigencia en la aplicación de los protocolos de germinación y crecimiento de las especies. • El proyecto ha permiido trabajar a nivel estructural, la opimización y reducción de espacios ísicos requeridos, a nivel del agro, el aseguramiento de las condiciones de vida de las especies, y a nivel ecológico, generar conciencia verde y propiciar el uso racional de los recursos. • • • La recopilación de la información permiió ideniicar el uso de la automaización en el manejo de culivos, generar un listado de variables que se deben controlar y de otras que se pueden incluir sin afectar el normal crecimiento de una especie. El garanizar condiciones ísicas y químicas en la germinación y crecimiento de una especie vegetal permite incorporar otros elementos que aportarán en la calidad y el iempo de maduración. Viendo la coniabilidad de los sensores implementados se procederá a renovar los mismos por referencias más precisas, que permitan manejar linealidad en la medición y asegurar un control más preciso de las variables. • Dadas las variaciones que puede presentar el manejo de la receta de nutrientes se contempla la posibilidad de acondicionar sistemas acuapónicos que permitan el control por recirculación de variables químicas como pH, alcalinidad, niveles de fosfatos y otros que pueden ser manejados con esta técnica. Referencias Carrillo, D., Vásquez, J. (2008). Automaización de un invernadero con el PLC S7-200. Universidad Autónoma de Zacatecas. México. Colombini, C. (2005). Educación Técnico Profesional: Invernadero Automaizado. Serie: Recursos Didácicos. Insituto Nacional de Educación Tecnológica. Argenina. Díaz, R., García, L., Espinosa, D. (2011). Control y automaización de un sistema de bombeo de un invernadero para el desarrollo, culivo e invesigación de lora. Insituto Politécnico Nacional. México. Guerrero, E., Revelo, J., Benavides B., Chaves, J. y Moncayo, C. (2014). Evaluación de sustratos en un culivo de lechuga bajo un sistema hidropónico en el municipio de Pasto. Revista de Ciencias Agrícolas, 31(1). Recuperado de http://revistas.udenar.edu.co/index.php/ rfacia/aricle/view/1933 53 54 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 44 - 54 Flórez, V. (2012). Sustratos, manejo de clima, automaización y control de sistemas de culivo sin suelo. UNAL Colombia. Bogotá. Marínez, J. C. (2001). Demograía en la economía de mercado, virtudes e inconvenientes. Edición del 14 de junio de 2007; Recuperado de htp://www.eumed.net/cursecon/2/dem. htm Muñoz, J., Núñez, D. (2012). Automaización de invernadero en clima templado. Universidad de San Buenaventura. Cali. Serrano, Z. (2005). Construcción de invernaderos. Ed. Mundi-Prensa. Madrid. Tello, G. (2009). Evaluación de culivo hidropónico versus ferirriego en tomate bajo condiciones de invernadero en Cuyotenango, Suchitepéquez. Guatemala, Recuperado de www.glifos.concyt.gob.gt 55 Efecto de la roca fosfórica parcialmente acidulada y calcinada en la producción de maíz Efect of partially acidiied and kilned phosphoric rock in corn production Recibido: 12-08-2014 Aceptado: 17-11-2014 Armando Torrente Trujillo1 Resumen Se evaluó el efecto de la roca fosfórica (RF) de la mina Media Luna - Huila y los productos de los procesos de acidulación y calcinación, como fuentes de fósforo aprovechable sobre la producción de maíz variedad ICA V-305, y su asimilación en el sistema suelo-planta. Las unidades experimentales se consituyeron con mezcla de suelo arenoso franco, 15% compost de porquinaza y 10% de cascarilla de arroz, distribuidas en tratamientos así: T1 - sin fósforo, T2 - 100 g/planta de Fosforita30P, T3 - 100 g/planta de RF parcialmente acidulada malla 20, T4 - 100 g/planta de RF parcialmente acidulada malla 100, T5 - 100 g/planta de RF calcinada, T6 - 100 g/planta de RF calcinada con serpenina y T7 - 100 g/planta de DAP. Se aplicó un diseño experimental completamente al azar con 7 tratamientos y 9 repeiciones cuyas variables de respuesta fueron: rendimiento de materia seca (MS), altura de plantas (AP), diámetro medio de tallo (DT), contenido de fósforo en tejido foliar de maíz (CFM) y contenido de fósforo en el suelo (CFS). Las mejores caracterísicas morfológicas y desarrollo vegetaivo en maíz, se presentaron con Fosforita-30P y RF parcialmente acidulada, los mayores rendimientos en cosecha se dieron con RF parcialmente acidulada malla 100 y DAP con promedio de 7.8 ton/ha y sin diferencias signiicaivas al 5%. Se observaron rendimientos menores y diferencias signiicaivas con aplicación de Fosforita 30P, roca fosfórica calcinada y el tesigo. Palabras clave: Roca fosfórica, ferilización fosfatada, acidulación y calcinación de roca fosfórica, Fosforita Huila. 1 Colombiano. Ph.D. Profesor Titular Universidad Surcolombiana - Neiva. armator@usco.edu.co, armando.torrente@gmail.com Grupo de Investigación Hidroingeniería y Desarrollo Agropecuario - GHIDA. 56 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 55 - 62 Abstract The efect of phosphoric rock (RF) from the Media Luna mine in Huila and the products of the processes of acidiicaion and kilning, as sources of readily available phosphorus on the producion of the corn variety ICA-V305, and its assimilaion by the plant-soil system. The experimental units were consituted by sandy soil mix, 15% pig manure compost, 10% rice husk, distributed in treatments like this: T1, no phosphorus, T2, 100 g/plant of 30P-Phosphorite, T3, 100 g/plant of parially acidiied RF 20 mesh, T4, 100g/plant of parially acidiied RF 100 mesh, T5, 100g/plant of kilned RF, T6, 100g/plant of kilned RF with serpenine and T7, 100g/plant of DAP. An experimental design was applied totally at random with 7 diferent treatments and 9 iteraions whose response variables were: dry mater yield (MS), plant height (AP), median stalk diameter (DT), phosphor content in foliage corn issue (CFM) and ground phosphor content (CFS). The best morphological features and vegetaive development in corn were achieved with 30P-phosphorite and parially acidiied RF, the best yields at harvest season were obtained with parially acidiied 100-mesh RF and DAP with an average of 7.8 metric tons per hectare, without signiicant diferences at 5%. Lesser yields were registered and signiicant diferences with the usage of 30P-phosphorite, kilned phosphoric rock and the reference sample. Keywords: Phosphoric Rock, Phosphated Ferilizaion, Acidiicaion And Kilning Of Phosphoric Rock, Phosphorite Huila Introducción La disponibilidad de fósforo en el sistema suelo-planta juega un papel fundamental en su producividad, dado que la deiciencia de este elemento determina la reducción en el crecimiento y la calidad del forraje y de las gramíneas (Benavídez et al., 2000). Los ferilizantes fosfatados representan una opción para incorporar fósforo al sistema, ya que éste sirve para reemplazar en el suelo el fósforo exportado en la cosecha y para mejorar la ferilidad de los suelos deicientes en este elemento (Fixen, 2003). Una alternaiva a los problemas de alta ijación de fósforo en suelos ácidos y a los elevados costos de los ferilizantes solubles, es la uilización de rocas fosfóricas (RF) en combinación con sustancias acidiicantes como el H2SO4, que mejora la disponibilidad de P en las rocas (Baquero et al.,1990); (López, 1994), mostrando de esta manera que una acidulación parcial de las rocas fosfóricas puede ofrecer inicialmente fósforo soluble y mantener también sus caracterísicas de bajo costo y lento suministro, pues el fósforo de la roca fosfórica parcialmente acidulada soluble en agua esimula el crecimiento de las plantas (Chien and Hammond 1989); (Pérez et al., 1995); Truong y Zapata, F. (2002); (Méndez, 1984); (Zapata y Zaharah 2002); sin embargo, es necesario tener en cuenta que la eiciencia de las rocas fosfóricas también está determinada por otros factores como son el contenido de CaCO3 presente en la apaita, el tamaño de las parículas y de los agregados del suelo entre otros (Chien y Friesen, 2000). El objeivo es evaluar el efecto de la ferilización con productos obtenidos de acidulación parcial y calcinación de la roca fosfórica de la mina Media Luna (Huila). Materiales y métodos Localización. La invesigación se realizó en el municipio de Palermo - Huila, a 2°55’ 58.2” N y 75°20’ 24.8” W y 496 msnm cuyo clima es cálido seco. Se mezcló suelo arenoso franco con 15% de compost de porquinaza y 10% de cascarilla de arroz. El análisis químico del suelo con la incorporación orgánica mencionada, se muestra en la Tabla 1. A. Torrente: Efecto de la roca fosfórica parcialmente acidulada y calcinada en la producción de maíz Tabla 1. Análisis químico del suelo pH MO S CIC Ca Mg K Na P Fe Cmol+.kg-1 % 6.35 2.62 4.59 6.10 3.32 1.99 Cu Zn Mn B 19.64 0.23 ppm 0.02 0.04 34.91 68.36 2.45 3.57 Fuente: Autor Diseño experimental. La unidad experimental corresponde a plantas de maíz variedad ICA 305, dispuestas en un diseño completamente al azar (DCA), explicadas en el siguiente modelo estadísico: El área experimental se compuso de 63 plantas con distribución completamente al azar con 7 tratamientos y 9 repeiciones. Las variables de respuesta experimental evaluadas fueron: • Altura de planta (AP) y diámetro de tallo (DT). En todas las unidades experimentales a los 50 días después de la siembra (dds) se midió: altura de planta (AP) teniendo como referencia la supericie del suelo y el diámetro medio de tallo (DT) de maíz en cm. • Materia seca de la biomasa (MS). Se cortaron las plantas de maíz variedad ICA 305, a los 50 dds, con distancia de un (1) cm sobre la supericie del suelo para medir el peso húmedo, y posteriormente se colocó a la estufa a 700C por 24 horas para obtener el peso seco. • Contenido de fósforo en maíz (CFM). Se determinó en cinco repeiciones el total de los tratamientos de maíz, tomando submuestras foliares a parir de la materia seca tamizada y molida inamente en mortero, para el análisis de fósforo en el espectrofotómetro de absorción atómica – Perkin Elmer. • Contenido de fósforo del suelo (CFS). Al inal del proceso se midió el fósforo disponible por el método de Bray II según la Norma Técnica Colombiana (NTC 5350), en una muestra representaiva tomada del suelo en cada unidad experimental correspondiente a 5 repeiciones y 7 tratamientos. • Rendimiento de maíz (RM). A los 105 días se cosecharon las mazorcas y se midió su peso en gramos por planta, se esimaron los rendimientos en ton/ha. • Caracterísicas climáicas. El clima del siio experimental es cálido seco, con temperatura media de 270C y humedad relaiva media de 72%. La temperatura diaria del aire luctuó Yij = u + ti + eij Donde: es la variable de respuesta correspondiente a tratamientos de fósforo i, repeición j; u es la media general de los tratamientos; ti es el efecto de tratamientos i (fuentes de fósforo) y eij es el error experimental debido al tratamiento i, repeición j. Los tratamientos fueron: • T1 - sin fósforo, • T2 - 100 g/planta Fosforita-30P, • T3 - 100 g/planta de roca fosfórica parcialmente acidulada malla 20, • T4 - 100 g/planta de roca fosfórica parcialmente acidulada malla 100, • T5 - 100 g/planta de roca fosfórica calcinada, • T6 - 100 g/planta de roca fosfórica calcinada con serpenina y • T7 - 100 g/planta de DAP. Se comparó la aplicación de disintas fuentes de fósforo con una misma dosiicación (100 g/planta), excepto el control. Al inicio del experimento se hizo el control de ferilización con urea (N 46%), sulcamag (P2O5 3%, CaO 25%, MgO 13% y S 8%) y cloruro de Potasio (60% K2O y 47% Cl) en igual dosis de 50 g/planta, a todos los tratamientos, incluyendo el control. 57 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 55 - 62 de sequía que determinaron la aplicación de riego suplementario para mantener la humedad del suelo y el normal desarrollo de las plantas. Las frecuentes lluvias durante los primeros 18 días permiieron el establecimiento del culivo de maíz y el sustento en la fase de plántula. La evaporación luctuó entre 3 y 8 mm con un valor medio de 4.6 mm/día en el periodo experimental Figura 2. entre 19 y 43 0C con importantes efectos sobre la evapotranspiración del culivo durante el periodo vegetaivo. En la Figura 1 se observa la luctuación del clima en el área, la declinación drásica de la humedad relaiva está asociada al incremento de temperatura y determina los periodos de riego para mantener la disponibilidad de agua para las plantas. Durante el periodo vegetaivo del maíz de 105 días, la precipitación alcanzó los 907 mm con distribución irregular en el iempo; se presentaron lluvias intensas y periodos cortos HR Se hizo seguimiento a la humedad del suelo, uilizando tensiómetros, la tensión de agua luctuó entre 4 y 22 cenibares durante la experimentación, TMAX TMIN TSUELO 90 o Temperatura ( C) y humedad relativa (%) 80 70 60 50 40 30 20 10 97 10 3 91 85 79 73 67 61 55 49 43 37 31 25 19 7 13 1 0 Tiempo (dias) Figura 1. Climatología durante el periodo experimental Fuente: Autor P EV TENSION (Cb) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 103 97 91 85 79 73 67 61 55 49 43 37 31 25 19 13 7 0 1 • Precipitación-Evaporación 58 Tiempo (dias) Figura 2. Precipitación, evaporación y tensión de agua en el suelo durante el periodo vegetativo del maíz Fuente: Autor A. Torrente: Efecto de la roca fosfórica parcialmente acidulada y calcinada en la producción de maíz manteniendo los niveles de humedad adecuado en el ambiente edáico, siendo favorables en los procesos isiológicos del maíz. Obsérvese que las caídas de energía del agua en el suelo coinciden con la precipitación ocurrida en el lugar, de tal manera que la retención de humedad contribuye a su disponibilidad para las plantas Figura 2. Resultados y discusión En la altura de plantas se presentaron diferencias signiicaivas entre tratamientos para AP y materia seca a los 50 dds, al 5% (prueba Tukey) en altura de plantas del tratamiento 7 (DAP) en relación con los demás, teniendo esta menor desarrollo vegetaivo. Nótese las respuestas de Fosforita-30P en cuanto altura, diámetro y materia seca considerando los demás tratamientos, siendo favorable tanto en la esimulación vegetaiva del maíz como en producción de biomasa. El DAP no expresa en la presente experimentación los resultados esperados a los 50 dds. Para el diámetro de tallo (DT), no se presentaron diferencias estadísicas al 5% para la variable diámetro medio de tallos, lo cual evidencia la uniformidad en las plantas para los disintos tratamientos de la variedad ICA V-305, como se observa en la Tabla 2. Materia seca (MS). Existen diferencias signiicaivas al 5% en el rendimiento de materia seca de maíz. La Fosforita-30P mostró el mayor rendimiento de materia seca (93,9 g) con diferencias signiicaivas respecto a RFC2, el Control y DAP según la prueba de Tukey. La menor canidad de MS ocurrió con la RFC2 Tabla 2. Tabla 2. ANOVA - variables altura de plantas, diámetro de tallos y materia seca de maíz a los 50 dds Fuente SC CME Tratamiento 6092 6 1015 Residual 9988 56 178.4 Total 16080 62 Gl Fc Ft (α=0,05) P ANOVA Altura de plantas 5.693 2.27 0.0001 1.75 2.27 0.1271 5.002 2.44 0.0014 ANOVA Diámetro de tallos Tratamiento 1.716 6 0.286 Residual 9.169 56 0.163 Total 10.88 62 Tratamiento 17330 6 2888 Residual 16170 28 577.4 Total 33500 34 ANOVA Materia seca SC suma de cuadrados, Gl grados de libertad, CME cuadrado medio del error, Fc factor calculado Ft factor tabulado, P probabilidad. Fuente: Autor Distribución del fósforo. Se observan diferencias signiicaivas tanto en el suelo como en tejidos foliares de maíz para los disintos tratamientos con fuentes de fósforo aplicados edáicamente. Las diferencias signiicaivas son probadas en el análisis de varianza que se muestra en la Tabla 3. corresponde al tratamiento control T1, tratamiento tesigo que no se le hicieron aplicaciones de fósforo. Los tratamientos con roca calcinada (T5 y T6) presentan mayor concentración de fósforo en el suelo y diferencias signiicaivas comparadas con el resto de los tratamientos evaluados Tabla 4. El tratamiento 5 (RFC1) registró el mayor nivel de fósforo en el suelo con 74.1 ppm, no exisiendo diferencia estadísica respecto al tratamiento T6 (RFC2). El menor nivel de fósforo en el suelo El mayor nivel de fósforo en tejido foliar del maíz (CFM) correspondió al tratamiento 7 - DAP, siendo este signiicaivamente disinto al resto de los tratamientos probados. Los tratamientos 2, 4, 5 59 60 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 55 - 62 Tabla 3. ANOVA para las variables fósforo en el suelo y en el tejido foliar de maíz Fuente SC CME Gl Fc Ft (α=0,05) P 25.9 2.44 0.0001 45.92 2.44 0.001 Fósforo en el suelo (CFS) Tratamiento 1441 6 240.1 Residual 259.6 28 9.273 Total 1700 34 Fósforo en el tejido foliar (CFP) Tratamiento 1.291 6 0.2152 Residual 0.1312 28 0.004686 Total 1.422 34 Fuente: Autor Tabla 4 Efecto de fuentes de fósforo sobre las variables del maíz Variables medidas en plantas de maíz a los 50 dds Tratamiento Altura (cm) T1 – Control 102.44 2.24 79.7 T2- Fosforita 30P 110.67 2.42 T3 - RFPA1 105.44 T4 - RFPA2 Diámetro (cm) Humedad Materia seca (%) (g/planta) P Suelo (ppm) P2O5 Planta (ppm) 43.3 25.44 0.45 68.7 93.9 62.57 0.62 2.39 70.9 76.7 61.79 0.50 107.56 2.63 85.8 47.8 55.56 0.66 T5 - RFC1 101.33 2.53 76.8 48.3 74.10 0.66 T6 - RFC2 95.67 2.20 85.0 24.1 69.25 0.70 T7 – DAP 78.78 2.15 81.6 37.1 59.34 1.09 Media 100.27 2.37 78.4 53.0 62.58 0.67 RFPA: Roca fosfórica parcialmente acidulada al 40% (RFPA1 malla 20 y RFPA2 malla 100) RFC: Roca fosfórica calcinada (sin RFC1 y con serpentina RFC2 al 5%). Fuente: Autor y 6 presentan resultados estadísicos similares y con mayor concentración de fósforo foliar que los tratamientos T1 (control) y T3 (RF parcialmente acidulada malla 20), los cuales no se diferencian estadísicamente. Las mejores caracterísicas morfológicas y desarrollo vegetal se evidenció a los 50 dds en plantas de maíz variedad ICA V-30 (MS) correspondió al T2 (Fosforita-30P), seguido del T3 (RFPA1) Tabla 4. Los resultados para la variable altura y diámetro de plantas, humedad y producción de biomasa expresada en materia seca, se muestran en la Tabla 4. El tratamiento con DAP muestra la mayor absorción de fósforo en tejidos seguido de los tratamientos con RF calcinada. Se reconoció la acción de DAP sobre la asimilación de fósforo por las plantas, lo que se corroboró con los resultados de la presente invesigación. La respuesta de la RF calcinada se debe posiblemente al alto grado de mineralización que sufre este material cuando se somete a elevadas temperaturas, alcanzando niveles de mayor disponibilidad para las plantas. Los resultados muestran que el fósforo promueve la formación vegetaiva de la plantación hasta la etapa de fruciicación. Se observó la efecividad de la Fosforita-30P en el desarrollo vegetaivo de la planta, expresando las mejores caracterísicas en relación con la altura, diámetro y rendimiento de maíz. Los resultados del maíz a los disintos tratamientos aplicados, A. Torrente: Efecto de la roca fosfórica parcialmente acidulada y calcinada en la producción de maíz permiió observar las diferencias en las variables de respuesta, si se iene en cuenta las deiciencias iniciales del suelo. En la evaluación inal, la mejor respuesta en producción correspondió a la RF parcialmente acidulada malla 100 (T4) con 7.8 ton/ ha, seguida de DAP (T7) con 7.0 ton/ha Figura 3. Los rendimientos de maíz en los tratamientos con roca fosfórica calcinada (T5) y roca fosfórica calcinada con serpenina al 5% (T6), resultaron con rendimientos bajos de 5 y 4.3 ton/ha respecivamente, signiicando que estos tratamientos no fueron efecivos en la disponibilidad nutricional del suelo para promover mayores rendimientos en la producción de mazorcas, a pesar de la mayor concentración de fósforo en el suelo en relación con el resto de los tratamientos probados. 8 7 Maiz (ton/ha) 6 5 4 3 2 1 0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 Tratamientos Figura 3. Rendimiento de maíz con diversos tratamientos de fósforo Fuente: Autor Conclusiones • El mayor rendimiento de maíz se obtuvo con aplicación de roca fosfórica parcialmente acidulada malla 100, alcanzando 7.8 ton/ha, no existe diferencia signiicaiva al 5% respecto al rendimiento de maíz con aplicación de DAP. • El culivo de maíz ICA variedad V-305 responde efecivamente a la ferilización con Fosforita-30P, lo cual demuestra la bondad de la uilización como fuente de nutrimentos para las plantas. • Los pretratamientos de la roca fosfórica, que incluyen procesos de acidulación con ácido sulfúrico y calcinación, más adición de serpenina, no muestran superioridad frente a la aplicación de Fosforita-30P en producción de biomasa y rendimiento a excepción del pretratamiento con roca fosfórica parcialmente acidulada al 40% - malla 100. • El DAP muestra superioridad en asimilación y reacividad frente a cualquiera de los tratamientos en los que se aplicó roca fosfórica o subproductos de ésta. Referencias Baquero, J. E., Apolinar, P. y Sánchez L. F. (1990). Comportamiento de rocas fosfóricas nacionales parcialmente aciduladas en sorgo (Sorghum bicolor L. Moench) en un incepisol de los llanos orientales. Suelos Ecuatoriales, 20(2): 21-29. Benavídez, R.A., Boschei, N.G., Quintero, C.E., Barrera, R., González, A. (2000). Evaluación de la ferilidad fosfatada de los suelos para los principales culivos extensivos de Entre Ríos. Ciencia Docencia y Tecnología 21:221-266. Fixen, P. (2003). Dinámica del fósforo en el suelo y en el culivo en relación al manejo de los 61 62 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 55 - 62 ferilizantes fosfatados. Recuperado de htp://www.inpofos.org/ppiweb/ltamn.nsf/. fuentes de fósforo (P). Informe ICA-IFDC. Centro Regional Obonuco. Programa de Suelos. Chien, S.H. and Hammond, L.L. (1989). Agronomic efeciveness of parially acidulated phosphate rock as inluenced by soil phosphorus-ixing capacity. 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Agroecosys., 63(1): 43–48. 63 Estudio comparaivo de los programas de formación del SENA Regional Valle para la cadena hortofruícola, comparados con un referente nacional e internacional1 Comparative study of the sena’s regional valle training programs for the fruit-harvesting production chain, compared with a national and international reference1 Recibido: 28-05-2014 Aceptado: 25-09-2014 Víctor Huver Recalde Rincones2 Resumen El presente documento realiza una comparación de la canidad y áreas de desempeño atendidas por los diferentes programas de formación de: operario, técnico y tecnólogo del SENA Regional Valle, para la cualiicación de los trabajadores de la cadena hortofruícola del Valle del Cauca, los del SENACundinamarca y los de España. Para la comparación se uilizó la metodología de EMBRAPA que propone respecto a estudio comparaivos, seleccionar un referente nacional y uno internacional, por lo cual se seleccionó el programa del SENA de Cundinamarca, como referente nacional y los programas de España en lo internacional. Se presenta una brecha en los programas de formación de nivel operario, pues en España esta oferta es de siete, mientras que en el Valle del Cauca y Cundinamarca es cero; para todos los niveles en el área de seguridad y medio ambiente y en el nivel de tecnólogos para el área química, en temas referidos a biotecnología. En relación con el referente nacional que es Cundinamarca, se encuentra igual situación con la oferta de programas en el área de seguridad alimentaria y químico, en el nivel técnico y tecnológico, resaltando el tema sobre biotecnología. Palabras clave: Cadena hortofruícola, programas de formación, benchmarking, cualiicación. 1 Forma parte de la tesis de Maestría en Administración, del autor. Inició en enero de 2013 y concluye en febrero de 2014, teniendo como fuente de inanciación al SENA Centro de Diseño Tecnológico Industrial. 2 Colombiano. Msc en Administración, Economista. Instructor SENA Centro de Diseño Tecnológico Industrial. vrecalder@sena.edu.co. 64 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 63 - 71 Abstract This paper makes a comparison of the amount of performance areas atended by the diferent training programs of: operators, technicians and technologists of the Regional Valle SENA, for the qualiicaion of the workers on the fruit-harvest producion chain of the Valle del Cauca and the ones of Cundinamarca and Spain. For the comparison the EMBRAPA method was used, which proposes a comparaive study selecing a naional and internaional reference, therefore the SENA Cundinamarca program was selected as a naional reference, and the Spain program as an internaional one. In the operator training programs a gap is found, in Spain the ofer is of seven (7) while in the Valle del Cauca and in Cundinamarca the ofer is of zero (0) in all the security and environment program levels, as well as the chemical area at technologist level, in biotechnology related topics. Compared to the naional reference Cundinamarca, the situaion is equal in the oferings of programs in the Chemical and Food Safety area at technic and technologist level, highlighing biotechnology topics. Keywords: Fruit- harvesing producion chain, training programs, benchmarking, and qualiicaion. Introducción Colombia, a través del Valle del Cauca, aspira a ser en 2032 uno de los principales exportadores de productos hortofruícolas en el mundo, y para ello requiere que la cadena produciva sea compeiiva; uno de los elementos para lograrlo es el talento humano cualiicado para el desempeño de sus acividades. En este estudio se hizo una revisión de los programas de formación ofertados por el Servicio Nacional de Aprendizaje SENA en la Regional Valle del Cauca, para los cinco eslabones de la cadena produciva hortofruícola y estos se comparan con un referente nacional como lo es el SENA del departamento de Cundinamarca, pues este evidencia una alta producción de otros productos agrícolas y a nivel internacional con España por el ser el principal exportador hortofruícola mundial. En la comparación de los programas de formación, se consideró lo planteado en la metodología de EMBRAPA para la deinición de agendas de invesigación y desarrollo tecnológico en cadenas producivas agroindustriales, que propone respecto a estudios comparaivos un referente nacional y uno internacional; como referente nacional se seleccionó al del departamento de Cundinamarca, por ser el principal departamento productor de Colombia de los productos agrícolas, según las cifras del 2000 al 2011; como referente internacional a España, por ser el principal exportador hortofruícola del mundo. Se realizó una descripción del Sistema Nacional de Cualiicación y Formación de Colombia y España, para enunciar los programas de formación en cada uno de los niveles de formación ofertados por el SENA Valle del Cauca, Cundinamarca y España y mediante un cuadro comparaivo ideniicar las brechas en términos de programas de formación para la cadena hortofruícola vallecaucana, considerando la oferta de España y Cundinamarca. Metodologia La cadena produciva de frutas y hortalizas está compuesta por cinco eslabones producivos: Proveedores de materias primas, herramientas, máquinas y equipos • • Viveristas Productores de frutas y hortalizas V. Recalde: Estudio comparaivo de los programas de formación del SENA Regional Valle para la cadena hortofruícola, comparados con un referente nacional e internacional • • Comercializadores Agroindustriales Los eslabones requirieron de talento humano capacitado para desempeñar las diferentes acividades que permiieron obtener productos compeiivos en el mercado, lo que se logró en la medida que desde el primero hasta el úlimo eslabón realizaron las labores eicientemente. Para el Valle del Cauca, el volver compeiiva su cadena hortofruícola es todo un reto, ya que es considerado por el gobierno nacional como un sector de clase mundial, que se impulsará para llegar a mercados internacionales, donde es llamado a ser el líder nacional en producción de frutas y hortalizas, tras lograrse posicionar como el principal productor de frutas y sexto en hortalizas en Colombia para el 2010 (Ministerio de Salud, 2013), y para ello, uno de los factores que permiió el cumplimiento de este objeivo fue el nivel de cualiicación del talento humano que se desempeñó en la misma. Considerando lo anterior, se realizó un comparaivo de los programas de formación para el trabajo y tecnólogos con los que cuenta el Valle del Cauca, para la cualiicación del talento humano de la cadena hortofruícola, frente a un referente nacional como lo es Cundinamarca, por ser el primer departamento al revisar las cifras de valor agregado de los culivos de otros productos agrícolas diferentes al café, del 2000 al 2011 en Colombia y en lo internacional con España al ocupar en 2012 la segunda posición como principal exportador de frutas y hortalizas del mundo. Para analizar los programas de formación ofertados para la cualiicación de los trabajadores de la cadena hortofruícola en Colombia y España, se presenta una descripción del sistema nacional de cualiicaciones y formación profesional de España, así como la formación para el trabajo brindada por el Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA. Sistema Nacional de Cualiicaciones y formación profesional de España – SNCFP: Establecido por la Ley Orgánica 5/2002, de 19 de junio, formado por instrumentos y acciones necesarios para promover y desarrollar la integración de las ofertas de la formación profesional, así como la evaluación y acreditación de las correspondientes competencias profesionales. Se creó para dar respuesta a las demandas de cualiicación de las personas y de las empresas en una sociedad en coninuo proceso de cambio e innovación; sus objeivos son: orientar la formación a las demandas de cualiicación de las organizaciones producivas, facilitar la adecuación entre la oferta y la demanda del mercado de trabajo, extender la formación a lo largo de la vida, más allá del periodo educaivo tradicional, y fomentar la libre circulación de trabajadores, por lo que cumple una función esencial en lo laboral y en lo formaivo. Uiliza como instrumento el Catálogo Nacional de Cualiicaciones Profesionales (CNCP) para ordenar las cualiicaciones profesionales suscepibles de reconocimiento y acreditación y que han sido ideniicadas en el sistema producivo, una vez que se han determinado las competencias apropiadas para el ejercicio profesional. Insituto Nacional de Cualiicaciones de España, (2012). Los principales objeivos del CNCP son: posibilitar la integración de las ofertas de formación profesional, adecuándolas a las caracterísicas y a las demandas del sistema producivo y servir de referente para evaluar las competencias profesionales. Comprende las cualiicaciones profesionales más signiicaivas del sistema producivo español y además, incluye el contenido de la formación profesional asociada a cada cualiicación. Presenta una estructura de módulos formaivos ariculados en un Catálogo Modular de Formación Profesional (CMFP). El Insituto Nacional de las Cualiicaciones (INCUAL) es el responsable de deinir, elaborar y mantener actualizado el CNCP y el correspondiente CMF. Las cualiicaciones profesionales que integran el Catálogo Nacional de Cualiicaciones Profesionales se ordenan por familias profesionales y por niveles de cualiicación teniendo en cuenta criterios de la UE. Las 26 familias profesionales en las que se estructura se determinaron según criterios de ainidad de la competencia profesional. Los cinco niveles de cualiicación profesional existentes se establecieron en atención a la competencia requerida por las acividades producivas, considerando entre otros, los siguientes criterios: conocimientos, iniciaiva, autonomía, responsabilidad y complejidad de la acividad desarrollada. 65 66 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 63 - 71 Para el sector hortofruícola sólo hay cualiicación profesional de los tres primeros niveles. • Nivel 1: Competencia es un conjunto reducido de acividades de trabajo, relaivamente simples, correspondientes a procesos normalizados, en los que los conocimientos teóricos y las capacidades prácicas aplicadas son limitados. • Nivel 2: Competencia es un conjunto de acividades profesionales bien determinadas, para las cuales se necesita la capacidad de uilizar instrumentos y técnicas propias; concierne principalmente a un trabajo de ejecución que puede ser autónomo en el límite de dichas técnicas. Requiere conocimientos de los fundamentos técnicos y cieníicos de su acividad y capacidades de comprensión y aplicación del proceso. • Nivel 3: Competencia es un conjunto de actividades profesionales que requieren el dominio de diversas técnicas y pueden ser ejecutadas en forma autónoma. Comporta responsabilidad de coordinación y supervisión de trabajo técnico y especializado. Exige la comprensión de los fundamentos técnicos y científicos de las actividades y la evaluación de los factores del proceso y de sus repercusiones económicas. La cualiicación profesional es el conjunto de competencias profesionales signiicaivas para el empleo y pueden ser adquiridas mediante formación modular u otros ipos de formación así como a través de la experiencia laboral. Una persona está cualiicada cuando, en el desarrollo de su trabajo, obiene unos resultados que están al nivel demandado por el sistema producivo. La cualiicación no regula la profesión. La competencia profesional de una persona se releja en el conjunto de conocimientos y capacidades que le permiieron el ejercicio de la acividad profesional conforme a las exigencias de la producción y el empleo. La competencia general de una cualiicación profesional describe de forma abreviada el comeido y las funciones esenciales del profesional. El Catálogo Nacional de Cualiicaciones Profesionales, elaborado por el Insituto Nacional de las Cualiicaciones, regula los ceriicados de profesionalidad y permanece en coninua actualización. La mayor parte de los cursos que ofertan los servicios públicos de empleo son los relacionados con los ceriicados de profesionalidad, los cuales son un documento de carácter oicial y con validez en todo el territorio nacional, que iene por inalidad acreditar las competencias profesionales adquiridas por alguna de las siguientes vías: • Vía formaiva: Formación profesional y formación coninua (actualmente formación profesional para el empleo), y por otras vías no formales de formación. • Vía de experiencia laboral debidamente acreditada. • Vía formaiva – experiencia laboral: Programas de formación y empleo, contratos de aprendizaje y para la formación. Los Ceriicados de Profesionalidad están regulados por el RD 34/2008 de 18 de enero y abarcan las acciones formaivas dirigidas a la adquisición y mejora de las competencias y cualiicaciones profesionales. La oferta formaiva, dirigida a la obtención de los Ceriicados de Profesionalidad, iene un carácter de Módulos Formaivos, para que se pueda favorecer la acreditación parcial acumulable de la formación recibida y hacer posible que el trabajador avance en su iinerario de formación profesional (Formación para el Empleo o Formación Profesional), cualquiera que sea su situación laboral en cada momento. Cada Ceriicado de profesionalidad acredita una Cualiicación Profesional del Catálogo Nacional de Cualiicaciones Profesionales (CNCP) y los Módulos Formaivos del Ceriicado de Profesionalidad son los mismos del Catálogo Modular de Formación Profesional (Calvo,2009). En el ejercicio comparaivo se asociaron los ceriicados de profesionalidad, de acuerdo con el nivel de cualiicación a los niveles de formación para el trabajo del SENA, así: El nivel 1 con operarios, nivel 2 con técnicos y nivel 3 con tecnólogos. La duración de los ceriicados de profesionalidad osciló entre 210 a 820 horas. Sistema Nacional de Formación para el Trabajo Colombia: El Ministerio de la Protección Social, V. Recalde: Estudio comparaivo de los programas de formación del SENA Regional Valle para la cadena hortofruícola, comparados con un referente nacional e internacional con el decreto 1120 de 1996, señala para el SENA la responsabilidad de liderar en el país la creación de un Sistema Nacional de Formación para el Trabajo y lo faculta para proponer políicas y trazar directrices a nivel nacional, sobre la formación profesional para el trabajo, de modo que se garanice la calidad, perinencia, eicacia y cobertura requeridas para promover la educación permanente a través de la cadena de formación. Los ipos de programas son: • Operarios y auxiliares: Son programas de formación profesional que permiten el desarrollo de competencias laborales especíicas básicas, transversales y de desarrollo humano, relacionadas con las áreas de desempeño y el peril idóneo para ejecutar funciones producivas. Duración: 6 a 12 meses. El Gobierno Nacional, mediante Documento CONPES 2945 de 1997, estableció la necesidad de conformar un Sistema Nacional de Formación para el Trabajo, liderado por el SENA, con las enidades que ofrecen educación técnica, tecnológica y formación profesional en el país, para elevar el nivel de caliicación y competencia de la fuerza laboral, mediante alianzas entre estas enidades y los sectores producivo y gubernamental (SENA, 2013). • Técnicos: Programas de formación que buscan que los aprendices adquieran competencias motrices y cogniivas, socio-afecivas y comunicaivas para desarrollar acividades determinadas y solucionar problemas en un rango deinido de áreas funcionales con respuestas predecibles; que comprendan y apliquen el proceso producivo, que uilicen instrumentos y técnicas deinidos, que ejecuten operaciones para obtener resultados concretos y responder por su propio trabajo. Duración: 12 meses. • Tecnológicos: Programas de formación que buscan que los aprendices adquieran las competencias cogniivas, socio–afecivas y comunicaivas para aplicar el conocimiento técnico y tecnológico que solucione problemas estratégicos del área, que coordine y supervise acividades interdisciplinarias en los campos de la técnica y la tecnología, que organice y maneje recursos, que gesione proyectos producivos, que comunique ideas, que responda por los resultados de su trabajo y de otros que estén bajo su control, y que asuma con éica los roles sociales y organizacionales propios de su entorno. Se orientarán igualmente a desarrollar las competencias necesarias para garanizar la interacción de lo cieníico con lo instrumental y lo operacional con el saber tecnológico. Duración: 24 meses SENA (2003). El SNFT está conformado por tres sistemas interrelacionados e integrados: Normalización de competencias laborales; evaluación y ceriicación de competencias laborales y formación con base en competencias laborales. Se enfaizó en los programas de formación, orientados a preparar a las personas para desempeñar oicios y ocupaciones requeridas por los sectores producivos y sociales, con el in de saisfacer necesidades del nuevo talento o de cualiicación de trabajadores -que estén o no vinculados al mundo laboral-, en los niveles operaivo, técnico o tecnológico. Su duración oscila entre 880 y 3.520 horas, y contempló las etapas: • • Etapa leciva: Periodo en el cual el alumno paricipa de acividades de formación profesional integral en las aulas y otros ambientes requeridos para el logro de los resultados de aprendizaje. Este periodo se determinó de acuerdo con el diseño curricular de los diferentes programas de formación. Etapa produciva: Periodo en el cual el alumno aplica los conocimientos, habilidades y destrezas desarrollados en la etapa leciva. En esta fase, la empresa paricipa de la acción formaiva del alumno, y el acompañamiento y la asesoría son fundamentales para el logro de los objeivos de formación establecidos, a parir de criterios y estrategias concretos. En la Tabla 1 se presentan los programas de formación ofertados por el SENA Regional Valle del Cauca, Regional Cundinamarca y por España, para la cadena hortofruícola. 67 68 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 63 - 71 Tabla 1. Niveles de formación para el trabajo en España, Cundinamarca y Valle del Cauca para la cadena hortofrutícola Nivel de Formación España Valle del Cauca Cundinamarca Agraria: Acividades auxiliares en agricultura. Acividades auxiliares en viveros, jardines y centros de jardinería. Operario Industria Alimentaria Operaciones auxiliares de elaboración en la industria alimentaria. Operaciones auxiliares de mantenimiento y transporte interno en la industria alimentaria. Comercio y Markeing Acividades auxiliares de almacén Acividades auxiliares de comercio Seguridad y Medio Ambiente Limpieza en espacios abiertos e instalaciones industriales. Agraria Tratamientos agroquímicos y biológicos. Culivos herbáceos. Fruicultura. Horicultura y loricultura. Agricultura ecológica. Acividades de loristería. Producción de semillas y plantas en vivero. Técnico Industria alimentaria Fabricación de conservas vegetales. Obtención de aceites de semillas y grasas. Fabricación de productos de tueste y de aperiivos extrusionados. Comercio y markeing Acividades de venta. Cajero. Seguridad y Medio Ambiente. Mantenimiento higiénico-sanitario de instalaciones suscepibles de proliferación de microrganismos nocivos y su diseminación por aerosolización. Servicios para el control de plagas. Agraria Manejo de Viveros. Culivos agrícolas. Manejo y comercialización de frutas y verduras en almacenes de cadena. Producción agropecuaria. Industria Alimentaria Agroindustria alimentaria. Procesamiento de Frutas y hortalizas. Comercio y Markeing Comercialización de Alimentos. Venta de productos y servicios. Seguridad y Medio Ambiente Producción Agrícola Ecológica. Explotaciones agropecuarias ecológicas. Agraria Culivos agrícolas. Manejo de Viveros. Manejo empresarial de la inca. Mecánica rural. Producción Agropecuaria. Industria alimentaria Agroindustria alimentaria. Comercio y markeing Manejo y Comercialización de alimentos. Formulación y gesión de proyectos agropecuarios. Seguridad y medio ambiente. Vigilancia y control de los factores de riesgos del consumo y del ambiente (saneamiento). Explotaciones agropecuarias ecológicas. Químico Producción biotecnológica de material vegetal. V. Recalde: Estudio comparaivo de los programas de formación del SENA Regional Valle para la cadena hortofruícola, comparados con un referente nacional e internacional Tabla 1. Niveles de formación para el trabajo en España, Cundinamarca y Valle del Cauca para la cadena hortofrutícola (Continuación) Nivel de Formación España Valle del Cauca Agraria Gesión de la producción agrícola. Arte loral y gesión de las acividades de loristería. Gesión de la producción de semillas y plantas en viveros. Industria Alimentaria Industrias de conservas y jugos vegetales. Tecnólogo Comercio y Markeing Gesión administraiva y inanciera del comercio internacional. Atención al cliente, consumidor o usuario. Tráico de mercancías por carretera. Asistencia a la invesigación de mercados. Gesión comercial de ventas. Gesión y control del aprovisionamiento. Markeing y compraventa internacional. Organización del transporte y la distribución. Organización y gesión de almacenes. Control y formación en consumo Químico Ensayos microbiológicos y biotecnológicos. Análisis biotecnológico. Organización y control de procesos y realización de servicios biotecnológicos. Análisis Químico. Agraria Agricultura de precisión. Riego, drenaje y manejo de suelos agrícolas. Producción Agrícola. Gesión de empresas agropecuarias. Mecanización Agrícola. Producción agropecuaria ecológica Administración de empresas agropecuarias. Industria alimentaria Procesamiento de Alimentos Control de calidad de alimentos. Comercio y markeing Biocomercio sostenible. Gesión de mercados Manejo postcosecha y comercialización de frutas y hortalizas. Cundinamarca Agraria Mecanización agrícola. Producción agrícola. Gesión de empresas agropecuarias. Riego, drenaje y manejo de suelos agrícolas. Industria alimentaria Control de calidad de alimentos. Procesamiento de alimentos. Comercio y markeing Biocomercio Sostenible. Seguridad y medio ambiente Producción más limpia. Producción agropecuaria ecológica. Gesión en comunidades étnicas de proyectos agropecuarios sostenibles. Químico Agrobiotecnología. Fuente: Observatorio de las ocupaciones de España (2012); Ministerio de Agricultura(2009); SENA (2013). En la Tabla 2 se presenta el número de programas de formación por cada nivel de formación en España, el Valle del Cauca y Cundinamarca. Tabla 2. Programas de formación por cada nivel para la cadena hortofrutícola en España, Cundinamarca y Valle del Cauca Nivel de Formación España Valle del Cauca Cundinamarca Operario 7 0 0 Técnico 15 10 11 Tecnólogo 18 12 11 Total 41 22 22 Fuente: Autor 69 70 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 63 - 71 En la Figura 1 se presentan las brechas por nivel de formación, considerando a España como referente. En los programas técnicos y tecnológicos existe una gran brecha para la oferta de programas de nivel operario, donde se resalta a España como líder; el Valle de Cauca debe considerar la formulación de programas a este nivel, pues el personal de base que se desempeña en la cadena hortofruícola solo cuenta con formación de básica primaria, lo que limita su acceso. En los programas de nivel técnico y tecnológicos la brecha es menor en relación con España, y entre el SENA Regional Valle y Cundinamarca es muy estrecha, sin embargo es interesante revisar la opción de que se apropien programas en el área de biotecnología vegetal y saneamiento de la regional Cundinamarca, que se encuentran dentro del catálogo de programas SENA. Figura 1 Análisis de brechas por nivel de formación teniendo como referente a España vs Valle del Cauca y Cundinamarca. Fuente: Autor Conclusiones • Con la información presentada, de la coniguración formaiva del Valle del Cauca Vs. España, se encuentran faltantes en programas de formación a nivel de operarios y para todos los niveles en el área de seguridad y medio ambiente y a nivel de tecnólogos en el área química, en temas referidos a biotecnología. • Con relación al referente nacional, que es Cundinamarca, se encuentra igual situación con la oferta de programas en el área de seguridad alimentaria y químico de nivel técnico y tecnológico, resaltando principalmente aquellos referidos a la biotecnología. • El buen posicionamiento nacional e internacional que ienen las cadenas hortofruícolas de Cundinamarca y España, conllevan a relexionar sobre la oferta que el SENA pueda realizar sobre programas de formación a nivel de operario en los diferentes eslabones de la cadena, en áreas como la seguridad y medio ambiente, y a nivel del técnico y tecnólogo en biotecnología, considerando que el Valle del Cauca es llamado a ser líder nacional hortofruícola • Es importante resaltar lo planteado por Recalde (2013), frente a que no se cuenta con programas de formación de operarios en el Valle del Cauca, pues el nivel de formación de algunos cargos ocupacionales que se encuentran en el eslabón de viveristas, productores y comercializadores es de bachiller o por debajo de esta, lo cual limita su acceso a la cualiicación, dados los requisitos previos para acceder a formación de nivel técnico o tecnológico. V. Recalde: Estudio comparaivo de los programas de formación del SENA Regional Valle para la cadena hortofruícola, comparados con un referente nacional e internacional • Finalmente, es importante para el SENA como insitución líder en formación para el trabajo, que incorpore en el plan de diseño curricular de la red agrícola, la elaboración de programas de formación como los ofertados por Cundinamarca y España, quienes son referente nacional e internacional de cadenas hortofruícolas competentes, escenario al cual se desea llegar para el departamento del Valle del Cauca. Referencias Calvo, M. (2009). 30 preguntas sobre las cualiicaciones profesionales y formación profesional. Recuperado de htp://www. certificadodeprofesionalidad.org/ficheros/ preguntas-cualif-fp.pdf Departamento Nacional de Estadísica. (2012). 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Recuperado de htp://senasoiaplus. info/ 71 72 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, Cambio climáico y agrobiodiversidad Climate Change and Agrobiodiversity Recibido: 25-09-2014 Aprobado: 29-11-2014 Carlos Iván Cardozo Conde1 Resumen Uno de los principales retos de la humanidad es garanizar la seguridad alimentaria global. Desde los años 60´s se han venido realizando esfuerzos por aumentar la producción de alimentos para una población creciente. Los programas de mejoramiento juegan un papel importante, al igual que las comunidades de medianos y pequeños agricultores quienes conservan un alto porcentaje de la variabilidad genéica de los principales culivos mediante sistemas locales de producción. Nuevas tecnologías se han incorporado, como la biotecnología, la agricultura eco-eiciente, la agricultura inteligente, con el in de desarrollar sistemas producivos sostenibles. Si bien, el suministro de alimentos se ha incrementado, los fenómenos del Calentamiento Global -CG y el Cambio climáico -CC aparecen como una amenaza, pues sus efectos sobre aspectos fenológicos y isiológicos de los culivos, esimados mediante modelación, pronosican una fuerte reducción en la biodiversidad y en los rendimientos de los culivos a nivel mundial, con variaciones según las regiones. En este senido, es necesario iniciar planes de adaptación oportunos y acordes con los niveles de vulnerabilidad según los diferentes países. Ante esta situación, una estrategia para adaptarse a los escenarios futuros que plantea el Calentamiento Global, es incorporar la mayor biodiversidad posible y disponible en programas de mejoramiento. En este contexto se requiere de gran creaividad, para no solo mantener sino aumentar los rendimientos de los culivos y miigar la pérdida de recursos naturales con el in de garanizar la seguridad alimentaria mundial. Palabras clave: Calentamiento global, cambio climáico, seguridad alimentaria, biodiversidad Abstract One of humaniies major challenges is to ensure global food security. Since the 60’s eforts have been made to increase food producion for a growing populaion. Breeding programs have been playing an important role, as well as the communiies of medium and small farmers who retain a high percentage 1 Colombiano. Ph.D Profesor Asociado, Universidad Nacional de Colombia, sede Palmira. cicardozoc@unal.edu.co C. Cardozo: Cambio climáico y agro-biodiversidad of geneic variability of major crops through local producion systems. New technologies have been incorporated such as biotechnology, eco-eicient agriculture, and intelligent agriculture to develop sustainable producion systems. While the food supply has increased, the phenomena of global warming- GW and climate change -CC appear as a threat, because of its efects on phenological and physiological aspects of crops, esimated by modeling, forecasing a strong reducion in biodiversity and crop yields worldwide with regional variaions. As far as these concerns, it’s necessary to make well-imed adaptaion plans consistent with the vulnerability levels in diferent countries. In this situaion, a strategy to adapt to future scenarios posed by GW; is to incorporate the most biodiversity possible and available in breeding programs. This context requires great creaivity to not only maintain but to increase crop yields and ease the loss of natural resources in order to ensure global food security. Keywords: Global warming, climate change, food security, biodiversity Introducción Hasta hace relaivamente pocos años, los retos de la agricultura fueron cómo lograr más alimentos y acceso para una población en coninuo crecimiento. En la llamada Revolución Verde (años 60´s) se dieron grandes adelantos desde el punto de vista de la isiología de las especies, los sistemas intensivos de producción y el itomejoramiento, lo que permiió lograr incrementos signiicaivos en los rendimientos de las especies culivadas. Posteriormente hacia los años 80´s surge una preocupación sobre la necesidad de conservar el medio ambiente y se añade un nuevo reto: Cómo mejorar la producción, la disponibilidad y el acceso pero con sistemas de producción sostenibles, llegando a pensar inclusive en sistemas menos producivos pero ambientalmente sostenibles; esta premisa, por supuesto, no contribuye a la solución del problema, lo que nos exige ser más creaivos para lograr mejorar los rendimientos de los culivos con tecnologías que afecten mínimamente el medio ambiente e incorporando nuevas tecnologías como la biotecnología, la agricultura de precisión, la agricultura ecoeiciente, prácicas climáicamente inteligentes (FAO, 2010) entre otras. Hoy día, aún tenemos en el planeta cerca de 870 millones de personas con problemas de hambre (FAO, 2013), es decir el problema sigue sin resolver, pero adicionalmente, en los úlimos 20 años un nuevo reto apareció: el Calentamiento Global (CG). El IPCC fue creado en 1988, para abordar mediante invesigación cieníica este fenómeno frente al escepicismo de algunos sectores de la comunidad cieníica. Si bien, los primeros informes del IPCC planteaban como una posibilidad que estuviese ocurriendo un calentamiento del planeta, los informes más recientes (2013) concluyen de manera inequívoca que es un fenómeno real, donde la contribución antrópica, en la emisión de gases efecto invernadero (GEI), ha sido determinante como causa y con efecto real en el cambio climáico (CC). (IPCC, 2013). Durante las úlimas décadas, y con base en múliples modelos climáicos de circulación (GMC´s) y diferentes escenarios del desarrollo mundial se ha venido documentando el impacto del CG en los componentes del sistema climáico, lo que ha causado cambios dramáicos en el clima terrestre, incrementando desastres causados por la distribución de la precipitación (sequías –inundaciones) como también efectos en los rendimientos de las especies culivadas que pueden afectar notablemente la seguridad alimentaria (Reddy and Pachepsky, 2000). El objeto de esta relexión es contribuir a sensibilizar sobre la amenaza que el CG representa para la seguridad alimentaria, al igual que el papel de la agrobiodiverisdad para acciones de adaptación al fenómeno. 73 74 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 72 - 79 El Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) en Colombia, con la contribución de Programas como Decision and Policy Analysis (DAPA), Climate Change, Agriculture and Food Security (CCAFS) y organizaciones como Bioversity Internaional, han venido desarrollando invesigación cieníica que ha permiido documentar el impacto del CC en la producción de culivos en el presente y el futuro. Estos estudios permiten además trazar estrategias de adaptación y/o miigación con la debida anicipación, también contribuye con los gobiernos para la toma de decisiones y para deinir una políica pública que les permita enfrentar las grandes amenazas que el CG y el CC causarán en aspectos sociales, en infraestructura, en salubridad, en pérdida de biodiversidad, en deseriicación de los suelos, en recursos hídricos, entre otros. Recientemente, CCAFS y colaboradores han venido documentando el impacto del CG y el CC en Centroamérica mediante la publicación de una serie llamada Estado del arte en cambio climáico, agricultura y seguridad alimentaria, por países como República Dominicana, El Salvador y Guatemala. Es importante disinguir algunos conceptos que pueden ser tomados en algunos casos como sinónimos. El CG se relaciona con la tendencia al incremento de la temperatura global de la ierra y se atribuye en los úlimos 160 años al efecto del aumento de los gases efecto invernadero, especialmente del CO2 a parir de la industrialización, el transporte, la contaminación, el uso de combusibles fósiles y la tala de bosques entre otros. El Cambio Climáico, incorpora al CG e incluye todas las variaciones del clima que han ocurrido durante millones de años de evolución de la ierra, por causas como la acividad del sol, circulación oceánica, acividad volcánica, entre otros. Por otro lado, el clima se deine como el estado promedio del iempo y por tanto, el cambio climáico y el estado del iempo se confunden. Si bien el clima y el estado del iempo se relacionan estrechamente, existen diferencias importantes entre ambos. Una confusión común entre el clima y el estado del iempo surge al preguntar a cieníicos cómo pueden predecir qué será el clima dentro de 100 años, si no pueden predecir cuál será el estado del iempo dentro de unas semanas. La naturaleza caóica del estado del iempo hace impredecible cualquier pronósico, más allá de unos pocos días. La proyección de cambios en el clima (es decir, el estado del iempo promedio a largo plazo) debido a cambios en la composición atmosférica u otros factores, resulta una cuesión muy diferente y mucho más manejable. Impactos en la producción de los culivos se han realizado para maíz, trigo y arroz (Howden and O’Leary, 1997; Challinor and Wheeler, 2008). La producividad de los culivos y los balances de agua en el suelo se han estudiado con modelos de crecimiento de los culivos con diferentes modelos climáicos globales Tabla 1. Dichos modelos se aplican con diferentes escenarios, determinados por el IPCC. Un escenario climáico es una descripción razonable del clima futuro basada en un rango de asunciones climatológicas, pero también de cómo podría ser en el futuro la tasa de crecimiento poblacional, los factores sociales y económicos, el desarrollo de tecnologías limpias, la adopción de nuevas tecnologías. La variabilidad climáica es uno de los factores más importantes que inluencia año a año la producción de culivos, incluso en áreas con especies de alto rendimiento y alta tecnología agrícola, lo que incrementa, junto con la disponibilidad de agua, la inceridumbre con respecto a la seguridad alimentaria (Reddy and Pachepsky, 2000). En este senido es válido determinar los impactos del cambio climáico en la producción de culivos, con el in de desarrollar estrategias de adaptación. En muchos países del mundo se predicen aumentos en la temperatura de la supericie terrestre para los años 2030-2050. Se pronosica que habrá un aumento promedio en 2°C por lo que todas las regiones del planeta serán más cálidas. Obviamente, habrá efectos regionales diferentes, es así como las temperaturas medias de primavera en regiones de USA, presentarán un aumento entre 3.7 °C a 6.4 °C; algo parecido se prevé que va a ocurrir en China y en Rusia. Del mismo modo, durante el otoño en Harbin, la temperatura media del aire aumentará entre 4.8 °C y 8.8 °C (IPCC, 2007; (Jaggard et al., 2010; El-Sharkawy y Mejía, 2011). Las tendencias de calentamiento en el hemisferio norte son lo suicientemente grandes como para que los ciclos de culivos de soya, maíz, patata y remolacha se alarguen considerablemente, lo que debe generar aumento en el rendimiento, siempre y cuando se disponga de suiciente agua para los culivos. Este aparente cambio en los patrones de calentamiento podría incidir en un efecto posiivo de impacto en la producividad agrícola en estas regiones. Tal variación se debe a una distribución desigual del calor solar, a las respuestas individuales C. Cardozo: Cambio climáico y agro-biodiversidad Tabla 1. Modelos de circulación general usados por escenarios. Model Vintage Country Sponsors Horizontal resoluion Simulated data used in slope analysis BCC-CMI 2005 China Beijing Climate Center 1.9 x 1.9L16 1871-2100 BCCR-BCM2.0 2005 Norway Bjerknes Ceter for Climate Reserch 1.9 x 1.9L31 1850-2099 CCSM3 2005 USA Naional Centerfor Atmospheric 1.4 x 1.4L26 1870-2099 2.8 x 2.8L31 1850-2100 CCCM3.1(T 47) 2005 Canada Canadian Center for Climate Modelline y Analysis CCCM3.1(T 63) 2005 Canada Canadian Center for Climate Modelling &Analysis 1.9 x 1.9L31 1850-2100 CNRM-CM3 2004 France Météo-France/centre National de Recherches Météorologiques 1.9 x 1.9L45 1860-2090 CSIRO-Mk3.0 2001 Australia CSIRO Atmospheric Reserch 1.9 x 1.9L18 1871-2100 ECHAM5/MPI-OM 2005 Germany Max Planck Institute for Meteorology 1.9 x 1.9L31 1860-2100 ECHO-G 1999 Germany/ Korea Meteorological Institute of the University of Bonn, Meteolological Reserch Institute of KMA, and Model 3.9 x 3.9L19 1860-2100 FGOALS-g1.0 2004 China LASG/Insitute of Atmospheric 2.8 x 2.8L26 1850-2099 GFDL-CM2.0 2005 USA US Dept. of Commerce/ NO AA/ Geophysical Fluid Dynamics Laboratory 2.0 x 2.5L24 1861-2100 GFDL-CM2.1 2005 USA US Dept. of Commerce/ NO AA/ Geophysical Fluid Dynamics Laboratory 2.0 x 2.5L24 1861-2100 GISS-AOM 2004 USA NASA/Goddard Insitute for Sapace Studies 3.0 x 4.0L12 1850-2100 GISS-EH 2004 USA NASA/ Goddard Insitute for Sapace Studies 4.0 x 5.0L20 1880-2099 GISS-ER 2004 USA NASA/ Goddard Insitute for Sapace Studies 4.0 x 5.0L20 1880-2100 INM-CM3.0 2004 Russia Insitute for Numerical Mathemaics 4.0 x 5.0L21 1871-2100 IPSL-CM4 2005 France Insitute Pierre Simon Laplace 2.5 x 3.75L19 1860-2100 MIRO C3.2 (hires) 2004 Japan Center for Climate System Research 1.12 x 1.12L56 1900-2100 MIRO C3.2 (medres) 2004 Japan Center for Climate System Research 2.8 x 2.8L20 1850-2100 MRI-CGCM2.3.2 2003 Japan Meteorological Research Insitute 2.8 x 2.8L30 1851-2100 2.8 x 2.8L26 1890-2099 PCM 1998 USA Naional Center for Atmospheric Research UKMO-HadCM3 1997 UK Hadley Center for Climate Predicion and Research/Met Oice 2.5 x 3.75L19 1860-2099 UKMO-HadGEM1 2004 UK Hadley Center for Climate Predicion and Research/Met Oice 1.25 x 1.9L38 1860-2098 Fuente: Suppiah et al., 2007 de la atmósfera, los océanos y la supericie terrestre, a las interacciones entre ellos, y a las caracterísicas ísicas de las regiones (IPCC, 2007); Jaggard et al., 2010; El-Sharkawy y Mejía, 2011). Los efectos en los rendimientos y según el escenario y el modelo que se uilice esiman decrecimientos entre el 1% y el 7% de la producción mundial de cereales, con un efecto más negaivo en los países en desarrollo (-9% hasta -11%), esto como ya se mencionó se debe a que en los países de laitudes altas las estaciones de crecimiento son más limitadas por las bajas temperaturas y por ende un aumento en temperatura aumentará las estaciones de crecimiento de los culivos. Otro efecto colateral del CG en la agricultura es la variación que puede causar en los sistemas 75 76 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 72 - 79 económicos, por la alteración de los precios de los alimentos por una combinación de factores como reducción de la oferta, aumento de la demanda, aumento del consumo por la mejora económica de países como India y China, por ejemplo. Se esima que existen aproximadamente 15 (± 1) mil millones de hectáreas libres de hielo en la supericie terrestre. De estas, aproximadamente el 10% se uilizan en culivos; el 23% en pasturas; el 29% en bosques; estos tres juntos representan algo más que el 60% de la ierra disponible del planeta (Houghton, 1990; FAO, 2007) y son los recursos naturales disponibles para alimentar a 7 mil millones de personas que exisimos actualmente y que podrían ser 10 mil millones en 2060 según proyecciones de (FAO, 2007). En la actualidad, cerca de mil millones de personas, especialmente en países en desarrollo, presentan algún ipo de deiciencia alimentaria (FAO, 2013) y esto podría empeorar como consecuencia del calentamiento global. En este contexto se requiere de gran creaividad para no solo mantener sino aumentar los rendimientos de los culivos y miigar la pérdida de recursos naturales, con el in de garanizar la seguridad alimentaria mundial. Evaluaciones de la FAO indican que los agro-ecosistemas están expuestos a las amenazas de la variabilidad climáica estacional y en largo plazo al cambio climáico, además de su degradación por las acividades humanas. Por otro lado, el aumento de las concentraciones de CO2 por efecto de las acividades humanas se ha estudiado en algunos culivos encontrando que las especies C3 como el arroz y el trigo podrían salir beneiciadas con incrementos en rendimiento, al igual que algunas leguminosas como la soya, el fríjol y el maní a diferencia de las C4 como maíz y sorgo. El aumento de la concentración de CO2 mejoró los rendimientos de maíz y soya en un 9% y 14% respecivamente (McGrath and Lobell, 2011). No menos relevante debe ser considerado el impacto del CC en la disponibilidad del agua pues es críico para el desarrollo de los culivos. Los cambios en la distribución de lluvias son más importantes que los cambios en los promedios anuales (Gornall et al., 2010). En el pasado las inundaciones han llevado a grandes reducciones en la producción de los culivos y en términos globales los eventos de inundaciones vienen aumentando y afectando grandes áreas de producción de los principales culivos alimenicios. Los cambios anormales en el sistema climáico ienen implicaciones en el largo plazo para la viabilidad de los ecosistemas, ya que cuando cambian los patrones climáicos también cambian la distribución espacial de las zonas agroecológicas, la dinámica de los hábitats para las especies de animales y plantas, las estructuras y biomasa de los ecosistemas y la diversidad genéica de variedades locales, los patrones de distribución y la incidencia e infestación de plagas y enfermedades de las plantas, que pueden tener impactos signiicaivos en la producción de los culivos (Parry et al., 2004); (Lobell y Bruke, 2010). En el caso de estrés por aumento de la temperatura se ha documentado efectos en el crecimiento y desarrollo de las plantas por afectación de varios procesos isiológicos y de rendimiento. Algunos efectos del estrés causan decrecimiento en procesos como la fotosíntesis, la conductancia estomáica, uso eiciente del agua, altura de planta, ramiicación, área foliar, crecimiento radicular, producción de materia seca, nodulación y ijación de N, loración, viabilidad del polen, número de frutos, entre otros. Por otro lado, se pueden incrementar algunos procesos como la senescencia, la demanda de agua, la transpiración (Egli et al., 2005; Djanaguiraman, et al. 2013). Ante esta situación, una estrategia para adaptarse a los escenarios futuros que plantea el calentamiento global, es incorporar la mayor biodiversidad posible y disponible en programas de mejoramiento. Existen grandes canidades de germoplasma de culivos y especies culivadas en los bancos de semillas (ex situ) alrededor del mundo, al igual que en manos de agricultores y comunidades (in situ). Aún falta mucho por caracterizar y evaluar, pero existe suiciente documentación Tabla 2 para que los itomejoradores puedan uilizarlas en la generación de nuevos materiales que se adapten a nuevas condiciones bióicas y abióicas generadas por efectos del CG y el CC (Zeigler, 2013). Por otro lado, las especies parientes silvestres de los culivos (EPSC) juegan un papel fundamental por su potencial para contribuir con caracteres C. Cardozo: Cambio climáico y agro-biodiversidad Tabla 2. Ejemplos de información disponible para programas de itomejoramiento Core details Wild barley Hordeum – USDA-ARS Naional Small Grains Colleion Beta Global chickpea mini-core Finger millet Groundnut reference mini-core Sour orange core Pisum - USDA US peanut mini-core Pigeonpea – mini-core collecion Pigeonpea – mini-core collecion Oryza saiva – USDA-ARS Naional Small Grains Collecion Internaional rice core Rice core subset Rice USDA core Rice USDA mini-core Oryza saiva Sorghum mini-core Winter wheat USDA core subset Winter wheat core Chinese wheat micro-core Use Aluminium tolerance Publicaion Dai et al., 2011 Aphid resistance Dahleen et al., 2012 Allele mining Nitrogen ixaion capacity Grain nutrients Drought tolerance Citrus tristeza virus resistance Seed nutrients Scleroinia minor resistance Waterlogging response Fusarium wilt and sterility mosaic disease Reeves et al., 2012 Biabani et al., 2011 Upadhyaya et al., 2011 Hamidou et al., 2012 Bernet et l., 2008 Kwon et al., 2012 Chamberlin et al., 2010 Krishnamurthy et al., 2012 Sharma et al., 2012 Rice blast disease – pib gene Roychowdhury et al., 2012 Blast resistance gene Pi-ta Rice clast resistance – Pi-z gene Sheath blight resistance Grain yield QTL Grain quality traits Grain mouold and downy mildew resistance Bacterial leat streak resistance Grain yield under drought Grain dormancy Wang et al., 2010 RoyChowdhury et al., 2012 Jia et al., 2011 Li et al., 2004 Redesig et al., 2011 Sharma et al., 2012 Adhikari et al., 2011 Dodig et al., 2012 Chang et al., 2010 Fuente: Brian, Johannes and Michael, 2013 benéicos para los culivos tales como resistencia a plagas y enfermedades y estabilidad en los rendimientos Tabla 3. La diversidad de las EPSC es muy importante por su alta diversidad genéica que puede aportar caracteres para factores bióicos y abióicos que pueden ser transferidos a los culivos mediante técnicas convencionales o biotecnológicas. En este senido, las EPSC ofrecen una oportunidad para la miigación al CC como una estrategia para contribuir a la seguridad alimentaria futura (Maxted et al., 2012). Con base en lo anterior, es clara la necesidad de realizar esfuerzos por conservar y caracterizar las EPSC, pues su alta variabilidad genéica es una fuente potencial que permiirá contribuir a la seguridad alimentaria global. Una de las mayores preocupaciones es cómo se verán afectados los sistemas de semillas por el CG y el CC en cuanto a garanizar la seguridad alimentaria mundial. En México (Bellon et al., 2011) concluyeron que los mayores impactos serán sobre los pequeños agricultores, especialmente la capacidad de los sistemas tradicionales de semillas de maíz para proveer a los agricultores de materiales genéicos que les permitan afrontar los impactos del cambio climáico en el futuro. La mayoría de los países ya viene sufriendo por el rigor de eventos climáicos extremos como sequías, inundaciones, huracanes. En este senido es necesario avanzar en estudios de vulnerabilidad para los diferentes sistemas producivos (pequeños, medianos, grandes) en cada país/región/localidad como también en la planiicación de la adaptación al cambio climáico. Los países necesitan conocimientos sólidos sobre la vulnerabilidad de sus sistemas alimentarios, ecosistemas, sociedades y economías nacionales al CC y al CG. La FAO ha desarrollado una amplia gama de sistemas de datos innovadores y fáciles de usar, además de herramientas para evaluar la repercusión del clima y las vulnerabilidades y planiicar las prácicas de adaptación, como por ejemplo: una metodología de opimización de la adaptación dinámica de las explotaciones agrícolas (FAO, 2014). La adaptación es un proceso integrado y lexible que depende del manejo sostenible de los recursos naturales. En la actualidad ya se cuenta con una gran canidad de conocimientos sobre las 77 78 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 72 - 79 Tabla 3. Ejemplos de caracteres de las EPSC que podrían ser transferidos con potencial para mitigación al CC CROP CWR Applicaions Chickpea (Cicer arieninum) Cicer reiculatum Drought and temperature tolerance Sunlower (Helianthus annuus) Helianthus paradoxus Salt tolerance Barley (Hordeum vulgare) Hordeum spontaneum Drought and temperature tolerance Lycopersicon cheesmanii Lycopersicon pennellii Lycopersicon peruvianum Manihot angusiloba, Manihot davisiae, manihot rubricaulis Musa balbisiana, Musa iinerans, Musa nagensium Oryza longistaminata Various forms of resistance, drougth and salinity tolerance, soluble solids, insect resistance Drought tolerance, adaptaion to hihg alitudes and cool temperature Drougth resistance, water – logging resistance Tomato (Lycopersicon esculentum) Cassava (Manihot esculenta) Banana and plantain (Musa acuminatae Musa balbisiana) Rice (Oryza saiva) Oryza ruipogon Drougth resistance and yeld increase Drougth resistance Salt tolerance Aegilops cylindrica, Thinopyrum Junceum Wheat (Triicum aesivum) Aegilops spp., Thinopyrum spp Elytrigia elongata, Hordeum Spp. Aegilops speltoides, T. turgidum aegilops tauschii, triicum turgidum Agropyron elongatum Thihopyrum bessarabicum Salt tolerance Salt tolerance Water-logging tolerance Drought tolerance Salt tolerance Fuente: Adaptado de Maxted and Kell, 2009 tecnologías sostenibles y las prácicas innovadoras para fomentar un mejor manejo de los recursos naturales y una mayor resiliencia del ecosistema. El ajuste de estas prácicas al contexto de los impactos actuales y futuros del cambio climáico es esencial. (FAO, 2013). Referencias Conclusión Brian, F.; Johannes, M. and Michael Jackson. (2013). Geneic Resources and Conservaion challenges under the Threat of Climate Change In: Plant geneic resources and climate change / edited by Michael Jackson, Brian Ford-Lloyd and Marin Parry. ISBN 978-1-78064-197-3 La seguridad alimentaria mundial se encuentra amenazada por efecto del CG y el CC. Ninguno de los sistemas de producción de alimentos, por si solo, garaniza un abastecimiento eicaz. En este senido, en los diversos culivos se deben incorporar recursos genéicos de la biodiversidad para la miigación y/o adaptación a los problemas bióicos y abióicos. Esto requiere el fortalecimiento de los programas nacionales de itomejoramiento y de las estrategias de conservación y uso de los parientes silvestres que son la fuente de soluciones a los problemas que nuestras especies de culivo ienen hoy y los que tendrán en los próximos años por efectos del CC y el CG. Bellon, M.R., Hodsonb, D. and Hellinc, J. (2011). Assessing the vulnerability of tradiional maize seed systems in Mexico to climate change. Proccedings of the Naional Academy of Sciences of the United States of America 108(33): 13432– 13437. Challinor A.J., Wheeler T.R. 2008. Crop yield reducion in the tropics under climate change: processes and uncertainies. Agric. Forest. Meteorol. 148:343–56. Djanaguiraman, M., Prasad, P.V.V., Boyle, D.L. and Schapaugh, W.T. 2013. Soybean pollen anatomy, viability, and pod set under high temperature stress. Journal of Agronomy and Crop Science 199: 171–177. C. 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Case: Valle del Cauca Agroecological Industry Recibido: 18-07-2014 Aceptado: 17-11-2014 Fredy Eduardo Vásquez Rizo,1 Jesús Gabalán Coello,2 Jaime Flórez Bolaños3 Resumen Se presenta la evaluación de impacto del proyecto de la alianza para el sector agroecológico de la caña de azúcar, en el departamento del Valle del Cauca, bajo la dirección del Ministerio de Educación Nacional-MEN y la coordinación de la Universidad Autónoma de Occidente-UAO. En la evaluación se analizaron diversos factores, tales como: cobertura, proceso formaivo, capacitación docente, resultados SABER 11 en las insituciones de educación media, impacto y ambientes de aprendizaje. Se realizó una invesigación mixta que reunió los métodos y elementos cuanitaivos y cualitaivos, con el propósito de maximizar los recursos de información existentes y responder efecivamente a las necesidades de información del estudio, analizando diversas fuentes (estatales, educaivas, empresariales), relacionadas de alguna forma con el proyecto de la Alianza. Palabras clave: Evaluación de impacto, relación educación-agroindustria, alianza estratégica, agroecología, Valle del Cauca. 1 Colombiano. Magíster en Ciencias de la Información y Administración del Conocimiento del Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey, ITESM, México. Comunicador Social-Periodista de la Universidad Autónoma de Occidente, Colombia. Coordinador del Sistema de Información de la Oicina de Planeación y Desarrollo Institucional de la Universidad Autónoma de Occidente. fvasquez@uao.edu.co. 2 Colombiano. Magister en Ingeniería con énfasis en Ingeniería Industrial de la Universidad del Valle, Colombia. Ingeniero Industrial de la Universidad Autónoma de Occidente, Colombia. Profesor del Área de Investigación de Operaciones de la Universidad Autónoma de Occidente. Coordinador del Área de Calidad de la Oicina de Planeación y Desarrollo Institucional de la Universidad Autónoma de Occidente. jgabalan@uao.edu.co. 3 Colombiano, Magister en Economía con énfasis en Economía Financiera de la Pontiicia Universidad Javeriana. Economista de la Universidad Autónoma de Occidente, Colombia. Jaime.lorez@ucp.edu.co. F. Vásquez, J. Gabalán, J. Flórez: Alianza Educación Sector Producivo, una apuesta que vale la pena. Caso: Sector Agroecológico del Valle del Cauca Abstract The impact assessment is presented for the, “Alliance for the sugarcane agro-ecologic sector” Project, in the Valle del Cauca department, conducted by the Naional Ministry of Educaion, and coordinated by the Universidad Autonoma de Occidente – UAO. Various factors were analyzed, like: Coverage, learning process, teacher training, SABER 11 test results in high schools, impact and learning environments. A mixed invesigaion took place, that gathered all the quanitaive and qualitaive elements, with the purpose of maximizing the exising informaion resources and respond efecively to the informaion needs of the invesigaion, analyzing diverse sources (state, educaional, business), related in some way to the Alliance project. Keywords: Impact assessment, educaion-related agribusiness, strategic alliance, agroecology, Valle del Cauca. Introducción El sector producivo de la caña de azúcar ha sido seleccionado como prioritario para el desarrollo de la región del valle geográico del río Cauca; por que involucra acividades relacionadas con la protección del recurso suelo, la uilización racional y eiciente de los recursos hídricos y la producción sostenible de caña de azúcar, la generación de un signiicaivo número de productos agroindustriales entre los que se encuentran el azúcar y sus derivados, la conitería, el alcohol y la sucroquímica. Sin embargo, la consolidación de esta cadena como líder en la región depende de la capacidad que tenga para: i) hacer la transición en todos sus procesos producivos de modelos fundamentados en la revolución verde y la eiciencia a ultranza hacia otros de naturaleza sostenible, basados en el aprovechamiento racional de los recursos naturales para garanizar un medio ambiente limpio, y ii) ampliar el espectro de usos industriales de todos los productos generados en la producción de caña de azúcar y de azúcar y sus derivados, de tal forma que se añada valor a la cadena. Esta Alianza fue creada en 2007 con el objeivo de diseñar y ofertar programas técnicos profesionales y tecnológicos por ciclos y competencias, dirigidos a formar talento humano caliicado para el sector agroecológico de la caña de azúcar, al iempo que busca incrementar la calidad y perinencia de la educación del departamento del Valle del Cauca (MEN, 2014). La Alianza se integró por: • Insituciones de Educación SuperiorIES: Universidad Autónoma de Occidente, Corporación Universitaria Minuto de Dios y Fundación Universitaria Católica Lumen Genium • Sector producivo: Asociación de Culivadores de Caña de Azúcar de Colombia – Asocaña • Gobierno: Gobernación del Valle del Cauca y • Centros de invesigación, producividad. innovación y El programa Técnico en Procesos y Operaciones Agroindustriales de la Caña de Azúcar y programa Técnico Profesional en Aprovechamiento de Residuos Sólidos, imparidos por la alianza para el sector agroecológico de la caña de azúcar, apuntaron a la formación de profesionales competentes para la resolución saisfactoria de esos dos grandes desaíos sectoriales, resumidos en la sostenibilidad ambiental y la profundización de los usos industriales de la caña de azúcar y sus derivados. Es por ello que dichos programas se centran en la formación de técnicos profesionales y competentes en el manejo de residuos sólidos para descontaminar los suelos y el aire; en el manejo del recurso hídrico para mejorar los niveles de eiciencia en su uso y la descontaminación 81 82 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 80 - 93 de las aguas uilizadas en la producción de la caña y sus derivados y en procesos industriales de mayor elaboración. Las potencialidades de industrialización de los productos de la caña de azúcar son muy amplias y hay necesidad de esimular el desarrollo de nuevos usos, sobre todo en el contexto de una economía abierta, con claras opciones de exportar nuevos productos. Los programas respondieron de manera adecuada al ipo de caliicación deseada por los productores, en la medida en que hace énfasis en saisfacer las demandas de mano de obra del nivel técnico y tecnológico, dejando la formación profesional como el úlimo escalón del ciclo. De esta manera, se da un proceso de formación por acumulación gradual de competencias, lexible y ajustada a los requerimientos del medio laboral. Se resolvió así el problema que presentan la mayoría de los programas de formación existentes en la región, concebidos más desde la oferta y las posibilidades de las universidades que desde la demanda y las necesidades del medio, lo cual generó una sobreoferta de profesionales en medio de un gran déicit de técnicos y tecnólogos. Además de hacer énfasis en crear oportunidades de educación superior para la población con recursos limitados en la región. Con base en lo anterior, el principal objeivo de esta Alianza consisió en diseñar y/o transformar programas de formación para crear competencias que permitan el desarrollo pleno del sector azucarero del Valle del Cauca, siendo la medición del impacto de dicha Alianza un proceso fundamental para garanizar la efecividad de la misma y el cumplimiento de las expectaivas generadas en la región y en el sector azucarero. Se observó una importante, mancomunada y sinérgica paricipación de las insituciones de educación superior, las insituciones de educación media, las empresas y las enidades gubernamentales de la región, situación que permite constatar la relevancia del proceso y la acitud colaboraiva y proaciva de todas las partes involucradas, en la pretensión por sacar adelante la región vallecaucana. Se analizó cada uno de los factores que permiten medir el impacto de la conformación de esta Alianza en la región, presentando la importancia de su consitución (en su momento), en el escenario descrito, analizando aspectos como: cobertura, proceso formaivo, capacitación docente, resultados SABER 11 insituciones de educación media, impacto y ambientes de aprendizaje. Factor cobertura La cobertura educaiva está deinida como la capacidad del sistema educaivo en llegar a todos los sectores de la población de un país. En esta dirección, el Gobierno Nacional, por medio del Ministerio de Educación Nacional desde el año 2002 ha venido adelantando políicas públicas con el objeivo de mejorar la calidad de la educación, ampliar la cobertura e incrementar la eiciencia del sector educaivo mediante la creación de nuevos proyectos (Ayala, 2011). Entre los principios rectores del proyecto de la Alianza para el Sector Agroecológico de la Caña de Azúcar, se encontraron la ampliación de la cobertura en formación técnica y tecnológica en el Valle del Cauca, especialmente en aquellos municipios en los cuales era más diícil acceder a la educación superior. Se realizó un análisis descripivo con información histórica de matrículas en programas de formación técnica y tecnológica, en los municipios del Valle del Cauca (excepto Cali), que se presenta en la Tabla 1; adicionalmente y para reforzar la evidencia en cobertura, se esima un escenario contrafactual basado en tendencia, con el in de cuaniicar el impacto del proyecto de la Alianza. Tabla 1. Oferta educativa de programas técnicos y tecnológicos en el Valle del Cauca (excepto Cali). Oferta Educaiva Total 2005-1 2005-2 2006-1 2006-2 2007-1 2007-2 2008-1 2008-2 2009-1 2009-2 5.976 6.789 6.982 7.280 8.118 8.284 8.624 9.414 9.694 9.508 Fuente: Autores (información del SNIES, Ministerio de Educación Nacional-MEN 2010). F. Vásquez, J. Gabalán, J. Flórez: Alianza Educación-Sector Producivo, una apuesta que vale la pena. Caso: Sector Agroecológico del Valle del Cauca El levantamiento de la oferta educaiva se hizo con base en el Sistema Nacional de Información de la Educación Superior-SNIES y a través de contacto directo con los rectores y/u oicina de planeación de las insituciones. Un aspecto importante que se debe tener en cuenta al momento de realizar el análisis, es el aumento del número de matriculados por efectos estacionales asociados al calendario académico de las Insituciones de Educación Media-IEM, lo que quiere decir que el número de alumnos matriculados en el segundo semestre de cada año fue mayor que el del primer semestre4, teniendo en cuenta que en Colombia existen dos calendarios: A (enero-agosto) y B (sepiembre-diciembre). En este senido, los cálculos esimados arrojaron que, sin la Alianza, en el primer semestre de 2008, la oferta educaiva creció en un 4.7%, y para el primer semestre de 2009 la tasa de crecimiento hubiera sido de 4.2%. Para los segundos semestres, en el 2008, la matrícula se creció en un 7%, mientras que para el 2009 decreció en un -0.56%. Con la Intervención de la Alianza, en el primer semestre del 2008 la matrícula creció en un 6.11%, mientras que el primer semestre del 2009 la matrícula aumentó hasta el 12.7%. Los segundos semestres esquemaizan un impacto mayor, ya que para el 2008, la tasa de crecimiento fue de 13.44% y en el 2009 fue de 1.20% , como se presenta en la Figura 1. Factor proceso formativo Relación SABER 11-SABER PRO Este factor se enfocó en las pruebas realizadas a los programas Técnico en procesos y operaciones agroindustriales de la caña de azúcar y Técnico profesional en aprovechamiento de residuos sólidos; diseñados e implementados por la Alianza para el Sector Agroecológico de la caña de azúcar en el departamento del Valle del Cauca. En este senido se calculó la situación del percenil para cada estudiante de estos programas, en la prueba de “Lenguaje” (en SABER 11) y su posterior desempeño relaivo, de acuerdo con el concepto de percenil, contrastándolo en función de diversas pruebas estadísicas estandarizadas. La proporción de estudiantes que igualan o superan su percenil (SABER PRO-SABER 11) se deinió según la siguiente notación: . La sumatoria permite contabilizar el número de estudiantes en los cuales los perceniles SABER PRO son mejores o iguales que los perceniles SABER 11. Donde: persaberpro= Percenil del estudiante en SABER PRO; pericfes= Percenil del estudiante en SABER 11 y n = Número total de estudiantes del programa que presentaron SABER PRO. Figura 1. Impacto del proyecto de la Alianza en el Valle del Cauca en la oferta educativa. Fuente: Autores 4 En Colombia existen dos calendarios: A y B. El primero va de enero a agosto y le segundo de septiembre a diciembre. Por lo menos hasta que esté vigente el calendario B, este efecto se descuenta 83 84 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 80 - 93 Los indicadores permiieron evidenciar que más de la mitad de los estudiantes mejoraron su posición relaiva en “Comprensión Lectora” (en SABER PRO), luego del proceso de intervención para los programas; Técnico en procesos y operaciones agroindustriales el 68% y para el Técnico Profesional en Aprovechamiento de Residuos Sólidos el 57%. Se contrastó la prueba de “Lenguaje”, en SABER 11, con la de “Comprensión Lectora”, en SABER PRO, porque esta úlima permite analizar si existe algún cambio en los estudiantes relacionado con la capacidad de leer comprensivamente diversos ipos de textos, mediante la aplicación de estrategias comunicaivas y lingüísicas especíicas, evaluando competencias interpretaivas, argumentaivas y proposiivas (ICFES, 2010 y Rocha et. al., 2011), a pesar que las dos pruebas son independientes, pues el desempeño en una no condiciona el desempeño en la otra, simplemente, en este estudio se toman como referentes de contrastación. De la misma manera, se llegó a la conclusión que no existe una asociación muy fuerte entre los perceniles antes y después, situación que podría considerarse adecuada en un proceso de intervención educaiva, pues de alguna manera los estudiantes no “cargan con un desino académico” y la Alianza, a través de sus programas pudo hacer algo por ellos en función del mejoramiento de sus desempeños en el contexto que los rodea, desde lógicamente un beneicio social intrínseco. Cuando se realizan pruebas estadísicas para determinar si se podría considerar un progreso signiicaivo en los perceniles antes y después del proceso formaivo, en las pruebas empleadas, se llegó a la conclusión que los perceniles demuestran diferencias signiicaivas, y, por tanto, la posición relaiva en SABER PRO es realmente mejor a la que tenían antes de ingresar a la formación universitaria (SABER 11). Integración del sector productivo La integración entre el proceso formaivo y el sector producivo fue lo que le otorgó el senido al quehacer de la Alianza, pues es la prueba fehaciente del fortalecimiento de la relación insitución de educación-empresa, lo que se enseñó por la insitución de educación tuvo su materialización y uilidad fuera del aula de clase, en un ambiente de aprendizaje disinto, donde se conjugan la teoría y la prácica. Integrar el sector producivo y el sector educaivo es el principal reto para promover una educación innovadora y de calidad (MEN, 2009). En esta dirección, para poder evaluar efecivamente el impacto dentro de dicha integración, se consideró la cuaniicación de las horas de clase y la cuaniicación de las horas de prácica en empresa por semestre, estableciendo la proporción de horas de su quehacer académico desinadas por los estudiantes a prácicas empresariales. Posteriormente, se realizó el cálculo de las proporciones, comparando la proporción de horas de clase en salón de los estudiantes de la Alianza, en relación con las horas de clase en salón de los “cursos tradicionales”; se compararon las anteriores proporciones con aquellas correspondientes a los cursos tradicionales. Para ello, se contrastaron los programas de la Alianza con el Programa de Tecnología en Logísica, adscrito a los Centros Regionales de Educación Superior-CERES, también en el departamento del Valle del Cauca. En este punto es conveniente hacer una aclaración; la duración de los programas técnicos es diferente a los programas tecnológicos, pues los primeros duran cuatro semestres y los segundos seis, se hizo necesario tomar un espectro real que permiió comparar en una instancia similar los dos ipos de programas. Por ello, se optó por tomar el número de horasclase y el número de horasprácica en empresa en sus semestres inales (segundo, tercero y cuarto para los programas técnicos; y cuarto, quinto y sexto para el programa tecnológico). Con lo anterior se garanizó la realización de un análisis idedigno, que permiiera explicar el comportamiento según el factor integración del sector producivo, en una instancia de medición donde se supone existe el mayor número de horasprácica como componente de un programa. La Figura 2 muestra la relación hora prácica/hora clase en cada uno de los tres programas, a lo largo de los tres periodos analizados. Como se pudo apreciar, para los programas de la Alianza el aumento en la proporción periodo a periodo de esta relación es importante para poder evaluar favorablemente el impacto del proyecto en el ítem integración con el sector producivo. Además, se hace evidente que el porcentaje de horas de prácica uilizadas en los dos programas de la Alianza es permanente y creciente y maniene una gran diferencia en relación con el programa F. Vásquez, J. Gabalán, J. Flórez: Alianza Educación-Sector Producivo, una apuesta que vale la pena. Caso: Sector Agroecológico del Valle del Cauca Figura 2. Proporción horas práctica/horas clase en tres semestres de los estudiantes matriculados. Fuente: Coordinaciones Programas Técnicos y Tecnológicos Universidad Autónoma de Occidente. tecnológico revisado. Se pudo evidenciar que a lo largo del proyecto de la Alianza exisió una integración permanente entre el proceso de formación de los estudiantes matriculados en sus programas con el sector producivo, lo que garanizó para los educandos una gran posibilidad de formarse no solo teóricamente sino a través de la prácica en verdaderos espacios empresariales (metodología ABP). • Diplomados en formación por competencias5, los procesos de formación nacional y/o en el exterior6, se realizaron los siguientes: Herramientas curriculares y Pedagógicas, 11 de julio-30 de agosto de 2009; Diplomados en Educación Basada en Estándares de Competencias, 15 de diciembre de 2008-23 de enero de 2009, y Diplomado en Desarrollo Curricular para la implementación de programas con base en competencias, 4 de sepiembre-3 de octubre de 2009 y desde el 9 de octubre-7 de noviembre de 2009, talleres de capacitación por competencias generales en las Insituciones de Educación Media y programas de formación por competencias en la formación tecnológica superior, en la Insitución TECSUP del Perú y • Pasanías7, realizadas en Chile, para ello se deinieron unas variables perinentes y se diseñaron las invesigaciones respecivas, tendientes a recolectar información primaria, uilizando estrategias propias de paradigmas cuanitaivos y cualitaivos que permiieron la medición del impacto, su valoración y su posterior análisis. Factor capacitación docente Se evaluó la capacitación docente en el marco de la medición del impacto del proyecto de la Alianza para el Sector Agroecológico de la Caña de Azúcar en el departamento del Valle del Cauca, pariendo de uno de los preceptos del MEN (2002), en el que se airma que la formación, capacitación, actualización y perfeccionamiento de los educadores en servicio debe contribuir de manera sustancial al mejoramiento de la calidad de la educación. La medición se analizó con base en la perinencia que tuvo la Alianza para las insituciones de educación (en sus docentes) revisando tres categorías: 5 Diplomado Formación por Competencias: Herramientas Curriculares y Pedagógicas, realizado desde el 11 de julio hasta el 30 de agosto de 2009; Diplomado Educación Basada en Estándares de Competencia, llevado a cabo desde el 15 de diciembre de 2008 hasta el 23 de enero de 2009, y Diplomado Desarrollo Curricular para la Implementación de Programas con base en Competencias, realizado desde el 4 de septiembre hasta el 3 de octubre de 2009 y desde el 9 de octubre hasta el 7 de noviembre de 2009. 6 Talleres de Capacitación por Competencias Generales en las Instituciones de Educación Media y Programa de Formación por Competencias en la Formación Tecnológica Superior, en la Institución TECSUP del Perú. 7 Pasantías realizadas en Chile. 85 86 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 80 - 93 “Uilizar métodos cuanitaivos y cualitaivos como complementarios en un mismo estudio puede ayudar a responder, desde diferentes perspecivas, a disintas preguntas” (Paton, 2002). Al respecto, (Hernández et al., 2003) airmaron que un estudio que recolecte y analice datos cuanitaivos y cualitaivos será mucho más enriquecedor. Con la información obtenida se realizó un proceso de triangulación que permiió construir el informe valoraivo correspondiente, tendiente a determinar la perinencia de la capacitación profesoral y su incidencia en términos de mejoras en los procesos de enseñanza-aprendizaje. Finalmente, con base en la aplicación de los instrumentos y demás mecanismos invesigaivos mencionados, se elaboró un informe consolidado que involucró el análisis de las opiniones. En la Figura 3 se observa el impacto de la capacitación en el proceso de formación pedagógica de los docentes, donde el 71% airmó haber tenido un alto impacto. En la Figura 4 se muestran los aspectos de mayor impacto que hicieron referencia principalmente Figura 3. Impacto de las capacitaciones en el proceso de formación Fuente: Los autores al uso de otras herramientas (28%), elaboración de guías (22%), nuevas metodologías (17%), más responsabilidad de los estudiantes (11%), mayor exigencia (6%), uso de TIC (6%) y acceso a la educación superior de los estudiantes (6%). En la Tabla 2 se evidenció el impacto que tuvo el proceso de la Alianza en las diferentes dimensiones académicas, desde la ópica de los docentes. En el interior de la evaluación, se visualizó el efecto sobre el estudiante en aspectos académicos: interés Figura 4. Aspectos de mayor impacto Fuente: Los autores F. Vásquez, J. Gabalán, J. Flórez: Alianza Educación-Sector Producivo, una apuesta que vale la pena. Caso: Sector Agroecológico del Valle del Cauca Tabla 2. Impacto de la Alianza en otras dimensiones. Ítem Pensamiento regional Infraestructura tecnológica y dotación de laboratorios Acceso a internet Cobertura y equidad en el acceso a educación superior Ambientes de aprendizaje Capacitación docente Uso de TIC Diseño de cursos Antes Bajo Bajo Bajo Bajo Bajo Bajo Bajo Bajo Durante Medio Medio Medio Medio Medio Alto Medio Alto Fuente: Los autores. por estudiar, el rendimiento escolar, iempo de dedicación al estudio y aspectos relacionales con sus compañeros, docentes, direcivas, familiares cercanos y la calidad de su colegio. La Tabla 3 muestra el impacto del proceso en el estudiante, en sus dimensiones académicas y personales. Se puede observar que el interés por estudiar de los estudiantes mejoró en un 68%, y que el rendimiento escolar alcanzó un 45%. En cuanto a iempo de dedicación y relación con los compañeros, el proceso llevó a una mejoría en un 53% y 45%, respecivamente. La relación con los docentes (38%) y las direcivas del colegio (22%) no evidenció un cambio importante. En cuanto a la relación intrafamiliar presentó una mejora del 43%, y la calidad del colegio, un 67%. Factor resultados SABER 11 Instituciones de Educación Media Se realizó un estudio comparaivo entre las insituciones 1 y 2 representaivas de educación media, antes y después del proceso de ariculación donde se organizó, sistemaizó y analizó la información del examen SABER 11. Se seleccionaron dos insituciones representaivas. Tabla 3. Impacto del proceso en el estudiante. Ítem Interés por estudiar Su rendimiento escolar Tiempo de dedicación Relación con los compañeros Relación con los docentes Su relación con las direcivas del colegio Su relación con los familiares cercanos Calidad de su colegio Mejoramiento 68% 45% 53% 45% 38% 22% 43% 67% Permanece igual 30% 49% 45% 53% 60% 76% 55% 28% Fuente: Los autores Resultados para la Institución 1 Los estudiantes de la Insitución 1 presentaron las pruebas de Estado en los años 2008 y 2009 (año en el que ya se tenía presencia de la Alianza). Como se observa en la Figura 5, en tres de las siete pruebas se registraron diferencias que permiieron inferir un nivel de mejoramiento“Ciencias Sociales”, “Biología” y “Física”). Resultados para la Institución 2 Cada una de las pruebas revela los puntajes promedios y su nivel de progreso o descenso. Como se observa en la Figura 6, en cuatro de las siete pruebas se revelaron diferencias que permiieron inferir un nivel de mejoramiento en: Lenguaje, Matemáica, Biología y Química. Factor impacto desde la perspectiva de diferentes actores La medición de este componente se realizó teniendo en cuenta que la Alianza no solo posee beneiciarios directos, sino que también consideró beneiciarios indirectos cuya percepción también es válida. 87 88 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 80 - 93 Figura 5. Puntajes promedios y su nivel de progreso o descenso. Fuente: Los autores (con base en información ICFES, 2010b). Figura 6. Puntajes promedios y su nivel de progreso o descenso. Fuente: Los autores (con base en información ICFES, 2010). Se desarrolló un análisis tendiente a ideniicar, determinar y establecer la valoración que los beneiciarios indirectos hicieron del trabajo de la Alianza. Con lo anterior, se pretendió que por parte de los actores directos, se ideniicaran y mencionaran aquellos procesos que emergieron por causa de la Alianza y que muy seguramente no hubiesen aparecido sin este proyecto8. Con la información obtenida se realizaron triangulaciones para construir el informe valoraivo correspondiente, uilizando cuesionarios, entrevistas y los grupos focales giraron en torno a un escenario que permiió indicar de forma aproximada lo que hubiese sucedido normalmente (contra-factual o simulado) o lo que hubiese ocurrido si el proceso de ariculación no se hubiese llevado a cabo. En la Figura 7 se pudo observar que la mayoría de los estudiantes (67%) percibió los beneicios para la Insitución de Educación MediaIEM al estar involucrada con la Alianza. 8 Se desarrolló un análisis tendiente a identiicar, determinar y establecer la valoración que los beneiciarios indirectos hicieron del trabajo de la Alianza. Con la información obtenida se realizaron triangulaciones para construir el informe valorativo correspondiente. F. Vásquez, J. Gabalán, J. Flórez: Alianza Educación-Sector Producivo, una apuesta que vale la pena. Caso: Sector Agroecológico del Valle del Cauca Figura 7 Grado de beneicio para la institución. Fuente: Los autores. Entre los principales beneicios por estar vinculado al proceso se destacan: • • • En la Figura 8 se puede observar todo lo relacionado desde el inicio del proceso en algunos cambios en la insitución educaiva, percibidos desde el proceso de formación: mejor nivel académico mayores oportunidades académicas (36%) que estuvieron asociadas: enseñanza de nuevos elementos y profundización en lo que ya saben (culivo de caña), entre otros dotación de equipos (19%) y acceso a la educación superior (14%). Figura 8. Cambios en la IEM después de la Alianza. Fuente: Los autores. (29%), aumento del interés por estudiar (17%) y oportunidades académicas asociadas a los nuevos elementos que se enseñan (10%). Vale la pena aclarar que si bien existe un alto porcentaje de estudiantes (16%) que plantean que en la IEM no se ha evidenciado un cambio importante desde el inicio del proceso, estos son estudiantes, según lo evidenciado en los grupos focales, que esperan un cambio más asociado a la infraestructura del colegio que a la formación propiamente dicha. Segmento docentes En la Figura 9 se observa que el 42% de los docentes airmaron que el impacto de la Alianza en la IEM para 35% fue alto; para el 11% aceptable y el 11% y 89 90 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 80 - 93 Figura 9. Beneicios de la Alianza a la IEM. Fuente: Los autores. para el 12% muy alto; el resto dijo que el impacto fue moderado. Los beneicios más destacados: acceso a la educación superior para los estudiantes (35%), capacitaciones para los docentes (30%) e interés por el estudio (15%). En consonancia con lo anterior, en la Figura 10 se presenta que el 46% de los encuestados manifestó que el cambio más evidente en la IEM, desde el inicio del proceso, fue la forma de enseñar a los estudiantes (45,8%), seguido por el grado de exigencia (21%), el mejoramiento de las expectaivas de vida de ambos, docentes y estudiantes (12%) y el interés por el estudio (8%). En cuanto al mejoramiento del rendimiento académico de los estudiantes, el 31% de los docentes dijo estar totalmente de acuerdo con esta airmación. Esto, evidenciado desde el aumento de la asistencia a clases y el aumento del interés por el estudio. Airmación correspondiente con lo expuesto en los grupos focales. Segmento rectores Desde la perspeciva de los rectores, se señaló que los principales beneicios se dieron desde la caliicación de la mano de obra (docentes), acceso a la educación superior, mejores expectaivas de vida y formación de los estudiantes. En una hipotéica Figura 10. Cambios del colegio desde inicio de la Alianza. Fuente: Los autores. F. Vásquez, J. Gabalán, J. Flórez: Alianza Educación-Sector Producivo, una apuesta que vale la pena. Caso: Sector Agroecológico del Valle del Cauca situación en la cual se planteó qué hubiera pasado si no se hubiera dado la Alianza, se estableció que sin ella no hubiesen sido posibles los procesos de capacitación y ariculación. Entre las virtudes a destacar, los rectores señalaron los procesos de selección de estudiantes, de capacitación y la presencia de la IES en la IEM. Los aspectos suscepibles de mejoramiento fueron las prácicas de los estudiantes y la asesoría a los docentes en desarrollo de los módulos. Los principales beneicios ideniicados desde el proceso de ariculación fueron, profundización en la asignatura “Matemáicas”, mejor calidad educaiva y acceso a la educación superior. Sin la Alianza diícilmente estos beneicios se hubieran alcanzado. En materia del fortalecimiento de la relación Estado, IEM y sector producivo, la opinión general fue aceptable, destacando que la ariculación entre la IEM y la IES y el acceso a educación superior fueron los aspectos más signiicaivos de la relación alianza-colegio; así mismo, el rediseño del Proyecto Educaivo Insitucional-PEI y la capacitación docente fueron otros beneicios derivados del proceso. Por otro lado, los aspectos más relevantes en los cuales cambió el colegio con la Alianza, fueron: responsabilidad de los estudiantes y pedagogía del docente. Esto debido a que los docentes paricipantes mejoraron la forma de dictar clases (producto del proceso de formación por competencias y los trabajos por módulos). La Tabla 4 muestra cómo era el antes y después de la Alianza en diferentes dimensiones. Se debe destacar el esfuerzo realizado en materia infraestructura. Cuando se compararon los cursos tradicionales con los cursos de ariculación, los aspectos de cambio posiivo más representaivos para los cursos de la Alianza fueron: metodología, material de clase y diicultad de los temas. En este mismo senido, el rendimiento académico de los estudiantes evidenció una mejora sustaniva. Segmento oficial Desde el sector oicial, se iene que los principales beneicios que trajo la Alianza fueron: posibilidades de acceso a la educación superior, capacitación docente y ampliación de la cobertura educaiva. Además, también se planteó como beneicio la posibilidad de que los docentes conozcan Tabla 4. Comparativo antes y después de la Alianza. Items Antes - Sin rumbo claro de la IEM Pensamiento regional - Poco interés en completar la secundaria - Sin laboratorios de ísica y Infraestructura tecnológica química - Sin salas de sistemas Acceso a internet - Acceso a internet limitado Cobertura - Diícil acceso Ambientes de aprendizaje Capacitación docente Uso de TICS Diseños de cursos - Metodología tradicional - Clases magistrales - Modelo pedagógico tradicional - Muy reducido - Curso tradicional PEI - PEI desactualizado Fuente: Los autores. 9 Desde la capacitación de los docentes. Después - Norte insitucional deinido - Mejor calidad de vida - Mayor conocimiento desde las clases - Con salas de sistemas - Con dotación de laboratorios - Acceso a internet limitado - Mayor cobertura - Mas oportunidades de inanciación - Diferente metodología - Diferentes lugares para la clase . Modelo en formación por competencias. - Ha mejorado poco - Cursos mas dinámicos y enriquecedores - Se cuenta con un PEI contextualizado y ajustado a las necesidades de la comunidad. 91 92 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 80 - 93 otros escenarios de formación9, así como los subsidios a los estudiantes y el mejoramiento de las expectaivas de vida de los estudiantes. Esto también fue compaible con las percepciones de los docentes capacitados, así como por los estudiantes. educaiva de la zona de cada una de las fases del proceso, atención del Insituto Colombiano de Crédito Educaivo y Estudios en el Exterior-ICETEX con los estudiantes del proceso y patrocinios de la empresa privada El acceso a la educación superior y la capacitación docente consituyeron los principales alcances del proyecto, ya que sin la Alianza, según la percepción de los encuestados, esto hubiese sido muy diícil de obtener. Conclusiones En el marco del proceso de ariculación, los beneicios más tangibles para la región fueron: los ajustes realizados a los PEI de las IEM, la lexibilidad de los programas técnicos y tecnológicos y la homologación a créditos según intensidad horaria, la eiciencia en el uso de los recursos y el fortalecimiento de las relaciones interinsitucionales. Aspectos que también, sin el proceso de la Alianza, muy diícilmente se hubieran logrado. Entre los aspectos más representaivos, que merecen ser destacados del proyecto de la Alianza se ienen: la caracterización de las necesidades de los establecimientos educaivos, lo que permiió adecuar el diseño curricular de los programas a la demanda de la zona, así como la vinculación con el sector producivo y la ariculación con la IES10 (Universidad Autónoma de Occidente). • En materia de cobertura se destaca el aumento de los estudiantes matriculados en carreras técnicas y tecnológicas desde el inicio de la Alianza. Se considera de capital importancia coninuar este ipo de proyectos dado su alcance para la población. En cuanto al proceso formaivo: relación SABER 11– SABER PRO, se evidenció una notable diferencia en favor de los perceniles de salida. • En términos de las capacitaciones docentes, éstas se consideran como el impacto clave del proceso; ya que el 86% de los estudiantes esimaron que la pedagogía ha cambiado. Hay un segmento importante de la población estudianil (66%) que ideniicó diferencias muy marcadas entre un curso tradicional y uno de la Alianza. Al respecto, se destacaron los procesos de capacitación docente, nacional e internacional. • Para las insituciones analizadas se observaron mejoras en algunas de las pruebas SABER 11 “Ciencias Sociales”, “Biología” y “Física”, en una, y “Lenguaje”, “Matemáica”, “Biología” y “Química”, entre otras. Sin embargo, valdría la pena ser cautelosos en atribuir como un resultado directo de la Alianza el mejoramiento de la calidad en las pruebas. No obstante, sí se observa una mejora que bien podría corresponder, en parte, a la explicación del fenómeno. • Para los ambientes de aprendizaje se puede decir que el impacto del proyecto de la Alianza para el Sector Agroecológico de la Caña de Azúcar en el departamento del Valle del Cauca también fue signiicaivo, pues los En materia de fortalecimiento de las relaciones entre las IEM, entes gubernamentales (municipales) y empresa (sector producivo), los encuestados percibieron que dicho fortalecimiento fue aceptable (así lo dieron a conocer en los grupos focales). En cuanto al fortalecimiento entre las IEM y la IES todos consideraron que éste fue alto11. En contraste con lo anterior, los aspectos que se sugirieron fueran mejorados estuvieron asociados a: falta de claridad en algunos elementos contractuales (al momento de adherirse a la Alianza12 principalmente con las capacitaciones), procesos de sensibilización con la comunidad 10 En este caso la Universidad Autónoma de Occidente-UAO 11 Es importante resaltar el acompañamiento desde lo académico que brindó la Universidad Autónoma de Occidente a los establecimientos educativos, para la comprensión e implementación del diseño curricular por competencias, la redeinición de las actividades metodológicas y didácticas, las formas de evaluación por competencias y la movilidad e intercambios a través de pasantías regionales e internacionales por parte del profesorado participe de la propuesta. 12 Principalmente con las capacitaciones. F. Vásquez, J. Gabalán, J. Flórez: Alianza Educación-Sector Producivo, una apuesta que vale la pena. Caso: Sector Agroecológico del Valle del Cauca programas que lo conformaron presentaron una muliplicidad de escenarios para el aprendizaje, inexistentes en las insituciones de educación media antes de la incursión de dicho proyecto. Esta diversidad habla bien de la Alianza, en términos de la búsqueda e incorporación de ambientes de aprendizaje alternos, poco tradicionales, que pretenden hacer de las clases espacios más dinámicos, prácicos y paricipaivos (donde el estudiante aprende haciendo). Cabe resaltar que entre los principales ambientes de aprendizaje señalados por estudiantes, docentes y direcivos, aparte obviamente del aula de clase, se mencionaron: empresas (ingenios), laboratorios (de las propias insituciones (laboratorios tradicionales, salas de cómputo y de audiovisuales), de la Universidad Autónoma de Occidente, de los ingenios y de los Centros Regionales de Educación Superior-CERES) y espacios externos (vertederos municipales, cañaduzales, reservas naturales, madreviejas, lagunas, ríos, etc.). Referencias Ayala, D. M. (2011). Ampliación de la cobertura educaiva en Cali. Tesis de pregrado publicada, Universidad ICESI, Cali, Valle del Cauca, Colombia. Hernández-Sampieri, R., Fernández-Collado, C. & Bapista-Lucio, P. (2003). Metodología de la invesigación (3a. ed.). México D.F., México: McGraw-Hill. Insituto Colombiano para la Evaluación de la Educación-ICFES. (2010a). SaberPROExamen de Estado de la Calidad de la Educación Superior. 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Recuperado el 27 de febrero de 2012 de htp://www.icfes.gov.co/ index.php?opion=com_docman&task=doc_ view&gid=1200. 93 94 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, Culivos biotecnológicos en el marco de la bioseguridad Biotechnological crops under the biosecurity framework Recibido: 14-10-2014 Aceptado: 01-12-2014 Jairo Rodríguez Chalarca1 Resumen Con la aprobación y liberación del algodón biotecnológico durante el 2002 en Colombia, se han generado una serie de cuesionamientos sobre la perinencia o no de su incorporación en sistemas agrícolas tropicales. Dentro de todas las preocupaciones que se puedan suscitar en torno a los culivos modiicados genéicamente (CMG) se destacan: (i) el posible efecto sobre los organismos no blanco de las tecnologías (parasitoides, depredadores, polinizadores, entre otros), (ii) la pérdida de la suscepibilidad en condiciones de campo de las poblaciones de plaga blanco de las diferentes tecnologías liberadas comercialmente en Colombia. La introducción, liberación y comercialización de estos culivos en Colombia, están enmarcados dentro del Protocolo de Cartagena sobre Bioseguridad, como un instrumento internacional que regula los organismos vivos modiicados (OVM), producto de la biotecnología moderna. Con el propósito de poder responder a las inquietudes relacionadas con la suscepibilidad de las plagas blanco de las diferentes tecnologías en Colombia, el Comité Técnico Nacional de Bioseguridad (CTN) consideró como de alta prioridad establecer un programa de monitoreo de la suscepibilidad a las proteínas Cry y Vip. La información sobre el impacto de los CMG sobre plagas blanco de la tecnología en Colombia se puede ejemplarizar con estudios sobre Spodoptera frugiperda que nos indican los efectos sub-letales como un efecto indirecto del consumo de materiales que expresan proteínas insecicidas Bt. Los estudios involucran parámetros como: (i) porcentaje de peso con respecto al tesigo, (ii) parámetros demográicos, entre otros. Aspectos que han permiido determinar los efectos sub-letales como una consecuencia del mecanismo anibióico de los CMG. Palabras clave: Biotecnología, suscepibilidad, No blanco, Proteína Cry 1 Colombiano. Msc. Protección de cultivos. Ingeniero Agrónomo, Asociado de Investigación, Proyecto Agrobiodiversidad: Evaluación Riesgo OGM, CIAT. j.chalarca@cgiar.org J. Rodríguez : Culivos biotecnológicos en el marco de la bioseguridad Abstract With the approval and release of the biotechnological coton during 2002 in Colombia, a series of quesions have been generated about the appropriateness or not of its incorporaion in tropical agricultural systems. Among all the concerns that geneically modiied crops (GMC) may arise are: (i) The possible impact on the technology’s non target organisms (parasitoids, predators, pollinators). (ii) loss of suscepibility under ield condiions of the pest populaions, target of the diferent technologies commercially released in Colombia. The introducion, release and markeing of these crops in Colombia, are marked in the Cartagena Protocol on Biosafety as an internaional instrument regulaing living modiied organisms (LMO) resuling from modern biotechnology. With the purpose of responding to concerns related with the suscepibility of the pests, target of the diferent technologies in Colombia, the Naional Biosafety Technical Commitee, considered to be a high priority to establish a suscepibility monitoring program to “Cry” and “Vip” proteins. The informaion over the impact of GMC on pests target of Colombian technology can be instaniated with studies on Spodoptera frugiperda that indicate the sub-lethal efects as an indirect efect of the material consumpion that express Biotechnological Insecicidal proteins. The studies involve parameters such as: (i) percentage of weight compared with the control, (ii) demographic parameters among others. Aspects that have led to the sub-lethal efects as a consequence of anibioic mechanism of GMC. Keywords: Biotechnology, Suscepibility, No Target, Cry protein Introducción Existe en el mundo una controversia por la conveniencia o no de la implementación de los culivos genéicamente modiicados (CGM). Durante el 2014, el área global con culivos biotecnológicos fue de 181.5 millones de ha (James, 2014). Más del 90% de los 18 millones de agricultores que han incorporado en sus sistemas los culivos genéicamente modiicados, son pequeños agricultores agrupados en 28 países, de los cuales 20 son países en desarrollo. Durante el 2013 en Bangladesh, se aprueba la berenjena Bt y para el 22 de enero del 2014 solo 100 días después de su aprobación es comercializada (James, 2014). En el 2014, el área sembrada con maíz tolerante a sequía en los Estados Unidos relejó un incremento de cinco veces lo plantado durante el 2013, alcanzando 275.000 hectáreas. Para el 2014, diecinueve países habían incorporado en sus sistemas agrícolas más de 50.000 ha, de los cuales siete corresponden a América Laina y donde Colombia se ubica en la posición número 18 con más de 100.000 ha (James, 2014). La tolerancia a herbicidas coninúa siendo la caracterísica más sembrada actualmente, seguida de los eventos apilados (más de una caracterísica). Estudios sobre el impacto de los culivos biotecnológicos se resumen en un meta análisis riguroso, publicado durante el 2014 (Klümper y Qaim, 2014), se involucra el análisis de los resultados de 147 publicaciones en los úlimos 20 años (1995 a 2014), conirmándose entre otros: (i) reducción del uso de pesicidas en un 37%, (ii) incremento en la producción del orden del 22% y (iii) aumento en los ingresos de los agricultores del 68% (Klümper y Qaim, 2014). De igual manera, (Areal y Riesgo, 2015), reportan que los culivos modiicados genéicamente como tácica de manejo generan entre un 70% y un 78% menos impacto que los convencionales. Durante el 2013, las emisiones de gases de dióxido de carbono disminuyeron considerablemente y son comparables con la acción de haber reirado de circulación, a nivel global, 12.4 millones de carros (James, 2014). 95 96 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 96 - 102 Características de la biotecnología moderna Actualmente, la biotecnología moderna iene como objeivo en el tema de plantas, conferirles caracterísicas que les permitan ser compeiivas a factores bióicos y abióicos como: (a) resistencia a plagas, (b) resistencia a enfermedades, (c) tolerancia a herbicidas, (d) tolerancia a sequías, y (e) tolerancia a la salinidad elevada del suelo, entre otras (Agro-bio, 2014; Alieri y Rosset, 1999; James, 2010; Smith y Clement, 2012). Estos avances en la biotecnología han permiido que los culivos GM tomen un lugar preponderante en los sistemas agrícolas actuales, como una alternaiva de manejo eiciente y respetuoso del medio ambiente, en la coninua lucha del hombre contra los insectos plaga (Betz, Hammond, y Fuchs, 2000; Miklos et al., 2007; Perlak et al., 2001; B. E. Tabashnik et al., 1994; Williams et al., 1998). Desde la introducción de los CGM que expresan la endotoxina (proteína Cry) de Bacillus thuringiensis (Bt), se ha consituido en una herramienta más para los agricultores dentro de un sistema de manejo integrado, con el propósito de miigar el impacto de algunos insectos plaga (Fernández-Cornejo y McBride, 2000; Macrae et al., 2005). La adopción del algodonero Bt no solo ha facilitado el manejo de ciertas plagas de lepidópteros, sino que ha permiido una reducción en el uso de insecicidas de síntesis ariicial, con su concebido efecto en el medio ambiente (Carrière et al., 2003; Huang et al., 2003; Perlak et al., 2001; Pray et al., 2002; Wu et al., 2008). Adicionalmente, la adopción del maíz (Zea mays L.), ha contribuido sustancialmente a la reducción del impacto del barrenador del tallo (Ostrinia nubilalis) (Armstrong et al., 1995; Pilcher y Rice, 2003). La incorporación de estos culivos Bt en los sistemas agrícolas ha dado lugar a enormes beneicios económicos y ambientales, como efecto de mayores rendimientos por una menor afectación de las plantas y una reducción signiicaiva del uso de insecicidas (Perlak et al., 2001; Shelton et al., 2002). Cultivos biotecnológicos en Colombia Durante el 2002, Colombia inicia el proceso de incorporación de los culivos biotecnológicos a sus sistemas agrícolas y especíicamente el caso del algodón Bt (resistente a insectos). La introducción, liberación y comercialización de estos culivos en Colombia están enmarcados dentro del Protocolo de Cartagena sobre Bioseguridad, como un instrumento internacional que regula los organismos vivos modiicados (OVM), producto de la biotecnología moderna. Este acuerdo, que se enfoca especíicamente en el movimiento transfronterizo de OVM, promueve la seguridad de la biotecnología al establecer normas y procedimientos que permiten la transferencia segura, la manipulación y el uso de OVM. Para establecer la bioseguridad de la incorporación de cualquier OVM (CGM) se deben cumplir las evaluaciones de riesgo para la salud, el ambiente y la biodiversidad; las cuales se desarrollan teniendo en cuenta: (i) la evaluación caso por caso y paso por paso, y (ii) fundamentos cieníicos sólidos (Agrobio, 2014). Para el caso especíico de Colombia, los Comités Técnicos Nacionales en Bioseguridad se establecen mediante el arículo 18 del Decreto 4525 de 2005. Su función es recomendar a la Autoridad Nacional Competente respeciva, la expedición del acto administraivo que aprueba o niega las solicitudes para desarrollo de acividades con OVM en territorio nacional. Esta recomendación se realiza luego que el Comité examina y evalúa los documentos de medición de riesgo de los OVM, solicita la información que debe ser presentada por el interesado y examina las medidas dentro del marco de la Ley 740 de 2002. Desde su aprobación en Colombia dentro del marco regulatorio, el comportamiento de la adopción de estas nuevas tecnologías por parte de nuestros agricultores, no dista del comportamiento global, lo cual se releja en las 26.913 ha sembradas durante el 2013 en 11 departamentos, que contrastan con las 2.000 sembradas durante el 2002, año de su liberación (Agro-bio, 2014). Durante el 2007 se incorpora el maíz biotecnológico en nuestros sistemas agrícolas con 6.000 ha bajo el esquema de siembras controladas, llegando en la actualidad a las 75.094 ha reportadas para la temporada 2013. distribuidas en 18 departamentos (Agro-bio, 2014). De igual manera, desde el 2009 Colombia aprobó la siembra comercial de rosas azules genéicamente modiicadas, las cuales estarán desinadas exclusivamente para exportación (Obrist et al., 2006). Con la aprobación y posterior liberación de los CMG se discuten las inceridumbres que se pueden presentar por su rápida adopción, destacándose entre otros los posibles riesgos sobre especies J. Rodríguez : Culivos biotecnológicos en el marco de la bioseguridad no-objeivo. Entre estos organismos no-objeivo se involucran aquellos organismos que cumplen funciones relevantes dentro del ecosistema como: (a) controladores bilógicos, (b) polinizadores, (c) descomponedores, y otros que eventualmente pueden llegar dado el momento a ser afectados. Pero la gran diversidad de organismos involucrados, sumado a sus dinámicas poblacionales, diiculta la estandarización de métodos para la evaluación del impacto asociado a la liberación y su posterior monitoreo en campo. La falta de información cieníica sobre el impacto en organismos no-objeivo para los países tropicales fue incorporada como una oportunidad única dentro del Proyecto LAC-Biosafety, para generar herramientas en países megadiversos, que permitan tomar decisiones acertadas y el cumplimiento de lo pactado en la Convención de Diversidad Biológica y el Protocolo de Cartagena sobre Bioseguridad. de las tecnologías se puede evidenciar cuando los supuestos alelos de resistencia son conferidos a las generaciones posteriores. Por lo tanto, cambios en la suscepibilidad de las plagas objeivo de la tecnología no necesariamente indican cambios en la suscepibilidad (resistencia) en campo (Tabashnik et al., 2014; Tabashnik et al., 2009). No se debe dejar de lado que las poblaciones de insectos expresan una variación genéica natural que afecta la respuesta a una determinada proteína, con algunos alelos que le conieren suscepibilidad y otras resistencias. Los alelos que conieren resistencia son generalmente poco frecuentes en las poblaciones de insectos, mucho antes de que estas estén expuestas a un agente de control Bt, algunas consideraciones empíricas mencionan esimaciones alrededor del uno por mil (Downes, Parker, y Mahon, 2009; Gould et al., 1997; Huang et al., 2009; Tabashnik, 1994; Tabashnik, et al., 2008). Por otra parte, se releja un especial interés por parte de la academia en la implementación de estrategias para prevenir o retardar la aparición de resistencia por parte de los insectos objeivo de los CMG (Andow et al., 2000; Lewis et al., 1997; Tabashnik, 1989; Tabashnik et al., 1994). Adicionalmente, se involucra el tema relacionado con el posible surgimiento de otras especies itófagas que estaban limitadas en espacio en la planta por la competencia y que ocupen los nichos que dejan las plagas controladas por estas nuevas tecnologías. Los posibles cambios en la suscepibilidad por parte de las plagas objeivo de los CGM (Bt), pone en alerta la coninuidad y eicacia de estos culivos como tácica de manejo (Agency, 2001; Carriere et al., 2010; Gould, 1998; Siegfried et al., 2007; Tabashnik, 1994; Tabashnik y Carrière, 2009). Como estrategia para el conocimiento de los posibles cambios en la suscepibilidad de las plagas objeivo se establecen los programas de monitoreo, cuyo objeivo principal es poder detectar a iempo los cambios en la respuesta a la acción de las proteínas que permitan en su momento, tomar acciones correcivas antes que la medida de control pierda su eicacia (Agency, 2001; Siegfried et al., 2007; Tabashnik et al., 2008). Por lo tanto, como se viene mencionando, cambios en la suscepibilidad de las plagas blanco de la tecnología basados en la variación de la DL50, no necesariamente implican cambios en el modo de control en condiciones de campo (Council, 1986; Tabashnik et al., 2008). De otra manera, los posibles cambios en la suscepibilidad de las plagas objeivo En otro senido, variaciones en la suscepibilidad de las plagas blanco de las tecnologías también pueden ser detectadas mediante la comparación en los cambios en la densidad de las poblaciones al comparar campos con Bt y no Bt (Tabashnik et al., 2000; Venete, Hutchison, y Andow, 2000). Aumentos signiicaivos en la densidad de la población en culivos Bt con respecto a no-Bt, no ofrecen información contundente sobre cambios en la suscepibilidad de las plagas, debido a que esta relación de la densidad de población puede verse afectada por variaciones en la proteína Bt por factores bióicos y abióicos (B. E. Tabashnik et al., 2009). Esto signiica que las decisiones regulatorias, sobre el uso coninuo de las tecnologías Bt deben incorporar información sobre la relación entre la variación de la suscepibilidad y el control en condiciones de campo (Tabashnik et al., 2009). Las variaciones que puedan ser registradas en algunos monitoreos de la suscepibilidad en condiciones de campo, pueden ser en su momento inluenciadas por las diferencias en las fuentes de la proteína empleada en los diferentes bioensayos en laboratorio y que están relacionadas directamente con los métodos de puriicación. Acividad de la tripsina o de la formulación son factores que ejercen un impacto signiicaivo en los resultados obtenidos sobre las poblaciones de campo evaluadas (Siegfried et al., 2007; Siqueira et al., 2004). Esto conirma que la caracterísica de la proteína empleada para los bioensayos, debe ser una variable a tener en cuenta al momento de 97 98 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 96 - 102 analizar y comparar los resultados de laboratorio con los reportados en la literatura. De igual forma, la interpretación de la dosis letal media (DL50) a parir del concepto de razón de resistencia (RR) entendida como el resultado de dividir el valor de la DL50 de campo/ DL50 población suscepible. Según Tabashnik (1994), una razón de resistencia superior a 10 releja una variación en la suscepibilidad de la población, pero no especíicamente generación de resistencia. De igual forma, el parámetro de mortalidad para calcular DL50 no es contundente y se requiere de un buen número de concentraciones para esto (Roush y Miller, 1986). Los resultados hasta ahora referidos en la literatura para el estado de la suscepibilidad de plagas blanco de los culivos biotecnológicos, se fundamentan especíicamente en determinar la mortalidad e interpretarla mediante un análisis probit para obtener de esta manera una dosis letal. Ali y Lutrel (2007), mencionan la conveniencia de implementar como parámetro de evaluación la pérdida de peso y mortalidad que a menudo se correlacionan (Tabashnik et al., 2009). En este senido, el Comité Técnico Nacional de Bioseguridad (CTN) consideró como una alta prioridad establecer un programa de monitoreo de la suscepibilidad a las proteínas Cry y Vip aprobadas y liberadas en Colombia, con el propósito de poder ideniicar en su momento los posibles cambios en la suscepibilidad de las poblaciones de campo de las diferentes plagas objeivo de las tecnologías Bt Vip. Este programa comprende entre otros aspectos: (1) determinar la dosis letal media (DL50), para las poblaciones de campo objeivo de las tecnologías, (2) establecer una dosis de referencia para cada una de las especies objeivo en cada una de las zonas donde las tecnologías sean liberadas, y (3) establecer monitoreos periódicos en poblaciones de campo. Estas acividades se enmarcan dentro de las resoluciones 682 de 24 febrero de 2009 y 2894 de 6 sepiembre de 2010, por medio de las cuales se implementa el plan de manejo, bioseguridad y seguimiento para siembras comerciales de algodón y maíz GM en Colombia, respecivamente. Dentro de estas resoluciones se destaca “Monitoreo al desarrollo de posibles resistencias por especies plaga objeivo”. La ejecución de este programa está bajo la coordinación del Insituto Colombiano Agropecuario (ICA) como ente regulador, cuenta con la paricipación de los agricultores, las compañías propietarias de las tecnologías y todos aquellos que estén involucrados, directa e indirectamente, con la implementación de estas tecnologías en Colombia. Conclusiones Para el caso de Colombia, la literatura reporta algunos estudios que involucran otros parámetros adicionales a la mortalidad para determinar el impacto de estas nuevas tecnologías sobre la biología del insecto plaga y más especíicamente de S. frugiperda (Zenner et al., 2005), concluyeron que: 1) Después de solo una generación de alimentación con tejido vegetal de algodón modiicado, el ciclo de vida de la plaga se alarga, lo cual podría disminuir el número de generaciones por año, 2) La concentración de la D-endotoxina Cry1Ac existente en coiledones, hojas terminales y botones lorales de la planta uilizada como alimento para las larvas, no causa mortalidad al insecto, pero sí inluye negaivamente en el peso de las pupas, 3) La disminución de peso de pupas, tanto de machos como de hembras, no afecta la ferilidad y fecundidad de la plaga. Por otra parte, en el CIAT, basados en las caracterísicas en la generación de los culivos biotecnológicos que involucran la resistencia varietal a insectos y especíicamente en el mecanismo de anibiosis (Cardona y Mesa, 2011), se han implementado estudios para establecer cómo el consumo de algodón que expresa proteínas Bt afectan el desarrollo normal de S. frugiperda en aspectos relacionados con alteraciones del comportamiento y metabolismo del insecto como: la orientación, el contacto, establecimiento o colonización, la alimentación, el metabolismo de los alimentos ingeridos, el crecimiento, la longevidad de adultos y la ovoposición (Saxena, 1969; 1974; Visser, 1983). La viabilidad de los huevos es también un factor clave para el establecimiento de los insectos, paricularmente aquellos que ponen sus huevos dentro del tejido de la planta (Saxena y Pathak, 1977). Los índices nutricionales son ampliamente uilizados para detectar la resistencia a insectos en varios culivos, por ejemplo, en maíz contra gusano cogollero, Spodoptera eridania (Cramer) (Manuwoto y Scriber, 1982), en algodón contra Alabama argillacea (Hubner) (Montandon et al., 1987), en tabaco para H. virescens (Montandon et al., 1987; Mulrooney, Parrot, y Jenkins, 1985), en papa para Lepinotarsa decemlineata (Say) (Cantelo et al., 1987) y en soya para Pseudoplusia includens (Walker) (Reynolds, Smith, y Kester, J. Rodríguez : Culivos biotecnológicos en el marco de la bioseguridad 1984). Por otro lado, la implementación de estudios de tablas de vida suministra información válida para la comprensión de la dinámica poblacional de una especie en paricular (Carey, 1993); éstas resumen la información esencial de una población con respecto a la tasa de mortalidad, supervivencia y esperanza de vida de la especie (Silveira et al., 1976). Es así como Valencia et al. (2014) reportan efectos aninutricionales en larvas de S. frugiperda con un 58% menos peso en larvas alimentadas con algodón que expresa las proteínas Cry1Ac y Cry2Ab2 comparado con el peso de larvas alimentadas con algodón no Bt. Los resultados hasta ahora obtenidos sobre S. frugiperda por Valencia (2013), reportan los efectos poblacionales sobre S. frugiperda por el consumo de algodón DP141B2RF (Cry1Ac + Cry2Ab2) con una menor tasa de reemplazo (Ro) y un mayor iempo de doblaje (Dt), comparado con los mismos parámetros evaluados sobre larvas alimentadas con algodón no Bt Delta Opal RR. Estos estudios se enmarcan dentro de las esimaciones empleadas para evaluar la resistencia de plantas (Trichilo y Leigh, 1985) y además, como un patrón para la selección de enemigos naturales (Janssen y Sabelis, 1992). Rodríguez y Valencia (2013), evaluaron el parámetro porcentaje de pérdida de peso por efecto del consumo de proteínas Cry sobre larvas de S. frugiperda colectadas en el Caribe Húmedo y valle geográico del Río Magdalena, reportando pérdidas superiores al 80% de peso con respecto al tesigo para concentraciones del orden de los 5 y 10 µg/ml de proteína Cry (Cry1Ab, Cry1A.105 y Cry2Ab2). El propósito del CIAT es seguir adelantando este ipo de estudios para determinar los efectos subletales que pueden generarse sobre larvas de S. frugiperda alimentadas con materiales de maíz que expresen proteínas Bt, como información complementaria a los monitoreos de la suscepibilidad y poder determinar los efectos poblacionales en las plagas blanco de la tecnología por la implementación de CMG en nuestros sistemas agrícolas y la implementación de tácicas de manejo complementarias a las nuevas tecnologías en Colombia. Referencias Agency., U. E. P. (2001). 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Colombiana, estudiante de Ingeniería Ambiental, Universidad Autónoma de Occidente, Colombia, Facultad de Ingeniería, Departamento de Energéica y Mecánica, Programa de Ingeniería Ambiental lauragarcia2825@gmail.com Behrentz Pfalz, Mery Catherine. Colombiana, Master of Business Administraion, Especialista en Pedagogía para el desarrollo del aprendizaje autónomo, Administradora de empresas, tutora de la Escuela de Ciencias Administraivas Contables, Económicas y de Negocios en la UNAD CCAV Zipaquirá, líder del semillero de invesigación G´Kaira y colaboradora en el semillero de Agrónica y Energías Limpias. Mery.Behrentz@unad.edu.co Cardozo Conde, Carlos Iván. Colombiano Ph.D Profesor Asociado, Universidad Nacional de Colombia, sede Palmira. cicardozoc@unal.edu.co Cuarán Cuarán, Julio César. Colombiano, estudiante de Ingeniería Ambiental, Universidad Autónoma de Occidente, Colombia, Facultad de Ingeniería, Departamento de Energéica y Mecánica, Programa de Ingeniería Ambiental jucecu92@gmail.com Flórez Bolaños, Jaime. Colombiano, Magíster en Economía con énfasis en economía inanciera de la Poniicia Universidad Javeriana. Economista de la Universidad Autónoma de Occidente, Colombia. Jaime.lorez@ucp.edu.co Flórez Pardo, Luz Marina. Colombiana, Posdoctorado en Ciencias Químicas, Docente Universidad Autónoma de Occidente, Colombia, Facultad de Ingeniería, Departamento de Energéica y Mecánica, Programa de Ingeniería Ambiental lmlorez@uao.edu.co. Gabalán-Coello, Jesús. Colombiano. Magíster en Ingeniería con énfasis en Ingeniería Industrial de la Universidad del Valle, Colombia. Ingeniero Industrial de la Universidad Autónoma de Occidente, Colombia. Profesor del Área de Invesigación de Operaciones de la Universidad Autónoma de Occidente. Coordinador del Área de Calidad de la Oicina de Planeación y Desarrollo Insitucional de la Universidad Autónoma de Occidente. jgabalan@uao.edu.co Gómez de Illera, Margarita. Colombiana, Magíster en Educación Online, Ingeniera de Alimentos, docente iempo completo Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD programa de Ingeniería de Alimentos, integrante del grupo de invesigación Bioics. margarita.Illera@unad.edu.co López Giraldo, Javier. Colombiano, estudiante de Ingeniería Ambiental, Universidad Autónoma de Occidente, Cali, Colombia, Facultad de Ingeniería, Departamento de Energéica y Mecánica, Programa de Ingeniería Ambiental Javier_lopgi@hotmail.com Maya Pantoja, Jorge Aníbal. Colombiano Especialista en pedagogía para el desarrollo del aprendizaje autónomo, zootecnista, docente Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD, líder del grupo de investigación DR. Desarrollo Rural. jorge.maya@unad.edu.co 104 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, Ramos, Licelander Hennessey. Colombiano, estudiante de Maestría de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible de la Universidad de Manizales, Ingeniero Agroindustrial, Instructor de Agroindustria en la Granja, Espinal, Sena, Tolima, licelander@sena.edu.co, licelander@gmail.com Recalde Rincones, Víctor Hoover. Colombiano Maestría en Administración, Economista, Instructor SENA Centro de Diseño Tecnológico Industrial Cali, vrecalder@sena.edu.co. Rodríguez Chalarca , Jairo. Colombiano, Msc en protección de culivos, Ingeniero Agrónomo, Asociado de Invesigación, Proyecto Agrobiodiversidad: Evaluación Riesgo OGM, CIAT. j.chalarca@cgiar.org Sánchez Soto, Juan Manuel, Colombiano, Magíster en Gerencia de Programas Sanitarios e Inocuidad de Alimentos, Universidad para Cooperación Internacional “UCI” en San José de Costa Rica, Instructor de Agroindustria Centro Agropecuario Sena Buga, Integrante Grupo de Invesigaciones en Ciencias y Tecnologías Agroindustriales, Líder de la Escuela Nacional de Postcosecha de Frutas y Hortalizas, jusanchez@sena.edu.co, ing_juanma@misena.edu.co Torrente Trujillo, Armando. Colombiano Ph.D. Profesor Titular Universidad Surcolombiana - Neiva. Líder Grupo de Invesigación Hidroingeniería y Desarrollo Agropecuario, GHIDA. armator@usco.edu.co, armando.torrente@gmail.com Torres Mendoza, Eyleen Jennifer. Colombiana, Especialista en Gerencia de Proyectos Agropecuarios, Ingeniera Agroindustrial, Instructora de Agroindustria en el Centro Agropecuario Sena de Buga. eyleenje@misena.edu.co Vásquez Rizo, Fredy-Eduardo. Colombiano, Magíster en Ciencias de la Información y Administración del Conocimiento del Insituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey, ITESM, México. Comunicador Social-Periodista de la Universidad Autónoma de Occidente, Colombia. Coordinador del Sistema de Información de la Oicina de Planeación y Desarrollo Insitucional de la Universidad Autónoma de Occidente. fvasquez@uao.edu.co Zambrano Cortés, Nelson Humberto. Colombiano Especialista en Educación Superior a Distancia, Ingeniero de Diseño y Automaización Electrónica, tutor de la Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería en la UNAD CCAV Zipaquirá, líder del semillero de invesigación Agrónica y Energías Limpias. nelson.zambrano@unad.edu.co 105 Pautas para publicar artículos en la Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Sena Centro Agropecuario de Buga La revista recibe para su publicación arículos originales. de la American Psychological Associaion (APA). Las referencias completas van al inal del arículo. Los archivos deben presentarse en formato Word, tamaño carta (21,59 cm x 27,54 cm), en letra Times New Roman tamaño 12, interlineado 1.5 y alineado a la izquierda, en una sola columna. La revista usa el Sistema Internacional de Unidades (SI). En la presentación de los arículos se debe tener en cuenta: Título: Debe ser conciso, en español y en inglés. Autores: Nombre completo y ailiación ( Universidad o insitución, departamento o sección, facultad o centro experimental, dirección postal, ciudad, departamento o estado, país y correo electrónico, preferiblemente correo insitucional, indicar el autor que mantendrá correspondencia con el editor y equipo editorial en primera instancia y una vez publicado con el público en general. Resumen: Debe contener los resultados más signiicaivos, no debe contener referencias 250 palabras máximo, incluir una versión del resumen en inglés (abstract). Palabras clave: Sin repeir las del ítulo entre cinco (5) y ocho(8), en español e inglés (keywords). Introducción: Debe ser original y atraer la atención del lector y explicar por qué se realizó el estudio. Materiales y Métodos: Se deben presentar los pasos seguidos y los instrumentos empleados para llegar a los resultados. Se debe escribir en pasado. Resultados: Deben responder al objeivo planteado en el trabajo, los más importantes a nivel estadísico, se deben describir brevemente. Tablas y Figuras: Se deben numerar y referenciar en el texto. Use los símbolos de las unidades del Sistema Internacional de Pesos y Medidas. No separe los números en miles, use el punto para los decimales. Presente los parámetros estadísicos. La bibliograía debe citarse conforme se relacione con el cuerpo del documento, debe ir en orden alfabéico y sin numeración alguna. Usar el esilo De la ipología de arículos establecida por el Servicio de Indexación de Revistas Cieníicas y Tecnológicas Colombianas de Colciencias PUBLINDEX, la revista acepta: 1. Arículo de invesigación cieníica y tecnológica. Documento que presenta, de manera detallada, los resultados originales de proyectos de invesigación. La estructura uilizada coniene : Título (español e inglés) datos del autor(es), resumen, abstract, palabras clave, keywords, introducción; metodología, resultados, conclusión y referencias bibliográicas. 2. Arículo de relexión. Documento que presenta resultados de invesigación desde una perspeciva analíica, interpretaiva o críica del autor, sobre un tema especíico, recurriendo a fuentes originales. Título, datos del autor(es), resumen, abstract, palabras clave, keywords, Introducción, desarrollo, conclusiones y referencias bibliográicas. 3. Arículo de revisión. Documento resultado de una invesigación donde se analizan, sistemaizan e integran los resultados de invesigaciones publicadas o no publicadas, sobre un campo en las disciplinas o mulidisciplinas agorindustriales, con el in de dar cuenta de los avances y las tendencias de desarrollo. Se caracteriza por presentar una cuidadosa revisión bibliográica de por lo menos 50 referencias, incluyendo ítulo (en español e inglés), resumen, abstract, introducción, capítulos y subcapítulos para desarrollar el tema, agradecimientos y referencias. Recibimos los arículos en: revistagroindustrial@sena.edu.co jtapiero@sena.edu.co jeescobars@sena.edu.co 106 Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, Guidelines for Publishing Articles in The “Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales” (Colombian Agronindustrial Research Journal) The magazine accepts original aricles for their publicaion. The iles must be presented in Word format, leter size paper (21,59cm x 27,54cm), in Times New Roman font, size 12, 1,5 interlining and aligned to the let, in a single column. numbering. Use the American Psychological Associaion (APA) quoing style. The complete references are to be located at the end of the text. When presening aricles, the following must be accounted for: Regarding types of aricles indexed by PUBLINDEX, the Colombian Scieniic and Technological Publicaion Indexing Service, this magazine ACCEPTS: Title: It must be concise, in Spanish and English. Authors: Complete name and ailiaion (University or Educaional Insitute, department and/or secion, faculty and/or experimental center, postal address, city, province, department or state, country and electronic mail address, insituional email is preferred. Please indicate which author will keep in mail contact with the editor and the ediing crew in irst instance and once the publishing takes place, with the public. Abstract: It must contain the most signiicant results, no more than 250 words. Please include an english version. Keywords: Without repeaing the itle words, between 5 (ive) and 8 (eight), in english and spanish. Introducion: It must be an original producion and it must be appealing to the reader’s atenion. It should explain the reason why the study was conducted. Materials and methods: The consequent steps and list of materials to achieve the results must be presented. Must be drated in past tense. Results: They must respond to the objecive planned. The most relevant results at staisical level, should be described briely. Tables and illustraions: They must be enumerated and referenced in the text. Use the symbols according to the Internaional Unit System. Do not split numbers in the thousands. Use a dot for decimal values. Present the staisical parameters. Bibliography must be cited as it appears in the text body. Must be in alphabeical order and without The magazine uses the Internaional Unit Standards. 1. Scieniic and technological research aricles. Documents that present in a detailed manner, the original results obtained with research projects. The structure used contains: Title (spanish and english), author(s) informaion, abstract, keywords, introducion, methodology, results, conclusion and bibliographical references. 2. Relexive aricles. Documents than present research results from an analyical, criical or interpretaive perspecive of the author regarding a speciic theme or topic, while recurring to original sources. Title (spanish and english), author(s) informaion, abstract, keywords, introducion, execuion, conclusion and bibliographical references. 3. Aricles Review. Document resuling from a research process in which the results of published and unpublished aricles are analyzed, integrated and systemaized, regarding a topic in speciic in the diferent disciplines in the agroindustrial ield, in order to inform the latest about the advances and development tendencies. It is characterized by presening a careful bibliographical revision of at least 50 references, including itle (english and spanish), abstract, introducion, chapters and subchapters to expand the topic even further, greeings and references. Receive the aricles in: revistagroindustrial@sena.edu.co jtapiero@sena.edu.co jeescobars@sena.edu.co SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE Programas de Formación Formación Tecnológica Formación Técnica - - - Procesamiento de Alimentos Control de Calidad de Alimentos Mecanización Agrícola Producción Agricola Producción Ganadera Producción Agropecuaria Ecológica Riego, Drenaje y Manejo de Suelos Agrícolas Gestión de Empresas Agropecuarias Agua y Saneamiento Control Ambiental Gestión de Recursos Naturales Análisis y Desarrollo de Sistemas de Información (ADSI) Salud Ocupacional Gestión Hotelera Contabilidad y Finanzas Dirección Técnica de Fútbol Entrenamiento deportivo Mantenimiento Electromecánico Industrial Producción de Multimedia Especialización Tecnológica en: - Fertirriego - Innovación de productos alimenticios - Inocuidad e higiene alimentaria Cocina Mesa Bar Comercialización de alimentos Cultivos agrícolas Asesoramiento de la calidad del café en la finca Mayordomía de empresas ganaderas Sistemas Máquinas y Herramientas Fabricación de estructuras metálicas soldadas Mantenimiento de motores de gasolina y gas Operaciones de caja y servicios de almacenes de cadena - Atención integral a la primera infancia Formación Complementaría en: - Comercio y servicios Agropecuaria Agroindustrial Ambiental Certiicación de Competencias Laborales Mesa Sectorial de Coniteria Volumen 1 • Enero - Diciembre 2014 • ISSN: 2422-0582 Complejo Piloto Agroindustrial Centro Agropecuario de Buga - CAB Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales ISSN: 2422-0582 Km. 2 Carretera Central Buga - Tuluá Teléfono: 57 (2) 237 63 00 ext. 23291 Email: revistagroindustrial@sena.edu.co agroinvestigaciones@bioagroindustria.com Http://www.bioagroindustria.com Http://senabuga.blogspot.com www.sena.edu.co