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
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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.
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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
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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.
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21
22
Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014,
Caracterización isicoquímica del suero dulce
obtenido de la producción de queso casero
en el municipio de Pasto.
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
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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
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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
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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.
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43
44
Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014,
Automaización de un culivo hidropónico
para el control de variables
Automation through variable control of a hydroponic
cultivation operation
Recibido: 24-08-2014 Aceptado: 30-11-2014
Nelson Humberto Zambrano Cortés,1 Mery Catherine Behrentz Pfalz2
Resumen
La hidroponía es uno de los métodos de producción agrícola que más se ha desarrollado
en los úlimos años, ya que ha permiido la opimización del espacio ísico, dejando
en segundo plano el uso de la ierra como base para el crecimiento de especies, ha
permiido también incorporar de una forma más simple nutrientes y ferilizantes
orgánicos que favorecen el consumo de éstos. 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
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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
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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
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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.
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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.
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62
Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 55 - 62
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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.
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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.
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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
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cualiicaciones profesionales y formación
profesional. Recuperado de htp://www.
certificadodeprofesionalidad.org/ficheros/
preguntas-cualif-fp.pdf
Departamento Nacional de Estadísica. (2012).
Cifras Dane, porcentaje de paricipación
del valor agregado en Colombia en miles
de millones de pesos del 2000 al 2011, por
culivos de otros productos agrícolas, a precios
constantes del 2005 Recuperado de htp://
www.dane.gov.co/files/investigaciones/
boleines/pib/bolet_PIB_IVtrim11.pdf
Insituto Nacional de Cualiicaciones de España.
Sistema Nacional de cualiicaciones y
Formación
Profesional.(2012).
Sistema
nacional de cualiicaciones y formación
profesional. Recuperado de htp://www.
educacion.gob.es/educa/incual/ice_incual.
html
Ministerio de Salud y Protección Social, Organización
de las Naciones Unidas para la Alimentación y
la Agricultura – FAO. (2013). Peril Nacional de
Consumo de frutas y verduras en Colombia. p
212 y 226.
Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural.
(2009). Manual metodológico para la
deinición de agendas de invesigación y
desarrollo tecnológico en cadenas producivas
agroindustriales. Recuperado de htp://
www.bdigital.unal.edu.co/2079/1/2009__
Manual_I.pdf
Observatorio de las ocupaciones de España.(2012).
El estudio prospecivo: El sector hortofruícola
en España, SEPE, España, .pp. 106 - 108
Recalde, R., V. (2013). Agenda prospeciva de
invesigación y formación de la cadena
hortofruícola Vallecaucana, en el horizonte
del 2032, desde el SENA Regional Valle del
Cauca. SENA. p. 155
Servicio Nacional de Aprendizaje. (2003). Sistema
Nacional de Formación para el trabajo.
Enfoque colombiano. SENA. Recuperado
de
www.sena.edu.co/oportunidades/
formacion/Programas%20de%20Formacion/
Paginas/Programas-de-Formacion.aspx
Servicio Nacional de Aprendizaje. (2013). Soia
plus. Recuperado de htp://senasoiaplus.
info/
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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
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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
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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
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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.
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79
80
Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014,
Alianza Educación-Sector Producivo,
una apuesta que vale la pena.
Caso: Sector Agroecológico del Valle del Cauca
Education-Productive Sector Alliance, A Bet Worth.
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
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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
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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.
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“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.
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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
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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.
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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.).
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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
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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
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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.
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(2): 129-139.
103
Indice de autores
Authors
Indice de autores
Authors
Alava Viteri, Clemencia del Socorro. 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 del grupo de invesigación Bioics.
clemencia.alava@unad.edu.co
Arenas García, Laura Viviana.
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
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referencias completas van al inal del arículo.
Los archivos deben presentarse en formato Word,
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Times New Roman tamaño 12, interlineado 1.5 y
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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.
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106
Revista Colombiana de Invesigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014,
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de Investigaciones Agroindustriales”
(Colombian Agronindustrial Research Journal)
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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
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Volumen 1 • Enero - Diciembre 2014 • ISSN: 2422-0582
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Revista Colombiana de
Investigaciones Agroindustriales
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