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REVISTA COLOMBIANA DE
INVESTIGACIONES
G. Salamanca, L. Reyes, M. Osorio, N. Arias: Diseño experimental de mezclas como herramienta para la optimización de cremolácteos de mango
SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE
AGROINDUSTRIALES
1
RECIA
Tarifa Postal Reducida Servicios Postales Nacional S.A No.2015-669 4-72, Vence 31 de Dic. 2015
Volumen 2 • Enero-Diciembre 2015 • ISSN Impreso: 2422-0582-ISSN electrónico: 2422-4456
CENTRO AGROPECUARIO DE BUGA – CAB
SENA REGIONAL VALLE DEL CAUCA
2
REVISTA COLOMBIANA DE
INVESTIGACIONES
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 16 - 24
AGROINDUSTRIALES
ISSN Impreso: 2422-0582 - ISSN electrónico: 2422-4456
Revista Colombiana de Investigaciones
Equipo Directivo de la revista
Agroindustriales
Alfonso Prada Gil
Director General del SENA
TÍTULO ABREVIADO:
Cesar Alveiro Trujillo Solarte
Director SENA Regional Valle
Rev.colomb.investig.agroindustriales
ISSN Impreso: 2422-0582
ISSN electrónico: 2422-4456
PERIODICIDAD: Anual
Leonardo Tafur Calderón
Subdirector Centro Agropecuario Buga
y Director de la Revista
Km. 2 Carretera Central Buga-Tuluá
José Libardo Tapiero Cuellar
Editor Jefe
Teléfono: 57 (2) 2376300 ext. 23291
José Edinson Escobar Salcedo
Editor Asociado
[email protected]
Aydee Castro Sánchez
Coordinadora de la Revista
[email protected]
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RECIA
Revista Colombiana de
Investigaciones Agroindustriales
GICTACAB
Grupo de Investigaciones
en Ciencias & Tecnologías Agroindustriales Gictacab
Semillero de Investigaciones en
Ciencias & Tecnologías Agroindustriales Sictacab
COMITÉ EDITORIAL
LUIS EDUARDO ORDOÑEZ SANTOS
Ph.D en Alimentos: Valor Nutritivo, Tecnología y Seguridad Alimentaria
Profesor Asociado
Universidad Nacional de Colombia sede Palmira
Palmira, Colombia
ARMANDO TORRENTE TRUJILLO
Ph.D en Ciencias Agrarias con énfasis en suelos
Profesor Titular
Universidad Surcolombiana
Neiva, Colombia
CESAR AUGUSTO SIERRA AVILA
Ph.D en fisicoquímica orgánica University of Massachussets
Profesor Asociado Departamento de Química
Universidad Nacional de Colombia Bogotá
Bogotá D.C., Colombia
GUILLERMO SALAMANCA GROSSO
Posdoctorado en Ingeniería de Alimentos
Profesor Titular
Facultad de Ciencias, Departamento de Química
Universidad del Tolima
Ibagué, Colombia
ELIANA SETSUKO KAMIMURA
Postdoctorado en Fac de Ingeniería Química de Campinas
Profesora Asociado
Facultad de Ciencia Animal y de Ingeniería de Alimentos
Universidad de São Paulo ( USP )
São Paulo, Brasil
LIDA ANDREA QUINCHIA BUSTAMANTE
Ph.D en Procesos y Productos Químicos
Director Product Engineering I.V. formulations
Fresenius Kabi Deutschland GMBH
Bad Homburg - Alemania
ANDREZZA MARÍA FERNANDES
Ph.D en Ciencia Animal
Profesora de la Facultad de Ciencia Animal y de Ingeniería de Alimentos
Universidad de São Paulo (USP)
São Paulo, Brasil
EQUIPO DIRECTIVO DE LA REVISTA
Alfonso Prada Gil
Director General del Sena
COMITÉ CIENTÍFICO
BEN A. FABER
Ph.D Soil Fertility
University of California
California - Estados Unidos
ALESSANDRA LOPEZ DE OLIVEIRA
Ph.D en Ingeniería de Alimentos
Profesor Asociado
Facultad de Ciencia Animal y de Ingeniería 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
Concepción, Chile
JAIME ERNESTO DIAZ ORTIZ
Ph.D en Ingeniería Agroambiental
Director del Programa de Ingeniería Agrícola
Universidad del Valle
Cali, Colombia
LUZ MARINA FLOREZ PARDO
Posdoctorado en Valorización de Residuos de Cosecha
Docente Departamento de Energética y Mecánica
Vicepresidenta Sociedad Iberoamericana de Biorrefinerias SIADEB
Universidad Autónoma de Occidente
Cali, Colombia
MEIKE STEPHANIA ANDERSON
Ph.D en Ciencias Agrícolas
Coordinadora de Desarrollo de Productos para HarvestPlus
Especialista en Desarrollo de Cultivos CIAT- HarvestPlus
Palmira, Colombia
ISABEL FERNANDEZ SEGOVIA
Ph.D en Ciencias Químicas
Profesora Titular
Escuela Superior de Ingeniería Agronómica y del Medio Natural
Universidad Politécnica de Valencia
Valencia, España
Cesar Alveiro Trujillo Solarte
Director SENA Regional Valle
Leonardo Tafur Calderón
Subdirector Centro Agropecuario Buga y
Director de la Revista
José Libardo Tapiero Cuellar
Editor Jefe
José Edinson Escobar Salcedo
Editor Asociado
Aydee Castro Sánchez
Coordinadora de la Revista
ISSN Impreso: 2422-0582
ISSN electrónico: 2422-4456
Diseño e impresión: Ingeniería Gráfica S.A.
Traducción al inglés: José Julián Mejía Garzón
Tiraje: 500 ejemplares
Enero-Diciembre 2015
COMITÉ TRANSITORIO DE ARBITRAJE
VOL.2 ENERO-DICIEMBRE 2015
El Equipo Editorial de la Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales agradece a los pares evaluadores que hicieron
parte del Comité Transitorio de Arbitraje para la publicación del Vol.2 -2105.
ARBITRAJE NACIONAL
Benítez Benítez, Ricardo. Ph.D
Universidad del Cauca
Popayán, Colombia
ARBITRAJE
INTERNACIONAL
Castro Restrepo, Dagoberto. Ph.D
Universidad Católica de Oriente
Rionegro, Colombia
Calvo Torras, María de los Ángeles. Ph.D
Universidad Autónoma de Barcelona
Barcelona, España
Cerón Mosquera, Alcy René Ms.C. Ph.D (c)
Universidad del Cauca
Popayán, Cauca
Meloni, Diego Ariel. Ph.D
Universidad Nacional de Santiago del Estero
Santiago del Estero, Argentina
Escobar Chalarca, Carlos Alberto. Ph.D
Universidad Nacional de Colombia
Palmira, Colombia
Eslava Eljaiek, Pedro J. Ms.C
Universidad del Magdalena
Santa Marta, Colombia
Trpin, Verónica. Ph.D
CONICET/Universidad Nacional del Comahue
Cipolletti, Argentina
Villarroya Gil, Fermín Ignacio. Ph.D
Universidad Complutense
Madrid, España
Galvis Vanegas, Jesus Antonio. Ph.D
Fundación Universitaria Agraria de Colombia
UNIAGRARIA
Bogotá D.C., Colombia
Gutiérrez Bonilla, Francisco de Paula. Ph.D
Universidad Jorge Tadeo Lozano
Bogotá, Colombia
Jiménez Cartagena, Claudio. Ph.D
Corporación Universitaria Lasallista
Medellín, Colombia
Ramírez Hernández, Wilson Ariel. Ph.D
Instituto Alexander Von Humboldt
Bogotá D.C., Colombia
Rodríguez Chalarca, Jairo Ms.C
Centro Internacional de Agricultura Tropical CIAT
Palmira, Colombia
Vélez Acosta, Lina María. Ph.D
Universidad Pontificia Bolivariana
Envigado, Colombia
Zuluaga Gallego, Robin. Ph.D
Universidad Pontificia Bolivariana
Medellín, Colombia
Copyright
La publicación de los artículos en la Revista Colombiana de
Investigaciones Agroindustriales es responsabilidad de los
autores, los artículos publicados en medio impreso y electrónico
están autorizados por los autores mediante cesión derechos de
autor.
Esta obra está bajo la licencia Creative Commons versión
CC BY-SA 2.5 CO
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José Libardo Tapiero Cuéllar
Editor Jefe
Centro Agropecuario Sena Buga
Carretera Central, Vía Buga-Tuluá
Teléfono (57) 2 237 6300 ext. 23291
Guadalajara de Buga, Colombia
[email protected]
[email protected]
MISIÓN:
Fomentar el intercambio de experiencias e ideas entre lo
científico y lo cultural, mediante la entrega periódica a la
comunidad de un referente de actualización e innovación
en el ámbito agropecuario y agroindustrial, y contribuir con
investigaciones de importancia llevadas a cabo tanto en el
Centro Agropecuario de Buga como en instituciones de
carácter nacional e internacional.
VISIÓN:
Posicionarse como una fuente de conocimiento
que impulse, motive y sea reconocida por toda la
comunidad científica en el mundo.
POBLACIÓN OBJETIVO:
Estudiantes, docentes, investigadores, semilleros de
investigación, miembros de los sectores agropecuario
y agroindustrial, comunidad científica nacional e
internacional.
MISSION:
Promote the Exchange of experiences and ideas between
science and culture, through periodic publications for the
community of a renovation and updating referent in the
agro-industrial and agricultural ambit, contribute with high
valued researches conducted within the Buga Agricultural
Center and in national and international institutions.
VISION:
Positioning as a source of knowledge that drives, motivates
and is recognized by the entire scientific community in the
world.
TARGET POPULATION
Students, teachers, researchers, student research groups,
and members of the agricultural and agro-industrial sectors,
national and international scientific community.
6
EDITORIAL
Colombia es un país de contrastes, su biodiversidad es la más rica del mundo,
posee una cultura muy fuerte, apasionante, y su gente es cálida y hospitalaria,
podría decirse que es la más amable del mundo. El Valle del Cauca, con su ubicación geográfica excepcional, tiene las bondades que ofrecen las condiciones
ideales de suelo y clima reflejadas en los diferentes pisos térmicos, que son una
ventaja comparativa en la región del suroccidente de Colombia para la proyección de cultivos hortofrutícolas que puedan garantizar la sustentabilidad alimentaria del país en el largo plazo.
La agroindustria también tiene una dinámica interesante, su desarrollo y exportaciones crecen, organiza sus procesos a través de clústeres que intentan posicionar
los productos colombianos en el mundo, lo cual crea una condición potencial
para los investigadores de este sector, quienes cumplen un papel importante en
las investigaciones aplicadas, para el sector de los empaques biodegradables y
los alimentos con tendencia funcional.
En este sentido, el Centro Agropecuario de Buga realiza sus aportes, con investigaciones agroindustriales que son adaptadas por las agroindustrias de la región.
La publicación del segundo volumen de la Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales, permite ver las tendencias de producción y consumo
identificadas por la comunidad científica y los cambios en los estilos de vida
de la población, que entienden que el consumo de alimentos sanos son la clave
para disminuir los índices de riesgos generados por enfermedades crónicas no
transmisibles.
José Libardo Tapiero Cuéllar
Grupo de Investigaciones en Ciencias & Tecnologías Agroindustriales - GICTACAB
Editor Jefe
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales
Sena Centro Agropecuario de Buga
Colombiana
de Investigaciones
Agroindustriales
F. Medina, L.Revista
Bautista: Aceites
esenciales preparados
en forma de nanoemulsión
para la formulación de productos cosméticos
Volumen 2 Enero - Diciembre 2015
ISSN Impreso 2422-0582 ISSN electrónico 2422-4456
7
TABLA DE CONTENIDO
EDITORIAL4
INVESTIGACIÓN
Aceites esenciales preparados en forma de nanoemulsión para la formulación de productos cosméticos.
Essential oils prepared in Nano-emulsion form for the formulation of cosmetic products.
Favio Armando Medina Calderón, Luis Carlos Bautista Barrios
6
Diseño experimental de mezclas como herramienta para la optimización de cremolácteos de mango.
Experimental mixture designs as a tool for mango dairy cream optimization.
Guillermo Salamanca Grosso, Laura M. Reyes Méndez, Mónica P. Osorio Tangarife, Nelson Rodríguez Arias
16
Diseño de un esquema de compensación por servicios ambientales para la cuenca del
río Meléndez en el municipio de Santiago de Cali, Colombia.
Design of a compensation scheme for environmental services for the basin
of the Melendez River in the municipality of Cali, Colombia.
Angela María Salazar Mancipe
Evaluación comparativa de pérdida de suelo en el corredor biológico entre
parques nacionales Puracé y Cueva de los Guácharos en el Huila. Comparative evaluation of soil loss in the biological corridor between the
Purace National park and the guacharos cave in Huila.
Camilo Augusto Agudelo Perdomo, Armando Torrente Trujillo, Adriana Vargas
Incidencia de la anisotropía en la detracción de agua de un sistema léntico o lótico
por acciones antrópicas, determinada mediante modelación numérica.
Incidence of the anisotropy in the detraction of water of a lentic or lotic system
by anthropic actions, determined through numeric modeling.
Héctor Fabio Aristizábal Rodríguez, Carlos Alberto Escobar Chalarca, Pedro Martínez Santos
Evaluación de dos niveles de proteína en dietas para juveniles de Sabaleta
Brycon Henni (Eigenmann, 1913). Evaluation of two levels of protein in diets for the Sabaleta Brycon Henni juveniles (Eigenmann, 1913).
María Cristina Aguirre Gaviria, Luz Elena Muñoz Arroyave
25
41
53
61
REFLEXIÓN
Hunger Signs in Plants Signos de hambre en plantas.
Ben A. Faber
69
REVISIÓN
Tecnologías no térmicas en el procesado y conservación de alimentos vegetales. Non thermal technologies in the processing and conservation of vegetable foods.
Ronald Soleno Wilches
73
Impacto de la aplicación de la norma globalGAP, en el sector agroalimentario Latinoamericano.
Impact of the application of the globalGAP norm, in the Latin American Agro-food sector.
Nidia Stella Rincón Parra, César Augusto Figueredo, Nubia Stella Salazar Villamil
84
Aceites esenciales preparados en forma de nanoemulsión para la
formulación de productos cosméticos
Essential oils prepared in Nano-emulsion form for the formulation of cosmetic products.
Favio Armando Medina Calderón1; Luis Carlos Bautista Barrios2
Recibido: 29-10-2015 Aceptado: 30-11-2015
Resumen
En este trabajo se emplearon aceites esenciales con actividad antimicrobiana reportada
(orégano, manzanilla, tomillo y limonaria), para obtener nanoemulsiones mediante una
técnica de baja energía, en la cual se evaluaron diferentes relaciones de surfactante/aceite
(1.5:1; 2:1; 2.5:1 y 3:1), y diferentes concentraciones de NaCl en la fase acuosa (0.01M, 0.1M
y 0.5M). Las formulaciones que permitieron obtener nanoemulsiones fueron caracterizadas
mediante microscopía de fuerza atómica y se incorporaron a diferentes concentraciones en
formulaciones cosméticas (gel antibacterial y crema humectante) para evaluar el tamaño
de gota, la actividad antimicrobiana y la capacidad que tienen de actuar como agentes
conservantes. La nanoemulsión de orégano mostró los menores tamaños de gota, y una
actividad antimicrobiana y capacidad conservante significativamente mayor, con respecto a
las formulaciones control (productos sin nanoemulsión y con aceite esencial puro), cuando
fue incorporado en formulaciones cosméticas.
Palabras clave: nanoemulsión; aceites esenciales; cosméticos; actividad antimicrobiana;
agente conservante.
Abstract
In this study, essential oils with reported antimicrobial activity, (Origanum, Chamomile,
Thymus and lemongrass) were employed to obtain Nano-emulsions, using a low energy
technique, evaluating different relations of surfactant/oil ratio (1.5:1; 2:1; 2.5:1 and 3:1)
and different NaCl concentrations within the aqueous phase(0.01M, 0.1M and 0.5M).
The formulations that obtained nano-emulsions were characterized through atomic force
microscopy and were incorporated in different cosmetic formulations (antibacterial gel and
moisturizing cream) to evaluate the size of the droplet, the antimicrobial activity and the
capacity they have to act as conservation agents. The origanum nano-emulsion evidenced
the smallest droplet sizes and a significantly higher antimicrobial activity and conservation
capacity than the control formulations (product without Nano-emulsions and with pure
essential oil) when it was incorporated in cosmetic formulations.
Key words: Nano-emulsion; essential oils; cosmetics; antimicrobial activity; conservation
agent.
Colombiano. Microbiólogo. Instructor Servicio Nacional de Aprendizaje SENA. Centro Agropecuario La Granja. Red Agrícola. Grupo de Ciencia, Tecnología e
Innovación SENAGROTIC. Correo electrónico: [email protected]
2
Colombiano. Ingeniero químico. Talento Tecnoparque, Línea de biotecnología y nanotecnología, Servicio Nacional de Aprendizaje SENA. Centro Agropecuario La
Granja. Correo electrónico: [email protected]
1
F. Medina, L. Bautista: Aceites esenciales preparados en forma de nanoemulsión para la formulación de productos cosméticos
INTRODUCCIÓN
En la actualidad, diversas naciones alrededor del mundo
están promoviendo el desarrollo de productos naturales,
para lo cual han establecido una normatividad más
exigente que procure el cuidado del medio ambiente; por lo
tanto, el aprovechamiento sostenible de nuestros recursos
naturales para la fabricación de nuevos productos que
sustituyan los productos sintéticos utilizados actualmente
se ha convertido en una necesidad.
Por muchos años se le ha atribuido distintos tipos de
propiedades a los extractos de las plantas aromáticas
y medicinales (Adilson y Machado, 2004; Juárez y
Castro, 2010). Estas propiedades hacen que los aceites
esenciales tengan aplicaciones en diferentes industrias y
que su interés comercial esté en crecimiento. En el caso
particular de la industria cosmética, se han estudiado las
propiedades de los aceites esenciales y se ha determinado
que las principales actividades biológicas que presentan
estos extractos y que los hace aptos para ser utilizados
en formulaciones cosméticas son las actividades
antimicrobianas, antioxidantes y antiinflamatorias
(CENIVAM, 2008).
Por otra parte, en el caso particular de las actividades
antimicrobianas de los aceites esenciales, existe la
posibilidad de establecer la capacidad que tienen de actuar
como agentes conservantes de productos cosméticos
terminados y de evaluar la actividad bactericida e incluso
antifúngica durante la aplicación tópica del producto en
la piel (Aburjai et al., 2003; Varvaresou, 2009; Kunicka
et al. 2010).
Para darle un valor agregado y un mayor grado de
innovación a los productos cosméticos, se ha planteado la
utilización de los aceites esenciales para la preparación de
nanoemulsiones. Estas son obtenidas cuando el tamaño
de las gotas de una emulsión alcanza aproximadamente 100-500 nm (Shah et al., 2010), el pequeño tamaño de gota
es responsable de que puedan resistir la desestabilización
física causada por separación gravitacional, floculación o
coalescencia (Bernardi et al. 2011).
9
Así pues, las nanoemulsiones se han convertido en
vehículos potenciales para la entrega controlada de
cosméticos, en productos adecuados para la formulación
de cosméticos de uso tópico y para la dispersión
optimizada de ingredientes activos en las diferentes
capas de la piel. De forma similar a los liposomas, las
nanoemulsiones soportan la penetración de ingredientes
activos y así incrementan su concentración en la piel
(Shah et al., 2010).
El objetivo del proyecto es desarrollar prototipos de
productos cosméticos que contengan aceites esenciales
nanoemulsionados, con el fin de evaluar la actividad
antibacteriana y antifúngica durante la aplicación
tópica en la piel, y la capacidad de actuar como agentes
conservantes.
MATERIALES Y MÉTODOS
Reactivos y materiales
Los aceites esenciales de orégano, manzanilla, limonaria
y tomillo, y el aceite vegetal de almendras fueron
proporcionados por Green Andina Ltda; el carbopol
940, el propilenglicol y la trietanolamina, ingredientes
utilizados para la formulación de productos cosméticos,
de grado USP, fueron suministrados por Laboratorios
San Jorge; los medios de cultivo para la realización de
pruebas microbiológicas fueron marca Difco™, mientras
que los solventes y sustancias químicas utilizadas durante
el desarrollo del trabajo (diclorometano, éter de petróleo,
hexano, metanol) fueron de grado reactivo y de marca
Sigma y Aldrich.
Preparación de nanoemulsiones
Las nanoemulsiones se prepararon de acuerdo con los
métodos presentados por Heurtault et al.,(2002), tal y
como lo indica la Tabla 1.
10
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 6 - 15
Tabla 1:
Variables de formulación de las nanoemulsiones preparadas
HLB (Balance
hidrofílico-lipofílico)
Ensayo
Relación S/A
Concentración NaCl, M
1
1,5:1
0,01
2
2:1
0,01
óptimo
3
1,5:1
0,1
óptimo
4
2:1
0,1
óptimo
5
2,5:1
0,1
óptimo
6
3:1
0,1
15
7
3:1
óptimo
0,5
15
Fuente:Autores.
El procedimiento consistió en someter la mezcla emulsionada
a ciclos de calentamiento y enfriamiento, haciendo
seguimiento de su apariencia para determinar la temperatura
de inversión de fase (PIT por sus siglas en inglés) (Heurtault
et al., 2011). El seguimiento de la apariencia se llevó a cabo
de forma visual. La apariencia traslúcida de la mezcla fue el
indicador que el sistema alcanzaba el PIT.
Los valores óptimos de HLB obtenidos fueron 11, 12,
11, 10 para limonaria, manzanilla, orégano y tomillo
respectivamente. Para los ensayos posteriores se utilizó
Tween 80 (HLB=15) como surfactante para la preparación
de nanoemulsiones con todos los aceites.
Las variables de formulación en los ensayos fueron la relación
Surfactante/Aceite (S/A), y la concentración de sal en la fase
acuosa. Las relaciones S/A que se analizaron en el presente
estudio fueron: 1.5:1, 2:1, 2,5:1 y 3:1. La fase acuosa de las
emulsiones estuvo compuesta por solución salina al 0.01, 0.1
y 0.5 M de NaCl (Heurtault et al., 2002; Zhen et al., 2011).
La fracción másica de la fase acuosa y el peso total de las
emulsiones fue de 70% y 50 g respectivamente para todas
las pruebas.
La prueba se realizó en el microscopio de fuerza atómica
marca Nanosurf. EasyScan 2 Flex. Las nanoemulsiones
se caracterizaron añadiendo 4 µl de una dilución 10-2
sobre una mica de 2x2 cm. Las muestras se dejaron secar
a temperatura ambiente por 3 horas. Mientras que las
muestras se secaron, se activó el software correspondiente
y se determinó con cual punta se realizaría el análisis
(contacto o no contacto), para este caso se trabajó con
la punta de no contacto. Cuando las muestras estuvieron
secas y listas para el análisis, se montaron en la base
del portamuestras del microscopio de fuerza atómica
(AFM por sus siglas en inglés) y se configuró el equipo.
Finalmente, se puso en marcha el análisis topográfico y se
obtuvieron las imágenes de las muestras.
Con el fin de mejorar la estabilidad de las nanoemulsiones
obtenidas, se establecieron previamente para cada aceite
los valores óptimos de HLB de la mezcla de surfactantes.
La Tabla 2 muestra los valores óptimos de HLB definidos
para cada aceite.
Tabla 2:
HLB óptimo de los aceites esenciales
Aceite esencial
HLB óptimo
Limonaria
11
Manzanilla
12
Orégano
11
Tomillo
10
Fuente:Autores.
Microscopía de fuerza atómica AFM
Gel antibacterial
Los geles antibacteriales se formularon de acuerdo
a la metodología planteada por Méndez (2008). Las
sustancias excipientes usadas durante la formulación de
los geles fueron: Carbopol 940 (gelificante), glicerina
(agente humectante), trietanolamina (alcalinizante).
Para evaluar la actividad antimicrobiana de la nanoemulsión
base, se prepararon cinco formulaciones de gel antibacterial
a diferentes concentraciones de nanoemulsión antibacteriana
(la nanoemulsión antibacteriana se refiere a nanoemulsión de
orégano durante todo el estudio). En la Tabla 3 se muestran las
formulaciones de gel antibacterial que se evaluaron.
F. Medina, L. Bautista: Aceites esenciales preparados en forma de nanoemulsión para la formulación de productos cosméticos
Tabla 3:
Formulaciones de gel antibacterial por cada 100 g
Sustancia
F1
F2
F3
F4
F5
Nanoemulsión
antibacteriana, g
0
9,83
17,68
24,1
0
Aceite esencial, g
0
0
0
0
5,0
Alcohol antiséptico, g
62,5
55,5
50,0
45,4
59,0
Excipientes c.s.p
100g
100g
100g
100g
100g
Fuente: Autores.
Crema humectante
El procedimiento para la preparación de las cremas
humectantes se basó en la metodología presentada por
Villareal (2004). Los excipientes utilizados en las cremas
fueron: Carbopol 940 (gelificante), propilenglicol (agente
humectante), fragancia, trietanolamina (alcalinizante) y
agua.
Con el fin de evaluar la acción conservante de la nanoemulsión
antibacteriana y de comparar su comportamiento con respecto
a la acción de un agente conservante sintético convencional;
en este caso metilparabeno, se prepararon dos formulaciones
de cremas humectantes utilizando los dos tipos de agentes
conservantes mencionados anteriormente. Adicionalmente,
fueron añadidos a la fórmula nanoemulsión de manzanilla y
aceite de almendras, que proporcionaron ingredientes activos
cosméticos para la piel. En la Tabla 4 se describe la fórmula
detallada de las cremas humectantes.
Tabla 4:
Formulaciones de crema humectante por cada 100 g
Sustancia
Metilparabeno, g
F1
F2
Nanoemulsión antibacteriana, g
0,0
10,0
0,5
Nanoemulsión Manzanilla, g
27,7
27,7
Aceite de almendras, g
15,0
15,0
Excipientes c.s.p
100 g
100 g
Fuente: Autores.
0,0
Control de calidad microbiológico
Los microorganismos patógenos que se evaluaron fueron:
Sthaphylococcus aureus ATCC 29213, Pseudomonas
aeruginosa ATCC 27853, Escherichia coli ATCC 25922
y Salmonella entérica NCTC 6017, recomendados por la
farmacopea de Estados Unidos (USP), de Europa (EP), y
11
por el organismo de control en Colombia (INVIMA), para
la evaluación y métodos de análisis de productos cosméticos.
Difusión en placa
Para evaluar la efectividad de las formulaciones de gel
antibacterial durante la aplicación tópica en la piel y la
capacidad que tienen de actuar contra microorganismos
patógenos, se llevó a cabo la prueba de difusión en
placa. En esta prueba se estableció la concentración de
nanopartículas para que el gel antibacterial tuviera la
efectividad esperada.
El medio de cultivo que se utilizó para la realización de
la prueba fue el Mueller Hinton Agar. La metodología
detallada para llevar a cabo el procedimiento completo se
encuentra en Ministerio de Salud del Perú (2002).
El parámetro que se utilizó como indicador para
establecer el grado de inhibición de las formulaciones de
gel antibacterial fue el porcentaje de inhibición, el cual se
calculó a partir de la Ecuación 1.
(
)
Dh - Dd
%I =
* 100(1)
Dh
Donde Dh es el diámetro del halo de inhibición. Dd es
el diámetro del disco de inhibición; este parámetro es
constante y tiene un valor de 0,6 cm.
Evaluación microbiológica
Para establecer la acción conservante de los agentes
antimicrobianos adicionados a las cremas humectantes
formuladas, se llevó a cabo el análisis microbiológico por
medio de la metodología recomendada en la NTC 4833, en la
cual están establecidos los límites máximos permisibles para
que un producto cosmético sea considerado seguro y pueda
ser ofertado en el mercado. En las Tablas 5 y 6 se muestran
los límites permitidos para microorganismos indicadores de
calidad y microorganismos patógenos respectivamente, que
fueron establecidos en la NTC 4833.
12
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 6 - 15
Tabla 5:
Límites máximos permisibles de contaminación por microorganismos indicadores de calidad
Microorganismos
Cosméticos bebé y área de los ojos
Cosméticos en general
Mohos y levaduras
<50 UFC/ml
<100 UFC/mL
Mesófilos aerobios
<100 UFC/ml
<1000 UFC/mL
Fuente: Autores.
Tabla 6:
Límites máximos permisibles
microorganismos patógenos
Microorganismos
Sthaphylococcus aureus
de
contaminación
Ausencia
X
por
Presencia
X
Escherichia coli
X
Pseudomonas aeruginosa
X
Salmonella spp.
Fuente: Autores.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Preparación de nanoemulsiones
En trabajos realizados anteriormente, se reportó la influencia
que tienen algunos parámetros de la formulación sobre la
formación de los mecanismos de nanoemulsificación y sobre
el PIT (Santana et al., 2013; Anton y Vandamme, 2009; y
Salager, 1998). La relación S/A, el HLB, la concentración de
sal en la fase acuosa y el orden de adición de los componentes
son los parámetros que más han demostrado influencia sobre
la preparación de nanoemulsiones (Santana et al., 2013).
La ejecución de la metodología de preparación de
nanoemulsiones permitió establecer que la utilización
del HLB óptimo de cada aceite, no garantiza la obtención
de nanoemulsiones estables con tamaño de partícula
a escala nanométrica. Para lograr disminuir el tamaño
de gota dispersa en una emulsión, mediante el método
de temperatura de inversión de fase, es indispensable
proporcionar una cantidad de surfactante en exceso a la
mezcla, que garanticen tener moléculas de surfactante
disponibles para cubrir el área entera de las gotas
dispersas cuando disminuyen su tamaño, dado que la
relación superficie/volumen aumenta drásticamente al
disminuir el tamaño de las partículas (Salager, 1998). Por
lo tanto, se ha establecido previamente por otros autores
que variables como la relación S/A tienen una mayor
influencia durante la formación de nanoemulsiones
(Anton y Vandammme, 2009).
Con respecto a la relación S/A y la concentración de sal en la fase
acuosa, se pudo observar que una mayor relación S/A mejora
notablemente la facilidad del sistema para formar mecanismos
de nanoemulsificación; y una mayor concentración de sal en
la fase acuosa disminuye el PIT del sistema. En la Tabla 7 se
muestra el PIT para cada ensayo y aceite esencial.
Por otra parte, fue posible establecer la influencia que tiene
las estructuras químicas de la mezcla de componentes de
los aceites esenciales sobre la formación de mecanismos
de nanoemulsificación, debido a que dentro del rango
de las variables de formulación evaluadas en el presente
estudio, solo los aceites esenciales de orégano y manzanilla
formaron las nanoemulsiones. Para la realización de los
análisis posteriores (formulación de productos cosméticos,
caracterización en el AFM y pruebas microbiológicas)
solo fueron utilizadas las nanoemulsiones de orégano y
manzanilla.
Tabla 7:
Temperatura de inversión de fase de las nanoemulsiones formuladas
Ensayo
1
2
3
4
5
6
7
Fuente:Autores.
Limonaria
>97
>95
>95
>85
Temperatura de inversión de fase, °C
Manzanilla
Orégano
Tomillo
86-89
>95
>96
82-84
82-85
>94
>98
>96
>91
>96
74-82
50-75
>98
84-88
67-80
>97
93-98
77-89
>95
>95
>94
>95
>97
>97
F. Medina, L. Bautista: Aceites esenciales preparados en forma de nanoemulsión para la formulación de productos cosméticos
Caracterización de nanoemulsiones en AFM
Para la caracterización de las gotas de las nanoemulsiones,
se utilizó la técnica de Microscopía de fuerza atómica, por
medio de la cual se determinó la forma y el tamaño de
las gotas obtenidas a partir de las diferentes formulaciones
preparadas.
Las gotas caracterizadas en el AFM presentaron una forma
similar a un elipsoide, por lo tanto, fue posible calcular el
volumen de las gotas (vg) a partir de la solución analítica
de la función integrada de una elipse, como se muestra en
la Ecuación 2.
2
(2)
Vg = π3 hgrg
Donde hg y rg son la altura y el radio de la gota
respectivamente. Para estimar el diámetro medio de las
gotas se supuso una morfología regular y se determinó el
diámetro como si la gota fuera completamente esférica.
El diámetro medio de las gotas (De) se calculó a partir de
la Ecuación 3.
6V
De = s π g
(3)
Las formulaciones que se caracterizaron en el AFM
presentaron una apariencia traslúcida, con cierto
grado de diferencia en su turbidez y se seleccionaron,
principalmente, las emulsiones con un PIT definido. En
la Tabla 8 se muestran los resultados obtenidos durante la
caracterización de las nanoemulsiones en el AFM.
Para la toma de datos en el AFM, se hicieron lecturas del
equipo en diferentes posiciones de la muestra; en cada
lectura se caracterizó el tamaño de las nanopartículas,
midiendo el diámetro y la altura de las gotas. La Figura
1 muestra algunas de las imágenes tomadas en el AFM
durante la lectura de las muestras.
-
-
-
De,
Tabla 8:
Tamaño de partícula de las nanoemulsiones caracterizadas en el AFM
Ensayo
Aceite
rg,
hg,
Vg,
6
Manzanilla
6381,0
255,1
263092653
6
7
Orégano
Manzanilla
5496,4
7
Orégano
740,0
4840,0
657,7
554,3
3291222511
1332,9
2860,8
299,4
276588787
631,5
933176158
Fuente: Autores.
Figura 1. Caracterización de nanoemulsiones en el AFM. a. Manzanilla ensayo 6; b. Manzanilla
ensayo 7; c. Orégano ensayo 6; d. Orégano ensayo 7
Fuente: Autores.
13
1139,6
14
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 6 - 15
Se caracterizaron en total 10 gotas por cada muestra; los
valores de radio, altura y volumen de las gotas (ver Tabla
8) fueron calculados como el valor promedio de las 10
mediciones realizadas para cada
_ gota en cada muestra. El
diámetro medio de las gotas (De) se determinó a partir de
la Ecuación 3, y también se tomó como el valor promedio
de todas las mediciones realizadas.
Para que las gotas de una nanoemulsión sean consideradas
nanométricas, se estableció previamente un rango para
el diámetro medio de las gotas. Según lo reportado en la
literatura, el diámetro medio de las gotas debe estar en un
rango entre 100-500 nm (Shah et al., 2010; Anjali et al.,
2012).
Las preparaciones de nanoemulsiones caracterizadas en
el AFM estuvieron por fuera del rango recomendado
para considerar a estos sistemas como nanométricos.
Sin embargo, las cuatro formulaciones que fueron
referenciadas en el presente trabajo se consideraron
nanoemulsiones, por la capacidad que tuvieron de formar
mecanismos de nanoemulsificación a las condiciones
establecidas.
Con los resultados obtenidos fue posible determinar que
la nanoemulsión de manzanilla preparada en el ensayo 6;
tuvo menores tamaños de partícula en comparación con la
preparada en el ensayo 7. Por lo tanto, se evidencia que el
incremento de la relación S/A y de la concentración de sal
en la fase acuosa, no tuvo una incidencia positiva sobre la
formación de nanoemulsiones con pequeños tamaños de
partícula.
En el caso de las nanoemulsiones de orégano, ocurrió un
fenómeno completamente contrario, ya que el incremento
de la relación S/A y el incremento de la concentración
de sal en la fase acuosa favorecieron la formación de
nanoemulsiones con tamaños de partícula más pequeños
y disminuyeron la temperatura de inversión de fase de los
sistemas nanoemulsificados.
Actividad antimicrobiana de geles antibacteriales
En este trabajo se incorporaron nanoemulsiones de
aceites esenciales en diferentes formulaciones de geles
antibacteriales, con el fin de evaluar la influencia que tiene
la concentración de nanopartículas sobre el porcentaje de
inhibición de microorganismos patógenos.
La Figura 2 muestra los resultados obtenidos durante la
realización de la prueba de difusión en placa, donde se
observa el porcentaje de inhibición de los microorganismos
frente a cada formulación de gel. Cabe aclarar que los
ensayos fueron realizados por cuadruplicado y que el
porcentaje de inhibición fue el valor promedio de los
cuatro ensayos.
Salmonella
enterica
E. coli
P. aeruginosa
S. aureus
Figura 2. Porcentaje de inhibición de microorganismos patógenos en las formulaciones de gel antibacterial.
Fuente: Autores.
15
F. Medina, L. Bautista: Aceites esenciales preparados en forma de nanoemulsión para la formulación de productos cosméticos
Las desviaciones estándar de los porcentajes de inhibición se muestran en la Tabla 9.
Tabla 9:
Desviación estándar de los porcentajes de inhibición de microorganismos patógenos
Microorganismo
F1
Desviación estándar
F2
F3
F4
Salmonellaentérica
0,121
0,121
0,021
0,112
P. aeruginosa
0,100
0,100
0,046
0,225
E. coli
S. aureus
Fuente: Autores.
0,121
0,138
0,138
0,160
Para comparar el efecto bactericida entre las formulaciones
que contienen nanoemulsiones de orégano, con respecto
a las formulaciones control que contienen alcohol y
alcohol + orégano puro como agentes antimicrobianos,
se prepararon las formulaciones 1 y 5 respectivamente.
Los resultados demuestran que la incorporación de
nanoemulsiones a concentraciones cercanas al 9.83%
(w/w) mejora el porcentaje de inhibición con respecto
a los porcentajes de inhibición arrojados por las
formulaciones control. Sin embargo, a medida que se
aumenta la concentración de la nanoemulsión en el
gel, el efecto bactericida se reduce y se evidencia que
ciertos microorganismos tienen mayor sensibilidad a las
formulaciones 1 y 5.
En este orden de ideas, se observó que el incremento en la
concentración de nanoemulsión en los geles antibacteriales,
ocasionó la inestabilidad en las formulaciones 3 y 4, un
efecto adverso sobre la actividad antimicrobiana del
producto, probablemente originado por el incremento
en el tamaño de las nanopartículas de aceite esencial. En
trabajos anteriores se ha estudiado la influencia entre el
tamaño de las nanopartículas y la actividad antimicrobiana.
Sin embargo, (Donsi et al., 2011) definieron que es difícil
establecer una correlación directa entre el tamaño de gota
con la actividad antimicrobiana, debido a que es factible
que algunas moléculas con actividad antimicrobiana se
degraden durante el proceso de nanoemulsificación.
0,083
0,000
F5
0,112
0,110
0,100
0,148
0,083
0,000
conservante de las nanoemulsiones se compararon los
resultados de la evaluación microbiológica de la crema
que utiliza la nanoemulsión de orégano como sistema
preservante (fórmula 1); contra los resultados de la
evaluación microbiológica de una formulación que utiliza
un conservante sintético convencional (fórmula 2). Los
reportes de la evaluación microbiológica de las dos
formulaciones se muestran en las Tablas 10 y 11.
Tabla 10:
Conteo de UFC/ml de microorganismos indicadores de calidad
Microorganismo
Mesófilos aerobios, UFC/ml
Fórmula 1
Fórmula 2
20
<10
160
Hongos y levaduras, UFC/ml
Coliformes totales, UFC/ml
520
<10
Coliformes fecales, UFC/ml
<10
<10
Fuente: Autores.
<10
Tabla 11:
Ausencia o presencia de microorganismos patógenos en las
muestras a 24 h
Microorganismo
Pseudomonas aeruginosa
Fórmula 1
Fórmula 2
A*
A
X
Escherichia coli
X
Salmonella spp.
X
P**
X
X
P
Las formulaciones, en general, demostraron una actividad
antimicrobiana significativa contra Salmonella entérica,
E. coli, y Pseudomonas aeruginosa. Por otra parte, se
evidenció una inhibición moderada, y en ciertos casos
nula, contra la cepa de Sthaphylococcus aureus.
*Ausencia; **Presencia
Fuente: Autores.
Evaluación microbiológica de cremas humectantes
En este trabajo se evaluó la capacidad de las
nanoemulsiones de actuar como agentes conservantes al
ser incorporadas en formulaciones cosméticas de crema
humectante (Manou et al., 1998; Kunicka et al., 2009;
Kunicka et al., 2010). Para la evaluación de la capacidad
La evaluación microbiológica de las formulaciones
preparadas demostró que la población de microorganismos
indicadores de calidad (microorganismos aerobios
mesófilos, hongos y levaduras, coliformes totales y
coliformes fecales) en las dos cremas; medida en UFC/mL,
estuvo por debajo de los estándares definidos en la NTC
Sthaphylococcus aureus
X
X
X
16
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 6 - 15
4833. Sin embargo, la evaluación de microorganismos
patógenos mostró que las dos cremas no inhibieron el
crecimiento de la cepa Sthaphylococcus aureus.
Al comparar la evaluación microbiológica de las dos
cremas, se observó que la fórmula 1 tuvo mayor efecto
bactericida contra microorganismos aerobios mesófilos
que la fórmula 2; es decir, que los mecanismos de
acción de las nanopartículas de orégano fueron más
efectivos que el metilparabeno para controlar la
población de microorganismos aerobios mesófilos en el
producto terminado. Por otra parte, la fórmula 2 tuvo
mayor capacidad de controlar la población de hongos
y levaduras en comparación con la fórmula 1; por lo
tanto, la nanoemulsión de orégano no tiene una actividad
antifúngica significativa.
Con respecto a la población de coliformes totales
y coliformes fecales; y la presencia/ausencia de
microorganismos patógenos, las dos formulaciones no
evidenciaron diferencias significativas. Por consiguiente,
se puede establecer que la acción antibacteriana de los
agentes conservantes contra estos microorganismos es
similar.
CONCLUSIONES
A pesar que el diámetro medio de las gotas de las emulsiones
superaron el tamaño máximo previamente establecido
para que el sistema sea considerado nanométrico, durante
el desarrollo del trabajo consideramos los ensayos 6
y 7 de las emulsiones de orégano y manzanilla como
nanoemulsiones, por su apariencia traslúcida, la evidente
formación de mecanismos de nanoemulsificación y
la obtención de gotas con tamaños inferiores a 1 μm
o 1000 nm. Adicionalmente, con la realización de
estos ensayos logramos observar la influencia de las
variables de formulación sobre los tamaños de gotas de
las nanoemulsiones, razón por la cual se sugiere ajustar
en trabajos posteriores estas variables, para obtener
nanopartículas que se encuentren en el rango de la escala
nanométrica; esto con el fin de mejorar las características
y propiedades de las nanoemulsiones preparadas.
El máximo porcentaje de inhibición contra microorganismos
patógenos en los geles antibacteriales se obtuvo con una
formulación que contenía la menor concentración de
nanopartículas de orégano, por lo tanto, las nanoemulsiones
de aceites esenciales se proyectan como una alternativa
factible para la formulación de productos de interés
comercial, debido a que son agentes antibacteriales efectivos
a bajas concentraciones.
Probablemente, el incremento de la cantidad de
nanoemulsión en la formulación, disminuyó la actividad
antimicrobiana en el gel antibacterial, debido a que
las nanopartículas de aceite esencial de orégano se
desestabilizaron a bajas concentraciones cuando fueron
incorporadas a las formulaciones de gel. Esto ocasionó un
incremento en el tamaño de las partículas, de modo que
los mecanismos de acción de las nanoemulsiones sobre
los microorganismos se pudieron inhibir y disminuir su
efecto antimicrobiano.
La presencia de Sthaphylococcus aureus en las cremas
pudo deberse a contaminación cruzada en el momento
de la elaboración del producto, y no a la resistencia del
microorganismo a los agentes antimicrobianos. Por lo tanto,
se recomienda realizar pruebas de actividad antimicrobiana
a diferentes concentraciones de los agentes antimicrobianos,
para determinar la concentración mínima inhibitoria (CMI)
y establecer específicamente la resistencia o sensibilidad
del Sthaphylococcus aureus a los agentes antimicrobianos
estudiados.
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Diseño experimental de mezclas como herramienta para
la optimización de cremolácteos de mango
Experimental mixture designs as a tool for mango dairy cream optimization
Guillermo Salamanca Grosso1,; Laura M. Reyes Méndez2; Mónica P. Osorio Tangarife3; Nelson Rodríguez Arias4
Recibido: 07-11-2014 Aceptado:15-09-2015
Resumen
Abstract
El diseño de mezclas para la elaboración de nuevos productos, es una de las áreas que ha
venido ganando interés entre los productores de alimentos, dado que se pueden realizar
combinaciones de productos para buscar nuevas características funcionales y optimizar
el uso de materias primas. Se ilustra la herramienta para la optimización de cremogenados
de mango y el desarrollo de derivados lácteos de yogurt a través de valoración sensorial y
diseño experimental de mezclas. Además, se evaluaron las condiciones higiénico-sanitarias
necesarias para la elaboración de cremogendos de mango y la implementación de un proceso
de reducción de tamaño de partícula por tamizado de la pulpa. Se planteó un diseño de mezclas
para la obtención de cremolácteos, usando yogurt como vehículo y sacarosa como edulcorante.
Se evaluaron las propiedades físicoquímicas de los frutos en su estado óptimo de madurez
y se formularon mezclas de base láctea y cremogenado de fruta, valorando el efecto de los
componentes en las formulaciones con relación a la acidez, pH, propiedades cromáticas y
atributos sensoriales. Los cremolácteos con propiedades correspondieron a formulaciones con
15 g de azúcar, 20 g de cremogenado y 65 g de base láctea. El pH óptimo es de 3,97 y la acidez
de 98,8 meq kg-1, los sólidos solubles oscilan entre 17,0 y 19,6 como máximo. El aporte de la
investigación, reside en la valoración de la metodología de los diseños para mezclas ternarias
que puede ser a través de análisis sensorial o fisicoquímico.
Palabras clave: cremogenados; mango; propiedades físicoquímicas; procesado; lácteos.
The design of mixtures for the development of new products, is one of the areas that has
been gaining interest among food producers, given that you can do combinations of products
looking for new functional characteristics and optimize the use of raw materials. This paper
illustrates the design and optimization of dairy food using mango and yogurt, through sensory
evaluation and experimental design of mixtures. We evaluated the necessary Sanitary and
Hygienic conditions for the elaboration of new products and the implementation of a process
for reduction of fruit particle size by sieving the pulp. There was a design of mixtures using
mango, sugar cane as a sweetener and yogurt as a vehicle. We evaluated the physicochemical
properties of the fruit at its optimal state of maturity and formulated mixtures for yogurt,
fruit, valuing the effect of the components in the final formulations respect to acidity, pH,
chromatically properties and sensory attributes. Best properties observed were with 15 g of
sugar, 20 g of puree and 65 g of yogurt. Optimum pH were 3,97; total acidity of 98,8 meq
kg-1 and soluble solids between 17,0 and 19,6 as maximum. The contribution lies in the
valuation of the methodology of the designs for ternary mixtures that can be through sensory
or physicochemical analysis.
Keywords: Process; Physicochemical properties; experimental design; puree; Mango; dairy
cream.
Colombiano. Ph.D. en Tecnología de Alimentos. Grupo de Investigaciones Mellitopalinológicas y Propiedades Fisicoquímicas de Alimentos. Universidad del Tolima. Ibagué, Tolima – Colombia. Correo electrónico: [email protected]
Colombiana. Universidad del Tolima. Departamento de Química, Ibagué, Tolima - Colombiana Correo electrónico: [email protected]
3
Colombiana. Universidad del Tolima. Departamento de Matemáticas y Estadística. Facultad de Ciencias. Correo electroónico: [email protected]
4
Colombiana. Universidad del Tolima. Departamento de Matemáticas y Estadística. Facultad de Ciencias. Correo electrónico: [email protected]
1
2
G. Salamanca, L. Reyes, M. Osorio, N. Arias: Diseño experimental de mezclas como herramienta para la optimización de cremolácteos de mango
Introducción
En el diseño de productos y procesos agroalimentarios, es
frecuente acudir a las herramientas estadísticas de diseño
robusto y experimental para la valoración y optimización
de mezclas de varios componentes o ingredientes (Kumar,
et al., 2010). Esta tarea corresponde, fundamentalmente,
a los departamentos de Investigación y Desarrollo (I+D),
donde se toman decisiones de carácter interdisciplinar,
ajustadas a las políticas de las compañías procesadoras
y generadoras de nuevos productos. Para la elaboración
de jugos, néctares, conservas, compotas, mermeladas,
cremogenados o yogures, se requiere una mezcla
óptima de ingredientes que permitan generar las mejores
características organolépticas, físicas, reológicas o
químicas, aun más económica, cuando alguno de los
ingredientes es muy costoso (Braco y Gaspareto, 2003;
Álvarez, 2006). En el diseño de mezclas, los factores que
intervienen son las proporciones de los componentes de
la mezcla, y las respuestas a optimizar son función de
esas proporciones con respecto al total y no dependen de
la cantidad de cada componente.
Una característica especial de los diseños de mezclas es
que la cantidad total de la mezcla normalmente se fija en
el diseño de experimentos, y la de cada componente es
proporcional a la cantidad total, además, la proporción
no puede variar independientemente como en los diseños
factoriales, porque ellas están restringidas a que la suma
sea constante (1 o 100%). La forma como se analiza este
tipo de diseño es a través de una superficie de respuesta,
siendo la que permite encontrar la mezcla óptima.
Diversas investigaciones se han orientado al estudio
de mezclas con restricciones y variables de proceso
(Nikzade, et al., 2012). Los trabajos preliminares sobre
este tema, fueron realizados en principio por Thompson y
Myers, (1968); Snee (1971); Cornell (1973, 1983, 1986).
En la industria de alimentos se aplica desde la década de
los setenta, el primer trabajo fue reportado por Henika y
Palmer (1976) en mezcla de cereales; Huor, et al., (1981)
en pruebas de valoración sensorial, optimizando las
proporciones de melón, piña y naranja en un ponche de
frutas. Jhonson y Zabick (1981), desarrollaron un diseño
de mezclas para construir una superficie de respuesta para
estudiar las interacciones entre proteínas de la torta tipo
ángel. Khuri y Cornell (1987), reportan aplicaciones para
el diseño de edulcorantes donde se involucran variables
de proceso para el diseño de un paté, en el cual intervienen
las temperaturas y los tiempos de cocción. En la última
década, las aplicaciones en la industria de alimentos han
crecido significativamente, a tal punto que en casi todas
las revistas técnicas en alimentos se reportan aplicaciones
con diseño de mezclas, (Kumar, et al., 2010; Kpodo et
19
al, 2013). En los experimentos con mezclas, los factores
son sus componentes o ingredientes, y por lo tanto, sus
niveles no son independientes (Mali, et al., 2010; Álvarez
2006; Depypere, et al., 2003).
La producción y consumo de mango en Colombia ha
permitido posicionar al departamento del Tolima como
uno de los principales productores a nivel nacional.
La demanda de bebidas refrescantes ha generado un
mercado importante. Se distinguen los néctares y jugos
de mango con el 27% de participación en el mercado
(Salamanca, et al., 2007), gran parte de esta producción
se hace sobre variedades criollas. Los cremogenados
de fruta son productos generados por la transformación
de frutas frescas, susceptibles de fermentación, pero
no fermentadas, las cuales se obtienen por molturación,
tamizado o ultrahomogenización de la parte comestible
de frutas, sin eliminar la fracción acuosa que constituye
el zumo. El uso de cremogenados como base para la
elaboración de los productos relacionados presenta
ventajas definidas respecto a las demandas de los
consumidores, quienes prefieren alimentos frescos
y con bajo nivel de procesado. Desde el punto de
vista tecnológico, se logra el mantenimiento de las
características nutricionales y sensoriales iníciales,
reduciendo costos y volumen de almacenamiento en
productos frescos, contribuyendo así a la disminución de
pérdidas en poscosecha, (Salamanca, et al., 2006, 2007;
Waldrop y Roos, 2014). En este trabajo se presentan
los resultados asociados al diseño y optimización de
cremogenados de mango (Mangifera indica L.) a través
de sistemas de diseño experimental de mezclas.
Materiales y métodos
Frutos de mango: Los frutos de mango Hilacha
(Mangifera indica. var. Magdalena river), se recolectaron
en la localidad de Dindalito (Espinal,Tolima-Colombia:
4°07´59.17´´N y 74°56´15.72´´O), con preclasificación al
cultivar. Los frutos de mango recolectados son de color
amarillo, tamaño mediano y tienen un peso promedio
de 160-250 g. La selección final implicó operaciones de
selección, lavado y desinfección. Los frutos usados en el
proceso se agruparon bajo el criterio de estado óptimo de
madurez para consumo en fresco, seleccionados según el
aspecto, el color, el tamaño y el grado de madurez.
Yogurt: El producto usado como base láctea en este
trabajo se adquirió en un supermercado de cadena, que
ha sido elaborado bajo estándares de calidad (Yogurt
TapiocaTM), libre de azúcar y aditivos.
Caracterizaciones: A los frutos seleccionados se les
determinó en el laboratorio el contenido de sólidos
20
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 16 - 24
solubles (ºBrix), su acidez total y pH como criterio de
madurez. Además, se realizaron pruebas físicas para
los rendimientos en pulpa y peso. Se aplicaron métodos
estandarizados, según las directrices del Manual de
métodos analíticos para alimentos de la AOAC (1999),
para los parámetros de pH, acidez total (me/kg),
conductividad eléctrica (mS/cm). La actividad de agua,
se determinó en unidad psicrométrica termoeléctrica
Decagon CX2TM (DecagonDevices, Inc., Pullman, WA,
USA). La viscosidad fue evaluada en un viscosímetro
tipo BrookfieldTM DV-II-Pro, haciendo uso de los
sensores de medición LV1, LV2, LV3 y LV4, acoplado
al software Reocall 42.4 Rheometer 1 a 40, 70, 140, 180
y 200 rpm., a partir de las curvas se estimó la viscosidad
y dilucidaron sus propiedades de plasticidad. Las
propiedades cromáticas (CIELab), fueron evaluadas a
través de un sistema de análisis de imágenes, haciendo
uso del software Munsell™ 7.0.1 2010, operado con
iluminante D65 y observador 10°. Las variaciones de los
parámetros cromáticos de los cremolácteos elaborados
(∆E) fueron determinados conforme a la relación que se
indica; ∆L, ∆a* y ∆b* corresponden a las variaciones de
los parámetros respecto de la pulpa de mango.
∆Ea,b=[(∆L) +(∆a ) +(∆b ) ]
2
*2 2
*2 2
1/2
Valoraciones sensoriales: Las distintas formulaciones de
cremolácteos de yogurt, mango edulcorados con sacarosa
fueron evaluados, usando una escala hedónica para los
parámetros de color, viscosidad, aroma, palatabilidad,
dulzor y aceptación global, siguiendo criterios de análisis
cuantitativo descriptivo (QDA) con la participación de un
panel de once jueces previamente entrenados. La escala
descriptiva usada fue: Nulo (0), deficiente (1), pobre (2),
bueno (3), notable (4) y excelente (5) cuando los atributos
sensoriales fueron óptimos.
Procesado: Las operaciones básicas para la obtención
del cremogenado de fruta se completa con el deshuesado,
trituración, inactivación térmica y tamizado, a través
de una malla de 0,5 mm. A continuación el proceso se
completó con una homogenización y desaireación, para
finalmente realizar una pasteurización por 45 segundos
a 95 ± 3.0 ºC. El producto se dejó reposar y se enfrió a
25ºC, luego se empacó en bolsas al vacío y dispuso en
cadena de frío para su conservación. En la Figura 1, se
ilustra el proceso para la obtención de cremogenado de
mango, en donde intervienen las condiciones indicadas.
Diseño experimental: Los rangos establecidos para los
componentes de las mezclas (codificados en composición
y fracción de 0 a 1, según rango alto o bajo) se fijaron en
% como A: cremogenado de mango (15-30), B: base láctea
de yogurt (60-75) y C: sacarosa refinada (10-25). Se usó
el diseño del tipo simplex-lattice con 10 combinaciones
entre los factores. Los rangos se fijaron tomando como
referencia trabajos previos, en los cuales se realizaron
procesos de optimización, buscando mantener las
propiedades sensoriales de la fruta y la base láctea de
yogurt. Además, Se evaluaron 10 muestras cada una con
diferentes composiciones correspondientes al diseño.
Recepción materia prima
Clasificación
Caracterizaciones físicas
Lavado desinfección
Hipoclorito 1.50 mg/l
Inspección
Grados de madurez
Lavado
Despulpado
Homogenizado
Residuos
Hueso/Cáscara
Cremogenado inicial
Tamizado
Inactivación térmica
Microorganismos
Cremogenado
Envasado
Propiedades
Fisicoquímicas
Congelado
Figura 1. Diagrama de flujo para la elaboración de
cremogenados de mango hilacha.
Fuente: Autores.
Mezclas: Las mezclas de los derivados lácteos se
realizaron en cada una de las proporciones indicadas a
una temperatura de 25°C. Se efectuaron operaciones de
pesada y mezcla íntima para los componentes yogurt,
azúcar, y finalmente cremogenado de mango usando una
mezcladora Oster Hand Mixer portátil de 5 velocidades,
50-60Hz. Cada mezcla se mantuvo a 6.0°C hasta el
momento de la evaluación sensorial, que se hizo a 15°C,
luego de servido el producto. Las caracterizaciones
fisicoquímicas se realizaron en muestras reducidas que se
conservaron a 4.0 °C.
Evaluaciones estadísticas: En la evaluación final de
los parámetros fisicoquímicos y sensoriales generados en
cada una de las formulaciones, se evaluó el efecto de cada
uno de los componentes sobre las propiedades finales.
Los promedios y desviaciones se estimaron a través del
software Desing-ExpertTM 7.0. Adicionalmente, se hicieron
consideraciones bajo los criterios de superficie de respuesta
de los diseños experimentales de mezclas de modelos
cuadráticos, conforme a la relación que se indica más abajo
y como criterio de optimización. En la proyección de las
superficies de respuesta y estimación de la variabilidad de
los resultados, se usó el paquete Statistica 10,0 TM conforme
G. Salamanca, L. Reyes, M. Osorio, N. Arias: Diseño experimental de mezclas como herramienta para la optimización de cremolácteos de mango
a los criterios de la literatura (Bouffier, et al., 2014; Nikzade,
et al., 2012; Mathews, 2005; Álvarez, et al., 2006).
∑β x +∑∑β x x +ε
y=βo+∑βixi+
K
i=1
i
K
2
i=1
ii i
i<j
ij i ij
Resultados y discusión
La variedad de mango hilacha usada en el estudio presentó
un color amarillo con un peso entre 0,177 a 0,202 Kg con
un volumen promedio de 220 mL. El pH del producto
fue de 4,46 ± 0,47 y una acidez en su estado óptimo de
consumo de 0,320 g por 100g como ácido málico. Los
sólidos solubles totales alcanzaron los 14,0 ± 0,12 g/100g
de pulpa. El color (CIELab) para la luminancia fue de 80
± 3,12, los valores de cromaticidad rojo/verde y amarillo/
azul (a*, b*) fueron del orden de -9,50 ± 1,76 y 80,7 ± 1,20,
respectivamente. Los valores de la cromaticidad fueron
81,3 ± 1,44, pero en la elaboración de los cremogenados
estos valores cambian con la adición de la base láctea de
yogurt. En la preparación de los cremogenados de mango
se observó un rendimiento del 67,2 g por 100 g de fruta.
Los principales residuos son cáscaras y hueso. La pulpa
presenta una ligera reducción del pH a 4,24 ± 0,12; la
acidez fue del orden de 77,3 ± 0,20meq/Kg (0,52 por
100 g, como ácido málico y 15,4°Brix. La actividad de
agua (aw) fue de 0,901. La viscosidad del producto a las
condiciones establecidas en la metodología fueron del
orden de 3793 ± 1,60 (40), 2721 ± 5,60 (70), 1778 ± 3,50
(140), 1405 ± 2,10 (180) y 1280 ± 2,10 (200) cP.
21
Las propiedades sensoriales del producto en términos
de color, aroma y sabor se mantienen prácticamente
invariables respecto de la fruta sin procesar. En las
formulaciones del diseño de mezclas, las propiedades
fisicoquímicas varían conforme a la proporción de los
componentes mayoritarios. El análisis de varianza del
pH no presentó diferencias estadísticas significativas al
95% (Pv 0,8857) respecto del componte mango, yogurt
y sacarosa (Pv 0,773) y (Pv 0,593), respectivamente. El
parámetro varía entre 3,88 ± 0,10 y 4,06 ± 0,21, a 25ºC.
En este mismo orden, las diferencias entre los promedios
de cada uno de las formulaciones para la relación
mango-acidez presentó diferencias significativas (Pv<
0,005), para sacarosa-acidez (Pv 0,004) y yogurt-acidez
(Pv 0,471). La acidez total osciló entre 59,8 ± 1,14 y
92,0 ± 1,42 meq/kg de cremogenado. En la Tabla 1, se
relacionan los valores medios observados para el pH y la
acidez de las formulaciones evaluadas y en la Figura 2,
se relacionan las superficies de respuesta de las variables
de pH y acidez en relación a los componentes de los
cremolácteos a base de mango. La gravedad específica a
20 ºC de estos cremolácteos osciló entre 1,442 y 1,445.
El pH de los productos elaborados como formulaciones
es dependiente de la base láctea y del cremogenado
utilizado.
Tabla 1:
Valores de los promedios y desviación estándar por efecto de los componentes sobre la acidez y el pH de cremolácteos de mango
pH (±ds)
Acidez (±ds)
A: Mango
Componentes
B: Yogurt
C: Azúcar
25ºC
meq/kg
20,0
30,0
15,0
15,0
15,0
22,5
22,5
25,0
0,18
65,0
60,0
67,5
75,0
60,0
67,5
60,0
62,5
70,0
15,0
10,0
17,5
10,0
25,0
10,0
17,5
12,5
12,5
3,88 (0,10)
3,99 (0,12)
4,06 (0,21)
4,00 (0,17)
3,97 (0,14)
3,99 (0,16)
3,97 (0,16)
3,99 (0,14)
4,01 (0,15)
77,8 (1,40)
74,0 (0,78)
67,7 (1,21)
76,5 (0,27)
59,8 (1,14)
76,2 (1,23)
87,0 (1,90)
92,0 (1,42)
74,0 (1,13)
17,5
62,5
20,0
3,97 (0,16)
70,5 (1,36)
Fuente: Autores.
22
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 16 - 24
Figura 2. Superficies de respuesta de las variables de pH y acidez en relación a los componentes de los cremolácteos a base de
mango.
Fuente: Autores.
Las interacciones entre los niveles de los componentes
fue significativa. Este comportamiento se observó en el
caso de la acidez (Tabla 2). Las propiedades cromáticas
de los alimentos se consolidaron como parámetros de
calidad, y con frecuencia son considerados en el estudio
y desarrollo de nuevos productos. La luminancia de las
formulaciones tuvo una variación entre 60,0 ± 0,12) y
61,9 ± 0,12, y los parámetros de cromaticidad rojo/verde
entre (-19,3 ± 2,21) y ( -16,3 ± 1,14); la cromaticidad
amarillo/azul por su parte varió entre 41,6 ± 3,21 y 54,2
± 1,17.
La proporción de cremogenado incrementó los tonos de
amarillo y por ello se presentaron diferencias estadísticas
significativas entre los promedios de las formulaciones
respecto de las adiciones de mango (Pv< 0,005).
Tabla 2:
Coeficientes asociados a los parámetros de pH y acidez en relación al efecto de los componentes usados en las formulaciones.
Coeficientes
pH (25ºC)
Acidez total (meq/kg)
A (xi)-B (yi)
A (xi)-C (yi)
B (xi)-C (yi)
A (xi)-B (yi)
A (xi)-C (yi)
B (xi)-C (yi)
ßo
1,076
4,108
8,837
-364,4
131,3
-411,1
ß1xi
-1,008
-2,588
-12,04
3660
-202,6
882,2
ß2yi
9,047
2,984
-16,53
248,9
-742,6
3753
ß3xi2
8,772
7,317
7,317
-3707
-339,7
-339,8
ß4xiyi
-4,561
-7,470
22,10
-3120
3614
-4293
ß5yi2
-0,616
-6,015
8,772
246,9
246,9
-3707
A: Mango. B: Yogurt C: Sacarosa. xi y yi : Componentes
Fuente: Autores.
En la Tabla 3, se recogen los valores de los parámetros
de color, y en la Figura 3, se muestran los perfiles de
las relaciones de color y cromaticidad amarillo/azul en
función de las proporciones de cremogenado de mango,
y la cromaticidad rojo/verde y amarillo/azul en las
formulaciones de base láctea enriquecidas con mango.
G. Salamanca, L. Reyes, M. Osorio, N. Arias: Diseño experimental de mezclas como herramienta para la optimización de cremolácteos de mango
23
Figura 3. Superficies de respuesta de los parámetros de cromaticidad amarillo/azul y rojo/verde en función de la base láctea y el
cremogenado de fruta.
Fuente: Autores.
Tabla 3:
Valores de los promedios y desviación estándar por efecto de los componentes sobre las propiedades cromáticas de cremolácteos
de mango
Cromaticidad
Componentes
Fruta de mango hilacha: Pulpa
DE
L(±ds)
a*(±ds)
b*(±ds)
80,0 (0,12)
-9,5 (0,22)
80,7(3,70)
-
A: Mango
B: Yogurt
C: Azúcar
L (±ds)
a* (±ds)
b* (±ds)
DE
0,200
0,650
0,150
60,8 (0,14)
-18,4 (1,10)
49,0 (2,54)
38,1
0,300
0,600
0,100
60,1 (0,13)
-16,3(1,21)
55,1 (2,47)
33,2
0,150
0,675
0,175
60,4 (0,10)
-16,3 (1,14)
44,0 (2,64)
42,2
0,150
0,750
0,100
61,8 (0,11)
-19,3 (2,21)
41,6 (3,21)
44,2
0,150
0,600
0,250
60,0 (0,12)
-18,6 (2,01)
50,6 (2,22)
37,3
0,225
0,675
0,100
60,1 (0,12)
-17,0 (2,21)
47,8 (3,07)
39,2
0,225
0,600
0,175
60,1 (0,11)
-17,9(1,10)
54,2 (1,17)
34,2
0,250
0,625
0,125
60,2 (0,09)
-17,7 (1,23)
48,6 (2,27)
38,6
0,175
0,700
0,125
61,9 (0,12)
-18,4(2,08)
41,1 (1,67)
44,4
0,175
0,625
0,200
60,0 (0,12)
-17,4(1,16)
46,4 (2,22)
40,5
∆E= Cambio de color respecto de la fruta no procesada.
Fuente: Autores.
24
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 16 - 24
Las evaluaciones hedónicas de los atributos sensoriales
de color y palatabilidad se ajustan a modelo cuadrático
muy significativas (Pv 0,0149) y (Pv 0,0128)
respectivamente. Los parámetros de aroma y viscosidad
se ajustan a modelos lineales, (Pv 0,170). Los panelistas
perciben el efecto del cremogenado en cada una de las
formulaciones. La base láctea se comporta como un
sustrato apropiado que retiene los componentes de la
fruta, que se hacen más volátiles conforme aumenta
la fracción de sacarosa en los cremolácteos, como se
deduce de los coeficientes de B(xi)-C(yi) en el término
b1xi (Tabla 4). El color, por su parte, se deriva de las
adiciones de fruta, y la tonalidad final está influenciada
por la cantidad de sacarosa adicionada. La palatabilidad
es percibida según las proporciones de yogurt-mango
y mango-azúcar, y la viscosidad es percibida como
una función lineal de los componentes. La Figura 4,
ilustra las superficies de respuesta para el aroma, color,
palatabilidad y viscosidad de los cremolácteos elaborados
con mango. Los valores óptimos de las formulaciones
analizadas y que son percibidas con atributos sensoriales
deseables, corresponden de la siguiente manera: 20 g de
cremogenado de mango, 65 g de base de yogurt y 15
g de sacarosa por 100 g de cremolácteo. El pH óptimo
observado en estos productos fue de 3,97 y su acidez de
98,8 meq kg-1, los sólidos solubles del orden de 17,0 a
19,6 como máximo.
Tabla 4:
Coeficientes de los modelos de superficie de respuesta de los atributos sensoriales de cremolácteos a base de mango y base de
yogurt
Coeficientes
Aroma
Color
A (xi)-B (yi)
A (xi)-C (yi)
B (xi),C (yi)
bo
6,231
-11,05
-122,1
b1xi
103,7
120,9
b2yi
-51,85
b3xi2
A (xi) -A (xi) -B (yi)
B (xi)-C(yi)
3,824
-5,828
-77,80
343,2
68,81
78,47
222,3
-17,28
360,5
-28,95
-9,652
231,9
-232,0
-232,0
-232,0
-150,3
-150,4
-150,4
b4xiyi
34,56
34,56
-498,7
19,30
19,30
-320,1
b5yi2
34,56
34,56
-232,1
19,30
19,30
-150,4
Coeficientes
A (xi) -B (yi)
Palatabilidad
Viscosidad
A (xi)-B (yi)
A (xi)-C (yi)
bo
-63,95
-7,612
2,892
-4,033
-1,811
20,41
b1xi
106,8
50,50
29,45
24,44
22,22
-22,22
b2yi
169,0
56,34
-26,90
2,222
2,222
-24,44
b3xi2
-39,9
-39,95
-39,95
-
-
-
b4xiyi
-112,7
-112,7
32,77
-
-
-
b5yi2
-112,7
-112,7
-39,95
-
-
-
Fuente: Autores
B (xi)-C (yi)
A (xi)-B (yi)
A (xi)-C (yi)
B (xi)-C (yi)
G. Salamanca, L. Reyes, M. Osorio, N. Arias: Diseño experimental de mezclas como herramienta para la optimización de cremolácteos de mango
25
Figura 4. Representación de los modelos de superficie y proyección de las superficies de contorno de las propiedades sensoriales
de aroma, color palatabilidad y viscosidad.
Fuente: Autores.
Conclusiones
Este trabajo permitió implementar un sistema de
procesado para la obtención de cremogenados de
mango, usando frutas al límite de su estado de madurez
fisiológica, con buena aptitud para el procesado, hasta
lograr una pulpa refinada y estabilizada térmicamente. Se
ha planteado el uso e integración de matrices alimentarias
convencionales en el desarrollo y optimización de
nuevos productos, tomando como referencia el diseño
experimental de mezclas, que permitan la optimización
de formulaciones a través de valoraciones fisicoquímicas
y atributos sensoriales.
Agradecimientos
Los autores expresan su gratitud al grupo interdisciplinario
de investigaciones Mellitopalinológicas y propiedades
fisicoquímicas de alimentos de la Universidad del
Tolima, por la acogida e iniciativas para el desarrollo
de la investigación. A los evaluadores del artículo
y colaboradores de la Revista Colombiana de
Investigaciones Agroindustriales, por las observaciones,
sugerencias y recomendaciones al documento final
durante el proceso de arbitraje.
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79S1,782-S1794.
Diseño de un esquema de compensación por servicios
ambientales para la cuenca del río Meléndez en el Municipio de
Santiago de Cali, Colombia
Design of a compensation scheme for environmental services for the basin of the Melendez
River in the municipality of Cali, Colombia
Ángela María Salazar Mancipe1
Recibido: 20-04-2015 Aceptado: 26-11-2015
Resumen
Abstract
La compensación por servicios ambientales –CSAH se utilizó como herramienta para
solucionar o mitigar las variaciones de los caudales del río Meléndez, ocasionadas por
el deterioro de la cobertura boscosa en la parte alta y media de la cuenca. El objetivo del
estudio fue desarrollar una fórmula para definir el valor a compensar a los propietarios y
poseedores de zonas de interés, en función de los atributos y características ambientales
de los predios. Mediante la aplicación de una fórmula matemática se determinó el valor a
compensar por los servicios ambientales por hectárea, a partir de la estimación de un precio
base y en función de las condiciones ideales de los predios, para garantizar la regulación
hídrica: a) presencia de quebradas, b) existencia de franja de protección, c) presencia de
fuentes de agua, d) condiciones del suelo, e) sistemas productivos. El valor a compensar por
año se encuentra entre un mínimo de $367.748 y un máximo de $735.496 (precios de 2015),
que equivale al costo de oportunidad estimado en función de los cuatro principales cultivos
en la parte alta y media de la cuenca. Estos resultados enfatizan la viabilidad de hacer de la
compensación por servicios ambientales, un ejercicio que garantice la conservación de las
cuencas que abastecen de agua a la población, aguas abajo.
Palabras clave: servicios ambientales; agua; caudal; regulación; cuenca.
CSAH - compensation for environmental services was used as a tool to solve or mitigate
changes in the flow rates of the Melendez river, caused by the deterioration of forest cover in
the upper middle part of the basin. The aim of this study was to develop a formula to set the
value to compensate the owners and holders, depending on the attributes and environmental
characteristics of the premises. By applying a mathematical formula the value determined
to compensate for environmental services per hectare from the estimate of a base price and
according to the ideal conditions of the premises to ensure water regulation: a) presence
of streams b) existence of a buffer zone, c) presence of water sources, d) soil conditions,
e) production systems. The offset value per year is between a minimum of $367,748 and a
maximum of $735,496 (2015 prices), equal to the cost of opportunity estimated based on
the four main crops in the upper and middle basin. These results emphasize the feasibility
of compensation for environmental services, an exercise that will ensure conservation of
watersheds that supply water to the population downstream.
Keywords: environmental services; water; flow; regulation; basin; buffer zone.
1. Colombiana. Maestría en Educación ambiental y desarrollo sostenible, docente Facultad de Ciencias Económicas y Administrativas. Universidad de San
Buenaventura – Seccional Cali,Colombia. Correo electrónico: [email protected]
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Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 25 - 40
INTRODUCCIÓN
La situación actual de la cuenca del río Meléndez,
localizada en el municipio de Santiago de Cali, es
la muestra de lo que le sucede a la mayor parte de los
ecosistemas estratégicos y áreas de valor ambiental
en Colombia, donde las transformaciones del paisaje
se asocian con el progreso y hay una pérdida de los
servicios ambientales, que unido a la subsistencia, las
actividades productivas y las mismas limitaciones de la
política pública, ponen en riesgo la estabilidad de estas
áreas de alto valor ambiental (Márquez,2003). Esta
cuenca en particular presenta una oferta ecosistémica
importante; abastece de agua a una parte de la ciudad
que, desde la economía ambiental, pueden ser calificados
como externalidades positivas asociadas a los usos del
suelo y las diversas prácticas desarrolladas en la parte
alta y media de la cuenca, esta situación contrasta con el
conflicto de intereses que existe entre los campesinos, los
usuarios del agua, los ambientalistas y las entidades del
Estado, porque ven el “valor” de la cuenca, de acuerdo
con sus expectativas y usos tradicionales, y que se
presenta, principalmente, por la declaración de la parte
alta de la cuenca como área de Parque Nacional Natural,
que limita los usos productivos, haciendo que para los
ambientalistas y entidades del Estado sea insuficiente,
y para los habitantes tradicionales de estas áreas sea
calificada la medida como exagerada. Quien al final
se afecta por esta diferencia es el río Meléndez y se
evidencia en las variaciones de los caudales mínimos y
máximos, en un rango que se amplía cada año, según las
estadísticas revisadas.
En la cuenca existen una serie de funciones ecosistémicas
relacionadas con el bosque y la cobertura vegetal que
tienden a cambiar por factores asociados al cambio
climático o por la acción antrópica, generando como
consecuencia una alteración de la capacidad para
proveer servicios y de las mismas relaciones entre los
factores ecológicos, económicos y socioculturales. Estas
relaciones se evidencian con los cambios en el paisaje,
no solo en el espacio, sino en el tiempo. En general,
se encuentra que los servicios ambientales del bosque
están resumidos en tres grandes funciones, como son
la regulación de la oferta, la regulación de los caudales
extremos y la retención de suelos, con una serie de
beneficios identificados (Villegas, 2011).
El pago por Servicios Ambientales (PSA) es una
propuesta que busca compensar esas externalidades
positivas a las personas que las generan, por parte de los
beneficiarios, que en este caso es la sociedad que recibe
esos servicios ambientales. En el mundo, el esquema de
PSA es relativamente nuevo al funcionar desde finales de
la década de los noventa, y sus experiencias en el mundo
se encuentran en diferentes fases (UNÍSFERA, 2004).
En Colombia, el Ministerio de Ambiente y Desarrollo
Sostenible elaboró en el año 2012, a través de la Oficina de
Negocios Verdes y Sostenibles, una Guía Metodológica
para el Diseño e Implementación del Incentivo Económico
de Pago por Servicios Ambientales, que parte del
establecimiento de los servicios ambientales a reconocer,
de un marco legal y metodológico que busca apoyar el
establecimiento de un monto a pagar en función del costo
de oportunidad del suelo y de la estimación de los costos
de las intervenciones para el manejo del paisaje, con unas
variables que requieren ajustes para cada caso particular.
Estos esquemas de pago requieren de todos modos una
adaptación a las condiciones del territorio donde serán
aplicados, con el fin de lograr un resultado positivo y
una mejora en las condiciones del recurso protegido y
conservando, como menciona “la capacidad de proveer
los servicios directos: satisfacción de necesidades,
productividad, equilibrio natural, asimilación, relaciones
sociales, prevención de riesgos” (Márquez, 2003, 92-95).
Los mecanismos de CSAH pueden verse entonces
como una alternativa para el cubrimiento de los costos
de prevención de riesgos asociados con la pérdida de la
biodiversidad y productividad del suelo, inundaciones,
sequías, mayor severidad de los efectos asociados con
el cambio climático, entre otros, a partir de desarrollar
un modelo que le dé una oportunidad de uso al suelo,
más allá de las opciones de extracción y de expansión
de la frontera agrícola, reconociendo la importancia de
brindarle a los campesinos y habitantes de las cuencas
una mejor calidad de vida, y contemplando variables
económicas como la generación digna de ingresos, para
retribuir así el favor hecho al resto de beneficiarios de los
bienes ambientales.
El objetivo de este ejercicio es proponer un modelo
ajustado a las variables y condiciones existentes en la
cuenca del río Meléndez para estimar el valor a compensar
por los servicios ambientales asociados con la regulación
hídrica, como una estrategia de conservación y uso del
suelo, más allá de los usos tradicionales que ponen en
riesgo la estabilidad de la cuenca y la disponibilidad de
agua en el futuro; para esto se tomó como referencia
información secundaria de estudios realizados hasta la
fecha, el aporte de profesionales en biología y ecología, y
las expectativas de las personas interesadas en conservar
la cuenca. Según los estudios revisados, es posible reducir
las probabilidades de ocurrencia de riesgos asociados con
el factor hídrico de esta importante cuenca para la ciudad
de Santiago de Cali y para la región. Este ejercicio se
plantea como una propuesta de compensación, más que
A. Salazar: Diseño de un esquema de compensación por servicios ambientales para la cuenca del río Meléndez en el municipio de Santiago de Cali, Colombia
de pago, por las connotaciones sociales que plantea este
término entre las personas beneficiarias en el modelo,
teniendo en cuenta que el “pago” establece unos
compromisos desde lo económico y jurídico a cambio
de un servicio, mientras que la compensación se concibe
dentro del modelo como un estímulo a las acciones que
realizan los habitantes de la cuenca para su conservación,
como contribución a la reducción de la pobreza, al ser
este fenómeno un elemento que incide en el deterioro del
ecosistema (Wunder y Sven, 2005).
Los resultados de este documento formaron parte del
componente económico de un estudio realizado en el
período diciembre-abril de 2015 para la Corporación
Autónoma Regional del Valle del Cauca CVC, por la
Corporación para la Gestión Ambiental Biodiversa,
y el Fondo para la Biodiversidad y Áreas Protegidas
Patrimonio Natural.
METODOLOGÍA
El estudio se realizó en la parte alta y media de la cuenca
del río Meléndez, localizada en el municipio de Santiago
de Cali, Colombia. Este río nace en la vertiente oriental
de la Cordillera Occidental, en el sector La Corea a la
altura de 2800 msnm, arriba del corregimiento de La
Buitrera; es uno de los tributarios del río Cauca y desde
el punto de vista territorial ostenta como característica
especial, la presencia de tres autoridades ambientales:
el Departamento Administrativo de Gestión del Medio
Ambiente DAGMA, en su parte baja; la Corporación
Autónoma Regional del Valle del Cauca CVC, en su parte
media; y la Unidad de Parques Nacionales Naturales
UAESPNN, en su parte alta (DAGMA, 2014). Abastece
de agua potable a 450 mil habitantes de la zona urbana
a través del acueducto La Reforma, administrado por
las Empresas Municipales de Cali EMCALI (EMCALI,
2013).
La Corporación Biodiversa, con Patrimonio Natural
y la CVC, realizaron a inicios de 2015 un análisis de
los elementos que inciden en el deterioro de la cuenca
del río Meléndez, encontrando que en sus partes alta y
media se presenta un crecimiento preocupante de los
asentamientos humanos y de actividades no compatibles
con las características del suelo. En este estudio se estimó
del modelo ACUAANDES que se requiere recuperar un
mínimo de 750 hectáreas para mejorar las condiciones
de regulación hídrica del suelo. (ACUAANDES, 2015).
La economía tradicional y la misma economía ambiental
conciben la naturaleza como una fuente de recursos
que aprovechados de forma racional contribuyen al
crecimiento económico, es así como el medio ambiente
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para la economía es definido como la sumatoria de
los recursos naturales y los servicios ambientales
(Martínez, 1998). En este proceso de estimación de los
aportes a la economía regional es importante resaltar
cómo las herramientas económicas se han ajustado a
la disponibilidad de información de carácter ecológico
para encontrar precios, lo más cercano al mercado, con
el fin de estimar una cifra de referencia sobre el valor
social. El modelo propuesto para el río Meléndez se basó
en la preocupación por conservar el medio ambiente
a partir de alternativas para garantizar la protección
de los ecosistemas soportados en modelos menos
representados en gastos de protección, y más inclinados
hacia la inversión en conservación. En este sentido,
entidades como el Fondo Mundial para la Naturaleza,
El Banco Mundial, la UICN, universidades y centros de
investigación, entre otros, han planteado los pagos y las
compensaciones por servicios ambientales como el medio
para lograr un pacto entre lo urbano y lo rural, donde
las ciudades y las personas reconocen y pagan por la
sostenibilidad ambiental como un modelo que integra la
experimentación, el conocimiento, la descentralización en
la gestión de los ecosistemas, el desarrollo de alternativas
de apoyo, como la asistencia técnica y la aplicación de un
modelo educativo que incida positivamente en el cambio
de comportamiento de todos. En general, representan
una oportunidad y una efectividad para la conservación
y la protección al tener la propiedad de ser adaptados
a las características específicas que presenta el área o
bien ambiental a proteger, y facilitan la integración en el
proceso de la conservación a las actividades agrícolas y la
sostenibilidad económica de los que, viviendo de la tierra,
no conocen otras alternativas para generar ingresos sobre
la misma, más allá de su aprovechamiento insostenible en
la mayoría de los casos, tomándolos en cuenta a la hora
de decidir sobre el uso del suelo (UICN, 2010).
Considerando que, para la estimación del valor de
los servicios ambientales de esta cuenca es necesario
determinar las variables asociadas con la variación del
caudal, se seleccionó como función o servicio ambiental
la regulación hídrica, relacionada por Villegas (2011)
como “regulación de caudales extremos (máximos y
mínimos)”, calificados como un resultado del efecto de
la cobertura vegetal en la escorrentía superficial reflejada
en la regulación de los caudales máximos y mínimos,
como un indicador del estado de la cuenca en cuanto a su
cobertura y protección. Ahora bien, como otro beneficio
indirecto se encuentra la estabilidad de los suelos y
el cambio de las condiciones físicas del mismo que
incide positivamente en la capacidad de retención o de
regulación del agua que se libera en períodos de verano.
Este servicio ambiental se seleccionó como resultado
de la revisión de los problemas y condiciones generales
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Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 25 - 40
de la cuenca, donde la calidad del agua aún no es un
tema de impacto negativo, sin embargo, los resultados
indicaron que por la topografía y condiciones del suelo,
es la regulación del caudal un servicio ambiental que
día a día aparece, siendo más vulnerable y en riesgo de
pérdida de las funciones ecosistémicas, como lo es el
comportamiento de los caudales, especialmente durante
los últimos años (Lamprea, 2011). Para revisar con más
precisión lo planteado sobre la variación del caudal se
consultó información en Unidad Estratégica del Negocio
Acueducto y Alcantarillado de las Empresas Municipales
de Cali, sobre los caudales históricos del río Meléndez
para el período 2009-2015 (Datos hasta el 28 de febrero
de 2015), donde se presentó como aspecto importante
una evidencia en la variación de los caudales, incluso,
durante los mismos días del mes (Gráfico 1).
En este período se registraron caudales máximos de hasta
8000 l/s, y caudales mínimos de 213 l/s, lo cual indicó
que en algunos de esos días se presentaron riesgos de
desabastecimiento de agua, en caso que no existiera la
planta de potabilización, cumpliendo con las funciones
de regulación para garantizar el servicio de acueducto en
una parte de la ciudad. En contraste con esta situación,
se observó que el caudal que más se registró como moda
fue de 3000 l/s, sin embargo, los caudales máximos
presentaron una tendencia hacia el aumento en el período
analizado de 6 años, lo cual evidenció que existen
situaciones que están afectando no solo a la cuenca, sino
a la misma capacidad de retención, dando como resultado
unos caudales que representan una cantidad de agua no
captada y que se pierde de la cuenca; todo esto se vio
reflejado en la tendencia de los caudales máximos que
pasaron de un promedio de 2500 l/s en 2009 a 3000 l/s en
febrero de 2015, con una pendiente positiva.
Al analizar la línea de tendencia de los datos representados
en el Gráfico 1, se encontró que el modelo que más se
ajusta a interpretar el comportamiento de los caudales
máximos es de carácter logarítmico, arrojando un R2
de 0,0048, lo que mostró que los datos son altamente
dispersos y demasiado variables de un mes a otro como
para hacer estimaciones del comportamiento futuro de los
caudales.
Gráfico 1. Río Meléndez. Comportamiento y tendencia de los caudales máximos, mínimos y promedio. Período Enero 2009 –
Febrero 2015.
Fuente: Autores, con base en información de EMCALI. Gerencia Unidad Estratégica de Negocio Acueducto y Alcantarillado.
Dirección de Agua Potable. Departamento de Producción. Planta de La Reforma.
A. Salazar: Diseño de un esquema de compensación por servicios ambientales para la cuenca del río Meléndez en el municipio de Santiago de Cali, Colombia
EMCALI, en su informe COP 2012 para el año 2012,
manifestó que la planta La Reforma tuvo una capacidad
instalada de 1.0 m3/s y su producción promedio de
0.45 m3/s (COP, 2013). Se resalta la diferencia entre la
capacidad instalada y la producción, teniendo en cuenta
que la zona sur occidental de la ciudad de Cali viene
presentando un crecimiento acelerado con el desarrollo
de soluciones de vivienda de interés prioritario y de
estratos bajos. En esta información también se estimó
que EMCALI tiene seguridad en el abastecimiento de
agua hasta el año 2038, lo cual indicó que la ciudad de
Cali tiene solo 23 años de agua segura, de acuerdo con
las condiciones actuales de las cuencas. Autoridades
ambientales como el DAGMA, junto con la Universidad
ICESI, analizaron los comportamientos estacionales de
los caudales máximos, medios y mínimos, encontrando
una variación significativa durante los meses del año en
un período de 20 años, siendo el más crítico el mes de
agosto (DAGMA, 2010), todo esto permitió establecer
que, uno de los problemas significativos de esta cuenca
es la variación de los caudales durante el año, y que
posiblemente tiene sus orígenes en situaciones asociadas
con las condiciones de la misma cuenca en sus partes
alta y media, que podrían representar en el mediano
plazo problemas para el abastecimiento de una parte de
la ciudad de Cali que viene mostrando un crecimiento
significativo.
El pago actual por los servicios ambientales que
brinda la cuenca del río Meléndez.
Se encontró que el usuario más significativo del recurso
hídrico de la cuenca del río Meléndez es EMCALI,
quien demanda un promedio de 450 l/s para el
abastecimiento de agua al sur occidente del municipio
de Santiago de Cali. Esta empresa funciona cumpliendo
con las obligaciones legales y ambientales que la ley
nacional establece, entre las que se destaca el pago por
el uso del agua, incluida dentro de la tarifa de acueducto
como “Costo Medio Unitario Tasa de Uso”, la cual fue
establecida para el año 2015 en $1,84 m3 (EMCALI,
2015). Este “precio” por el agua como un recurso natural
se fija en función a fórmulas que están por fuera de las
consideraciones de carácter ambiental que deberían
incluirse en la determinación de un precio por uso del
agua, que involucre todas sus relaciones. Además, se
tomó esta tasa de uso como un precio base para estimar
el pago por el uso de un recurso natural no renovable, y
se encontró que EMCALI paga por el derecho de usar y
tratar el agua un valor de $26’111.808, a precio de 2015,
resultado de multiplicar el caudal concesionado por
la autoridad ambiental por el valor de la tasa por uso.
En contraste con esta cifra se encontró que ese caudal
de 450 l/s, solo valorado a la tarifa de consumo para
31
el estrato 4, sin cargo fijo ($1,415,22), representó unos
ingresos para la empresa de $20,083,670,064 anuales,
siendo el pago por el uso del recurso apenas el 0,13%
(EMCALI, 2015).
Al tomar el valor pagado por tasa de uso como un dato
de referencia para la compensación del esfuerzo que hace
la naturaleza y la sociedad por mantener la oferta de agua
para el consumo humano, se determinó inicialmente que
esos 26 millones de pesos son insuficientes para realizar
obras y actividades que garanticen las condiciones
requeridas en la cuenca que aseguren el abastecimiento
de agua en los próximos años.
La estimación del valor económico del servicio
ambiental a compensar.
Teniendo en cuenta la estrecha relación que existe
entre todos los elementos que integran un ecosistema,
involucrando la población humana, así como la meta
de recuperar 750 hectáreas para mejorar la regulación
hídrica, se desarrolló un modelo que representara los
servicios ambientales o contribución del ecosistema
a la economía y al bienestar, evidenciados a través
de variables que reflejen las condiciones actuales
o el estado de los mismos, que pueden representar
amenaza o cambios en sus características (Ministerio
de Ambiente y Desarrollo Sostenible, 2012). Para
representar esta contribución del ecosistema a la
economía y sus servicios ambientales a partir del
planteamiento de un modelo, se tomó como referencia
el concepto de “paisaje” de Andrés Etter, quien plantea
como pertinente valorar los atributos de la naturaleza
a través de una relación lineal para representar los
elementos que componen el ambiente para valorar los
servicios ambientales de la cuenca (1991, 58-61). En
este sentido, el valor económico del servicio ambiental
estimado a través de la evaluación de su contribución
a la economía y sus condiciones de calidad, se realizó
aplicando una fórmula que incluye los componentes que
inciden en la regulación hídrica, utilizando un precio
base como una aproximación a los precios de mercado,
de acuerdo con la información disponible.
La selección de las variables para el establecimiento
de la fórmula de cálculo de los montos y valores a
compensar por los servicios ambientales, se realizó en
función del mismo servicio determinado, es decir, que
en el caso de los servicios ambientales asociados con
el agua, fueron analizados los aspectos y variables que
indicen en la regulación hídrica. Estas variables tienden
a cambiar, de acuerdo con sus particularidades en cada
ejercicio desarrollado para las cuencas.
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Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 25 - 40
Uno de los aspectos a tener en cuenta en el modelo, fue
la posibilidad de incidir en la renuncia, por parte de los
propietarios de predios en la parte alta y media de la
cuenca del río Meléndez, a las actividades que no son
compatibles o adecuadas para garantizar las condiciones
del suelo y del bosque mediante la asignación de un
reconocimiento económico que compense el sacrificio
que implica desistir de las actividades agrícolas en
estos predios, reconociendo que muchos de ellos se
encuentran localizados en áreas por encima de la cota
para ser calificados como Áreas de Parques Nacionales;
esto en términos económicos se conoce como el “costo
de oportunidad”. Lo que se buscó es precisamente
determinar una cifra que hiciera sus equivalentes de
costo de oportunidad, que fuera lo suficientemente
atractiva para modificar su decisión de cambiar el uso
del suelo, pasando de la agricultura o la ganadería a
la conservación de bosque, con la garantía de que el
proceso sucesional se cumpla, es decir, que se permita
una vegetación espontánea y un manejo con apoyo
técnico que garantice pasar a un estado de bosque en el
mediano plazo.
Se obtuvo entonces la lista de primeros componentes
de esta relación: el valor del incentivo, como resultado
de sumar las variables que inciden en la regulación
hídrica como un servicio ambiental en el río Meléndez.
Se estableció como primera relación que el servicio
ambiental de la regulación hídrica (SAH) se provee por
una serie de personas que, en calidad de poseedores o
propietarios, han dividido y organizado la cuenca; por
lo tanto, es el resultado de la sumatoria de los servicios
estimados en los predios que comprenden la parte alta y
media de la cuenca del río Meléndez:
SAH = ΣSA1…n
Teniendo en cuenta que se propone realizar una
compensación, más no el pago en dinero de estos
servicios, se asumió como supuesto que los incentivos de
compensación propuestos son una aproximación al valor
de la CSAH:
SAH ~ CSAH
Se mantuvo entonces la CSAH de la zona de estudio
del río Meléndez, como resultado de la sumatoria de la
compensación de los servicios ambientales de los predios
que integran la cuenca en sus partes alta y media:
CSAH = ΣCSA1…n
Donde:
CSAH= Valor del servicio ambiental asociado al
recurso hídrico en la cuenca alta y media del
río Meléndez.
CSAHn= Valor de la CSAH en el predio n.
Teniendo definido el precio mínimo por predio vinculado
al proceso de estimación de CSAH, se construyó
inicialmente un modelo de referencia que tiene la
siguiente expresión algebraica:
CSAHn= P * (ΣnXiVi)
Donde:
Xi=
Coeficiente de la variable Vi que indica la
participación sobre el total de variables n.
Vi= Variable relacionada con el servicio
ambiental i para el predio n.
Las variables que hacen referencia a los servicios
ambientales, y que se relacionan en la Tabla 1, se
seleccionaron como resultado de un ejercicio en el
que participaron profesionales de disciplinas como
la biología y la ecología, habitantes de la cuenca y
funcionarios de la CVC, y que a su vez se compilaron
bajo la condición de ser fáciles de recolectar, de
evidenciar y de estimar. Para la propuesta de modelo
de compensación se seleccionaron variables asociadas
a la función de regulación hídrica que se verifican en
cada uno de los predios, y que a su vez se constituyen en
elementos que motiven a su mejora al reflejarse en una
mayor cantidad a compensar, sea en dinero o en especie:
a) a la topografía; b) relacionadas con la forma del lote
o predio; c) relacionadas con el uso o características
del mismo (Biodiversa y Patrimonio Natural, 2015).
Las variables escogidas fueron de tipo discretas con un
máximo de tres valores.
Como la compensación buscó motivar el cambio de
prácticas productivas que mejoren en el tiempo el servicio
ambiental que se está reconociendo y conservando, entre
las variables seleccionadas la erosión es la única para la
que se contempló la posibilidad de presentar un valor
negativo, con el fin de incentivar acciones por cuenta de
los propietarios o poseedores, en caso que esas actividades
sean un reflejo de malas prácticas tradicionales de
aprovechamiento del suelo.
A. Salazar: Diseño de un esquema de compensación por servicios ambientales para la cuenca del río Meléndez en el municipio de Santiago de Cali, Colombia
Tabla 1:
Variables y coeficientes para la estimación de CSAH en la cuenca del río Meléndez
Variable
Vi
BPORCENn
Nombre
Características
Porcentaje de bosque natural y Se define como el porcentaje del área del predio que se
plantado en el predio n.
encuentra en bosque primario o secundario a partir de
la siguiente relación:
Bporcentt = (Btotalt / Áreat)
Donde.
BPORCENt = 0,0 si el porcentaje del bosque es menor
al 20%.
BPORCENt = 0,5 si el porcentaje de bosque está entre
21% – 50%.
FAGUAn
BPORCENt = 1,0 si el porcentaje de bosque es de más
del 50%.
Presencia de quebradas o fuentes Muestra la preocupación por el propietario u ocupante
de agua con franja de protección. por mantener la franja protectora (FP) de las quebradas
y fuentes hídricas en buenas condiciones, de acuerdo
con lo establecido por la norma.
FAGUAt = 2 si FP > 30 M.
FAGUAt = 1 si FP = 30 M.
FPORCENn
FAGUAt = 0.5 si FP 10-30 M.
Continuidad
de
la
franja Representa el porcentaje de continuidad de la franja
protectora de las fuentes de agua protectora (FP), de acuerdo con lo establecido con
en el predio.
la norma. Es una variable dicotómica, que arroja los
siguientes valores:
FPORCENn = 1 si %FP = 100
AGUAn
FPORCENn = 0 si % FP < 100
Presencia de nacimientos de Representa la presencia de nacimientos de agua
agua protegidos.
con cobertura y cerramiento como un indicador de
la preocupación por la protección y conservación
del agua.
Se califica como una variable que arroja los
siguientes valores, de acuerdo con la existencia de
cobertura y de un cerramiento, así:
AGUAt = 1 si existe cobertura y cerramiento
simultáneamente.
AGUAt = 0,5 si existe cobertura o cerramiento.
Uno de los dos.
AGUAt = 0 si no existen cobertura o cerramiento.
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Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 25 - 40
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Variable
Vi
AGUANPn
Nombre
Características
Protección
de
drenajes Representa la presencia de drenajes naturales,
naturales (no permanentes) o que son elemento fundamental en el ejercicio
flujos de agua estacionales.
de proteger y garantizar la regulación hídrica de
la cuenca. Estos drenajes deben ser evaluados,
de acuerdo con la topografía, resaltando su
importancia en el proceso de mitigación del riesgo
y control de la erosión.
Se califica como una variable que arroja los
siguientes valores, de acuerdo con la existencia de
cobertura y de un cerramiento en estos drenajes
estacionales, así:
AGUANPt = 1 si existe cobertura y cerramiento
simultáneamente.
AGUANPt = 0,5 si existe cobertura o cerramiento.
Uno de los dos.
SUELOt
AGUANPt = 0 si no existen cobertura o
cerramiento, o no tiene drenajes naturales.
Condición del suelo en el Hace referencia al estado, cobertura y condiciones
predio t.
del suelo en el predio, como un indicador del grado
de protección y de conciencia sobre la relación
de las actividades con la regulación hídrica. Es
una variable que arroja valores entre 1 y (-1), de
acuerdo con los tipos de cobertura y la presencia
de procesos erosivos, así:
SUELOt = -1 si el suelo se encuentra desnudo, con
evidencia de erosión
PARCHEt
SUELOt =1 si el suelo se encuentra en proceso
sucesional, hay presencia de arbustos, árboles dispersos o matorrales, sin erosión.
Diseño espacial de parches de Es una variable que permite priorizar los predios y
bosque en el predio t.
las acciones en los mismos, a partir de la presencia
de parches de bosque y su distribución para la
regulación hídrica.
Existen dos diseños espaciales de estos parches,
y de acuerdo con ellos la variable toma los
siguientes valores:
PARCHEt = 0.5 si la existencia de parches es
dispersa (parches pequeños y separados).
PARCHEt = 1 si la existencia de parches es
nucleada (existencia de un parche grande, o varios
pequeños cercanos).
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A. Salazar: Diseño de un esquema de compensación por servicios ambientales para la cuenca del río Meléndez en el municipio de Santiago de Cali, Colombia
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Viene de la página anterior
Variable
Vi
PRODt
Nombre
Características
Presencia
de
sistemas Representa un indicador importante relacionado
productivos sostenibles.
con la compatibilidad de las actividades
productivas que se desarrollan en el predio, de
acuerdo con las características del suelo y de la
topografía. Lo que se busca con esta variable es
evaluar si los sistemas existentes son “integrales”
y consideran las variables ambientales dentro
de su proceso productivo, de la misma manera
revisar los efectos de este sistema en la regulación
hídrica.
Fuente: Autor.
Una de las limitaciones de los esquemas de
compensación por servicios ambientales es el
establecimiento de un punto de partida o precio
base. (Swunder, 2005). Para que el modelo de CSAH
sea aceptado, tanto para propietarios de predios
como poseedores, se requirió evaluar el costo de
oportunidad de continuar con el uso actual del suelo,
comparado con la opción de conservar y recibir una
compensación por los servicios ambientales generados
con su actividad. Se planteó la propuesta de la
compensación como un precio mínimo establecido, de
acuerdo con las condiciones encontradas en su predio
a través de las variables seleccionadas, su disposición
a contribuir y mantener el servicio ambiental y a
realizar mejoras en el tiempo, así entonces se obtuvo
la siguiente expresión, integrando las ocho variables
seleccionadas:
CSAHn = P * [1 + (X1BPORCENn +X2FAGUAn
+ X3FPORCENn + X4AGUAn + X5AGUANPn
+ X6SUELOn + X7PARCHEn + X8PRODn)],
Con la siguiente restricción:
ΣX1…8= 1
Donde:
CSAHn = Precio del servicio ambiental asociado a la
regulación hídrica para el predio n.
P =
Precio base o de referencia.
X1…9 =
Coeficientes de las variables asociadas con
la regulación hídrica en el predio n. Sus
valores se encuentran entre 0 y 1.
En el modelo se planteó como propuesta la estimación de
un precio mínimo de referencia con el resultado positivo
de al menos dos de las variables que reúnen los atributos
del predio para otorgar el incentivo, generando como
aspecto positivo la opción de incrementarse el valor de
la compensación con las mejoras que se den en el tiempo.
Con el reemplazo de los coeficientes por los estimados
para el río Meléndez en la Tabla 1, bajo el supuesto de
mantener igual peso de todas las variables en el modelo
(Etter, 2010), la expresión algebraica se determinó como:
CSAHn = P * [1 + 0.125 (BTOTALn +
BPORCENn
+
FAGUAn
+
FPORCENn
+ AGUAn + AGUANPn + SUELOn + PARCHEn + PRODn)],
Valoración en unidades monetarias del precio base.
Considerando el reto de estimar el valor de los servicios
ambientales que le dan valor adicional, de acuerdo a su uso
y que se pueden constituir en factores de conservación, se
construyó una relación matemática que facilitara estimar
el valor del incentivo. Según las experiencias nacionales,
este precio mínimo puede llegar a incidir en la decisión
del poseedor del predio sobre acceder o no al incentivo
otorgado (Federación Nacional de Cafeteros, CVC,
PNUD, 2013).
Para obtener una medida de valor del incentivo, la
alternativa propuesta fue hacer uso de los precios oficiales,
como el salario mínimo, que facilitara hacer seguimiento
de los cambios físicos y de las condiciones del suelo,
tomando como referencia un año base. En segundo lugar,
se estimó un precio que correspondiera a las condiciones
esperadas y encontradas en los predios de la cuenca, pues
no puede ser utilizado como un estímulo a los cambios en
el uso del suelo, ni puede ser una herramienta que induzca
al cambio fundamentado en lo económico. Con el precio
base se debe ser cuidadoso para evitar que el CSAH
caiga o se convierta en un modelo perverso, por esto se
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Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 25 - 40
determinó un precio base al considerar las limitaciones,
oportunidades y posibilidades de producción en la cuenca
y teniendo en cuenta las recomendaciones hechas con
base en la revisión de experiencias en el mundo que Engel
et al., 2008 resaltan como necesarios para ayudar a que el
programa de compensación sea efectivo: a) ofrecer pagos
que sean suficientes para los cambios deseables en el uso
del suelo; b) que los usos de los servicios ambientales
se ofrezcan para mantener el pago; y c) que el costo no
vaya a ser más alto con relación al valor de los servicios
a proveerse. Son cuatro los elementos que se tuvieron en
cuenta:
• Dadas las condiciones del suelo, la productividad
obtenida en esta zona está por debajo de la que se
encuentra en zonas con una topografía más suave,
lo que hace menos rentable el aprovechamiento
con la siembra de cultivos tradicionales. En este
sentido, la compensación debe considerar estas
condiciones, también para desestimular cualquier
actividad productiva que haga uso de elementos
externos al suelo para mejorar la productividad,
afectando sus características. Como lo plantean
Cardozo y Schnetter (1976) “la productividad de
una asociación vegetal depende entre otros de
elementos ecológicos, temperatura, humedad,
radiación solar y elementos minerales del
suelo, factores medioambientales que influyen
sobre cualquier vegetación. Como los factores
ecológicos varían según la región geográfica y el
medio geológico que constituyen la capa vegetal,
es de esperar distinta productividad para las
diferentes comunidades vegetales”.
• Existen unas limitaciones de carácter legal para
aquellos predios u ocupantes que se encuentren
en la zona delimitada como “Parque Nacional
Natural”, por lo cual es limitado o prohibido el
uso del suelo para la producción agrícola, en
este sentido, es importante mantener fuerte la
presencia de la autoridad y respetar las condiciones
establecidas al respecto; desde el punto de vista
económico, cualquier opción de ingreso que sea
planteada a partir de estas condiciones podrá
contribuir a la mejora de la calidad de vida de
los ocupantes de estas áreas, en la medida que
se muestre la compatibilidad de su ocupación y
sus beneficios compartidos, tanto para garantizar
la supervivencia como para mantener las
condiciones de la cuenca en las mejores posibles,
de acuerdo con las circunstancias actuales.
• A mediano plazo, el sistema de CSAH debe ser una
alternativa independiente de los usos productivos
actuales del suelo, por eso es necesario que sus
costos y beneficios puedan ser percibidos en el
mediano plazo como una oportunidad de generar
un modo de vida a partir de las contribuciones
a la sociedad localizada aguas abajo. En este
sentido, es importante que este punto de partida
se perciba como un referente para el cálculo de
los valores que serán independientes, según los
resultados y ajustes que se hagan en el tiempo.
• Adicionalmente, el precio base debe permitir el
cálculo del presupuesto para hacer efectiva la
CSAH correspondiente al reconocimiento de los
servicios ambientales.
Con relación al modelo, la disponibilidad de recursos
económicos hace que mientras mayor sea el precio
base, menos hectáreas puedan ingresar al programa de
incentivos y más vulnerable será el mismo programa
por la participación del presupuesto dentro del total de
inversión, por esto se consideró como racional tomar
como base, un valor que se encuentre dentro del rango de
expectativas de los interesados en ingresar al programa.
De acuerdo con los retos y limitaciones del precio base se
propuso establecer las siguientes condiciones:
1.
2.
3.
4.
El precio base no debe ser igual al precio
promedio del mercado.
El precio base debe considerar las limitaciones
en términos de opciones de producción que las
autoridades ambientales han establecido en el
Área de Parques Nacionales Naturales.
Debe representar o acercarse a representar,
la productividad del suelo en función de su
topografía.
Al ser el precio base el punto de partida para la
estimación del valor a compensar por el esquema
de CSAH, este debe aportar positivamente a la
implementación de otras alternativas de mejora,
como las herramientas de manejo del paisaje.
El cálculo de este precio base se realizó con información
secundaria de la cuenca, a partir de la estimación del
costo promedio de los cultivos permanentes y transitorios
predominantes y se hizo uso de la información de
diversas fuentes de entidades de carácter departamental
y nacional, resaltando que en el tiempo estos precios son
muy variables y corresponden a las mismas dinámicas
de la economía, siendo las entidades del Estado, como la
UMATA, a nivel municipal y la Secretaría de Agricultura
y Pesca, a nivel departamental, quienes registran esos
precios, pero no pueden fijarlos.
Según la información consultada sobre la cuenca del
río Meléndez, de acuerdo con las visitas de campo
A. Salazar: Diseño de un esquema de compensación por servicios ambientales para la cuenca del río Meléndez en el municipio de Santiago de Cali, Colombia
37
realizadas y de los resultados presentados por Biodiversa
y Patrimonio Natural, los cultivos predominantes en
la cuenca fueron café, mora, lulo y plátano, acordes
con la empresa familiar o campesina (Forero, 1973).
Se tomó como supuesto que los cultivos encontrados
presentaron alta densidad con rendimientos mínimos
para una cosecha anual, aunque se reconoce que existen
diferencias en la productividad del suelo que dependen
de sus condiciones y de las variaciones climáticas, que
para efectos de este ejercicio son difíciles de establecer
(Cardozo y Schnetter,1976), por lo cual se desarrolló el
cálculo con el supuesto de un 50% del rendimiento por
hectárea establecida en la información recopilada, y que
para el caso del Valle del Cauca se compiló a través de la
Secretaría de Agricultura y Pesca, y que se complementó
con la información del Banco Agrario de Colombia.
El lulo en el Valle del Cauca tuvo 6.5 ton/ha (SISAV),
pero según información del ICA, en Colombia puede ser
hasta de 25 toneladas por hectárea. (Tabla 2)
Desarrollo Rural. Los costos de producción de la mora
se actualizaron con base en las tablas de evaluación de
cultivos del Banco Agrario de Colombia, que califica
los costos de producción avalados por la Secretarías de
Agricultura y las UMATAS del país.
Para el cultivo de la mora, se encontraron rendimientos
de producción que van de 7 a 16 Toneladas por hectárea.
(Tabla 3) a nivel nacional se registró un promedio de 11
Ton/Ha, de acuerdo con el Ministerio de Agricultura y
En la Tabla 5 se presenta la rentabilidad del cultivo del
plátano, precios de 2015. En la Tabla 6 se presenta la
utilidad bruta consolidada de cultivos predominantes en
la cuenca alta y media del río Melendez.
En el caso del cultivo del café es importante tener en
cuenta que las productividades varían, de acuerdo con
la tecnificación y la variedad, teniendo desde 50 arrobas
de café por hectárea para los cultivos no tecnificados
y cafetales viejos hasta 400 arrobas para el caso del
café pergamino. Se calcularon los rendimientos con la
productividad más baja, es decir, de 50 arrobas por ha.
En el caso del precio por kilo se tomó como referencia la
información de los boletines de la Federación Nacional
de Cafeteros para los precios internos de café pergamino
seco, establecidos por arroba (12.5kg) y kilo. El precio
pagado al productor se tomó de la información oficial de
la Federación Nacional de Cafeteros. (Tabla 4)
Tabla 2:
Rentabilidad del cultivo de lulo. Precios de 2015.
Descripción
Fórmula
Cálculo
Valor
1
Rendimiento
t/ha
3,25*
2
Costos de producción
$/ha
5,498,547
3
Precio pagado al productor
$/t
2,200,000
4
Ingreso
$/ha
= 3*1
6,600,000
5
Utilidad bruta
$/ha
= 4-2
1,101,453
Fuente: Autor con base en información del Banco Agrario de Colombia, 2015.
*Equivalente al 50% del rendimiento por ha.
Tabla 3:
Rentabilidad del cultivo de mora. Precios de 2015.
Descripción
Fórmula
Cálculo
1
Rendimiento
t/ha
3,5
2
Costos de producción
$/ha
7,585,993
3
4
Precio pagado al productor
Ingreso
$/t
$/ha
= 3*1
2,273,237
7,956,331
5
Utilidad bruta
$/ha
= 4-2
370,338
Fuente: Cálculos del autor con base en información del Banco Agrario de Colombia, 2015.
Valor
38
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 25 - 40
Tabla 4:
Rentabilidad del cultivo de café. Precios de 2015
Descripción
1
2
3
4
5
Fórmula
Cálculo
Valor
Rendimiento
t/ha
0,625
Costos de producción
$/ha
1,552,181
Precio pagado al productor2
$/t
3,510,000
Ingreso
$/ha
= 3*1
2,193,750
Utilidad bruta
$/ha
= 4-2
641,569
Fuente. Autor con base en información del Banco Agrario de Colombia, 2011, ajustados a precios de 2015.
Tabla 5:
Rentabilidad del cultivo de plátano. Precios de 2015
Descripción
1
2
3
4
5
Fórmula
Cálculo
Valor
Rendimiento
t/ha
5,00
Costos de producción
$/ha
2,171,374
Precio pagado al productor
$/t
600,000
Ingreso
$/ha
= 3*1
3,000,000
Utilidad bruta
$/ha
= 4-2
828,625
Fuente: Autor con base en información del Banco Agrario de Colombia, 2011, ajustados a precios de 2015.
Tabla 6:
Utilidad bruta consolidados de cultivos predominantes en la cuenca alta y media del río Meléndez. $/ha. Precios de 2015
Fuente: Autor.
Cultivo
Lulo
Mora
Café
Utilidad bruta
1,101,453
370,338
641,569
Plátano
828,625
Promedio
735,496
Se encontró que estos cultivos tradicionales de la cuenca
del río Meléndez, presentaron rendimientos anuales por
hectárea, que en promedio ascienden a $735,496 a precios
de 2015, es así como en función de las condiciones de
este ejercicio se propuso establecer un precio base para
el CSAH equivalente al 50% del rendimiento calculado,
es decir, un valor anual de $367,748, que fuera suficiente
para mantener unas condiciones apropiadas para sus
propietarios, cultivadores y habitantes de la cuenca, pero
sirviendo de desestimulo a las actividades productivas
no compatibles, lo cual permite una recuperación del
suelo y del servicio ambiental, que alcance un valor
máximo equivalente al costo de oportunidad. Dadas estas
condiciones, la fórmula para el cálculo de los incentivos a
la conservación asociados a la regulación hídrica obtuvo
la siguiente fórmula:
CSAHn =
367748 * [1+0.125 (BPORCENn +FAGUAn
+ FPORCENn + AGUAn + AGUANPn +
SUELOn + PARCHEn + PRODn)]
Los resultados del modelo de CSAH para el río Meléndez
mostraron que el valor se localiza en un rango que va del
57% al 114% del salario mínimo mensual legal vigente
en el país, para ser reconocido en dinero o en especie. Se
encontró que los logros en la regulación del caudal fueron
resultados de la unión de la compensación y las herramientas
de manejo del paisaje seleccionadas, y que se sustentan en la
guía metodológica elaborada por el Ministerio de Ambiente
y Desarrollo Sostenible.
Como aspecto interesante se encontró que el valor a
compensar puede ayudar a mejorar la calidad de vida
de la población rural, al encontrarse en un rango que
A. Salazar: Diseño de un esquema de compensación por servicios ambientales para la cuenca del río Meléndez en el municipio de Santiago de Cali, Colombia
sobrepasa el límite superior de los ingresos promedio de
la población rural colombiana, según el estudio realizado
por el Banco de la República, donde los ingresos del
campo representaron a una tercera parte de los ingresos
recibidos en las cabeceras. De otro lado, se presentaron
los resultados como positivos para la reducción de la
inequidad de género, pues en la zona rural es marcada la
diferencia salarial entre hombres y mujeres.
CONCLUSIONES
El esquema de compensación por servicios ambientales
asociados con la regulación hídrica, es una herramienta
que presenta como ventajas la contribución al cambio
de las condiciones físicas de la cuenca, involucrando a
los propietarios, poseedores de predios y habitantes de
la zona rural, quienes podrán hacer de la conservación
y sus aportes a la regulación hídrica una alternativa
para el logro de mejores condiciones de vida y equidad
redistributiva; “Es una estrategia dirigida a contribuir a la
disponibilidad de agua en el futuro” y la regulación de los
caudales máximos y mínimos.
Alternativas como el modelo de CSAH son una manera
de comprometer y vincular a la sociedad en el proceso
de responsabilizarse por las condiciones físicas actuales
y futuras del recurso hídrico que será destinado para
el consumo humano a través del servicio de acueducto
suministrado por EMCALI, pero también por las
condiciones generales de una cuenca que ofrece una
lista de servicios ambientales casi nada valorados por la
misma sociedad.
Con relación al análisis de los resultados de la aplicación
del esquema CSAH, uno de los indicadores de las mejoras
físicas que presente la cuenca será la reducción de los
picos máximos y mínimos de los caudales registrados en
la cuenca del río Meléndez, y por lo tanto, estos resultados
deberán incidir de forma positiva en la consistencia de
los modelos para predecir futuros caudales; entre estos
indicadores estará la posibilidad de obtener modelos
matemáticos que arrojen R2 cercanos a 1, así como la
normalización de las pendientes de las curvas tanto de
caudales máximos como de caudales mínimos.
Para garantizar la efectividad del CSAH, es importante
hacer un seguimiento permanente, eficiente y con
periodicidad semestral para asegurar que la inversión
realizada y los mismos convenios con los propietarios
de los predios se cumplan, teniendo en cuenta que cada
predio es un área especial que requiere un seguimiento
puntual, con el fin de hacer de los resultados unos
insumos para el desarrollo de posteriores investigaciones
y multiplicar el modelo en otras cuencas de la región y
39
del país. Estas actividades ayudan a fortalecer la relación
existente entre las herramientas de manejo del paisaje
implementadas, que desde lo técnico son necesarias para
la regulación del caudal, y el balance hídrico.
Otra de las alternativas que se encontraron con este
ejercicio es la estimación de las tendencias de las
pendientes de los modelos de comportamiento de los
caudales máximos y mínimos, donde una tendencia a
cero indicará su regulación, facilitando las proyecciones,
y por ende, representando una mejora en la capacidad de
retención y de regulación del suelo de la cuenca, lo cual
se verifica con el desarrollo de modelos de regresión,
cuyo coeficiente se toma como la pendiente de la curva o
línea de tendencia.
Las condiciones ideales o esperadas para una modelación
tradicional de los caudales de una cuenca serán que el
comportamiento del caudal pueda predecirse; esto como
un indicador de regulación y de manejo eficiente de las
variables que contribuyen a dar los cambios esperados.
Con las tendencias de los caudales del río Meléndez,
añadiendo la incidencia del cambio climático en el
territorio colombiano, en estos momentos no es posible
tener una proyección aproximada de los comportamientos
del caudal más allá de lo esperado por los periodos de
lluvia o los periodos secos, por eso se califica como
condición ideal aquella en la que se presenten las
siguientes situaciones:
• Que las variaciones del caudal estén dentro de un
rango esperado, es decir, que la dispersión de los datos
sea la mínima posible.
• Que los modelos de proyección arrojen coeficientes
de determinación altos, es decir, un R2 que se comporte
como se espera.
• Que las líneas de tendencia se suavicen, y por lo
tanto, que las pendientes sean las mínimas.
Desde el punto de vista matemático estas respuestas son
el resultado de la aplicación eficiente de la estrategia que
garantice un mejoramiento de la regulación hídrica y de
las condiciones del suelo, objetivos a los que le apunta
la implementación del esquema de CSAH, basado en
la compensación a los propietarios y habitantes de los
predios de la parte alta y media de la cuenca, combinados
con herramientas de manejo del paisaje (HMP) y otras
estrategias enfocadas a garantizar las mejoras en las
coberturas del suelo, los cambios positivos en el uso
del mismo, que redunden en la capacidad de retención
hídrica y, por ende, en la regulación.
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Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 25 - 40
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Zuluaga, A.F., Giraldo C., Chará J. (2011). Servicios
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MUNDIAL, FEDEGAN, CIPAV, FONDO ACCION,
TNC. Bogotá, Colombia. Recuperado de http://www.
cipav.org.co/pdf/4.Servicios.Ambientales.pdf.
Evaluación comparativa de pérdidas de suelo en el corredor
biológico entre parques nacionales Puracé y Cueva de los Guácharos
en el Huila
Comparative evaluation of soil loss in the biological corridor between the Purace National
park and the guacharos cave in Huila
Camilo Augusto Agudelo Perdomo1; Armando Torrente Trujillo2; Adriana Vargas3
Fecha de recibo: 23-01-2015 Fecha de aceptación 20-08-2015
Resumen
Abstract
El propósito de la investigación fue evaluar las pérdidas de suelo en parcelas experimentales
del corredor biológico entre Parques Nacionales Naturales Puracé y la Cueva de los
Guácharos en el departamento del Huila, en cultivos con manejo tradicional frente a manejo
alternativo, resultados que fueron validados mediante la Ecuación Universal de Pérdidas
de Suelo. Se realizó la medición de las pérdidas de suelo y se registraron las lluvias en un
periodo de cuatro meses, calificando el periodo de lluvias como suaves, resultando mayor la
erosión en el cultivo de café convencional (1,14 t.ha-1.año-1), seguido de mora convencional
(0,99 t.ha-1.año-1) con diferencias significativas atribuidas al manejo de las coberturas. En
cultivos con prácticas de labranza cero resultaron las menores pérdidas (0,37 t.ha-1.año1)
en comparación con el manejo convencional (0,53 t.ha-1.año-1), estos últimos incluyen
quema, remoción de la cobertura y movimiento superficial del suelo. En los tratamientos
con ganadería extensiva y semi-estabulada no se presentaron diferencias significativas en la
erosión del suelo. No existe correlación significativa entre las pérdidas de suelo estimadas
USLE y las medidas en las parcelas de escorrentía.
Palabras clave: erosión; conservación del suelo; degradación del suelo; producción
sostenible.
The purpose of the research was to evaluate soil loss in experimental plots in the Biological
Corridor between National Parks Purace and the Cave of the Guacharos in the department
of Huila in crops with traditional management versus alternative management; results
that were validated by the Universal Soil Loss Equation. Measurement of soil loss was
performed and the rains were registered over a period of four months, qualifying the rainy
season as mild, resulting in increased erosion in growing conventional coffee (1.14 t ha-1.
year-1), followed by conventional blackberry (0.99 t ha-1.year-1) with significant differences
attributed to management of coverage. In crops with tillage practices there were minor losses
(0.37 t ha-1.year-1) compared to the conventional management (0.53 t ha-1.year-1), the latter
include burning, removal of surface coverage and soil movement. In treatments with ranching
and semi-stabled no significant differences were found in soil erosion. There is no significant
correlation between soil losses USLE estimated and measures in runoff plots.
Keywords: Erosion; Soil conservation; Soil degradation; Sustainable production.
1 Colombiano. Maestría en Sistemas de Producción Agropecuaria, vinculado a ONF-Andina. Correo electrónico: [email protected]
2 Colombiano. Ph.D. Profesor Titular Universidad Surcolombiana – Neiva, Grupo de Investigación Hidroingeniería y Desarrollo Agropecuario-GHIDA.
electrónico: [email protected]
3 Colombiana. Ingeniera Agrícola, Universidad Surcolombiana. Correo electrónico: [email protected]
Correo
44
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 41 - 52
INTRODUCCIÓN
Los procesos de pérdidas del suelo, especialmente en
zonas de ladera, tienen un amplio efecto en las cuencas del
territorio nacional donde se presentan altos porcentajes de
erosión, remoción en masa y/o sedimentación, entre los
que se destaca la cuenca del río Magdalena con valores
muy altos de degradación. Por esta razón, diversas
entidades se propusieron investigar este fenómeno y
las prácticas que favorecen la conservación del recurso
suelo y cuyos primeros resultados han conducido a la
formulación e implementación de estrategias en zonas
de gran presión por las prácticas indebidas de manejo y
explotación. El Proyecto Corredor Biológico (PCB) que
está ubicado entre los parques nacionales naturales Puracé
y Cueva de los Guácharos, usa como uno de sus ejes
centrales para la conservación de la diversidad biológica
y cultural la estrategia, el conocimiento y el manejo
de ecosistemas naturales y sistemas de producción
agropecuaria establecidos como sistemas productivos
sostenibles que ayudan al mejoramiento de la calidad de
vida de las comunidades (Cerquera y Will, 1991).
Los sistemas de producción representan unidades en las
que los agricultores toman las decisiones para garantizar
el bienestar de la familia a partir de la explotación de
los recursos naturales; cualquier estrategia que pretenda
garantizar procesos de conservación, deberá considerar
la importancia de los sistemas productivos, entender
su funcionamiento, identificar sus deficiencias, tanto
ambientales como económicas, y realizar propuestas
concretas para mejorar la eficiencia de estos sistemas en
su capacidad de reproducir el bienestar social y garantizar
la conservación de los recursos (Gema, 2006).
En el PCB se determinaron las pérdidas de suelo en ocho
arreglos productivos, y se evaluó la efectividad de los
sistemas productivos convencionales y alternativos con
implementación de prácticas de conservación de suelos.
Se dispuso con la información precisa de la erosión y
su relación con los arreglos productivos evaluados, que
sirvió como soporte para la toma de decisiones para toda
la región de la cuenca del Alto Magdalena.
MARCO CONCEPTUAL
El Proyecto Corredor Biológico. El área del PCB está
inscrita dentro del “Gran Macizo Colombiano”, pertenece
a la reserva de la biósfera Cinturón Andino, declarada por
la UNESCO en 1979, en el marco del Programa sobre el
Hombre y la Biósfera (MAB) de la Red Mundial de Reservas;
hacen parte de ella los parques nacionales naturales Puracé,
Nevado del Huila y Cueva de los Guácharos, garantizando
su conectividad. La degradación ambiental del Macizo se
originó por varios factores, entre los cuales se destacan:
La pobreza, la falta de alternativas de producción viables,
el desconocimiento de la importancia y fragilidad de los
recursos naturales y la presión del conflicto armado.
En la zona de jurisdicción del PCB se conjugaron varias
situaciones: Las precipitaciones anuales que en algunas
partes alcanzaron los 3100 mm, altas pendientes (S > 25%),
indicadores de calidad de vida por debajo del promedio
nacional, el cultivo de café fue la principal fuente de
ingresos de los pequeños productores, lo que constituyó
un escenario típico de la problemática de zona de ladera,
sumado a su potencial hidrográfico de importancia estratégica
para el país. En el marco del Proyecto se desarrolló una
línea de acción denominada Implementación de Sistemas
Productivos Sostenibles, cuyo objetivo fue modificar las
prácticas productivas de utilización de los recursos naturales
en la búsqueda de un modelo de desarrollo para la región,
caracterizado además por la conservación de los valores
ambientales y junto a este, el mantenimiento de adecuados
niveles de bienestar social.
Los Sistemas Productivos Sostenibles. Son aquellos
procesos de producción y/o extracción compatibles con
la lógica de la conservación del entorno natural y que
articulados a procesos de concertación social y conservación
de áreas naturales permiten la reducción de la presión
sobre las áreas naturales. En este sentido, los Sistemas
Productivos Sostenibles como mecanismos de conservación
efectiva le apuntan al propósito de incidir en los procesos
de desarrollo local desde las parcelas, los paisajes, los
territorios y las regiones. El proceso se desarrolló desde
un enfoque de investigación y planeación participativa
que parte de caracterizar el sistema productivo estructural
y funcionalmente, analizó las tendencias sostenibles e
insostenibles y propuso alternativas orientadas a lograr la
sostenibilidad económica, ambiental y social de los sistemas
productivos.
La propuesta incluyó prácticas de ganadería semiestabulada,
siembra de curvas a nivel, mantenimiento de la cobertura
del suelo, abonos verdes, y sistemas agroforestales y
silvopastoriles, así como la conservación de importantes
áreas naturales. Esta estrategia buscó responder a causas
que generan presión real sobre los ecosistemas naturales
como son los sistemas productivos insostenibles (ganadería
extensiva, frutales de clima frío, café, entre otros).
Investigaciones sobre pérdidas de suelo en Colombia.
Se han realizado múltiples estudios sobre pérdida de
suelos en zonas de ladera, principalmente en café.
Suárez (1998), determinó las pérdidas de suelo por
erosión en cultivos de semibosque (café), densos (caña)
y transitorios (yuca y piña), bajo diferentes sistemas de
C. Agudelo, A. Torrente, A. Vargas: Evaluación comparativa de pérdidas de suelo en el corredor biológico entre Parques Nacionales Puracé y Cueva de los Guacharos en el Huila
manejo. Observó que el uso (tipo de cultivo), tiene que
ver con las mayores o menores pérdidas de suelo por
erosión. Las mayores pérdidas de suelos fueron para el cultivo
de la yuca (3,52 t ha-1 año-1), mientras las menores pérdidas
fueron para la caña (0,45 t ha-1 año-1), sin embargo, la
información sigue siendo muy limitada y no es suficiente
para apoyar los procesos de toma de decisiones en el
sector agropecuario.
Uribe (1971), determinó las pérdidas comparativas de
suelo por erosión en cultivos de café Borbón al sol con una
pendiente del 60%, en un suelo derivado de cenizas volcánicas
(Melanudands). El estudio demostró cómo las pérdidas de
suelo donde se usa herbicidas en forma generalizada, es tres
veces mayor que donde se usa el azadón.
En la zona cafetera colombiana, la causa principal que
conduce a la erosión acelerada de los suelos y a la pérdida
de agua por escorrentía y contaminación de la misma con
el arrastre de sedimentos, son los sistemas tradicionales
de desyerba de los cultivos con el uso del azadón y de
herbicidas, aplicados en forma generalizada y reiterada.
Las pérdidas de suelo donde se usa herbicidas en forma
generalizada, son tres veces mayores que donde se usa
el azadón. Los herbicidas fueron introducidos en la zona
cafetera a partir de 1970 (Rivera y Gómez, 1993).
Corpoica (2006) determinó el coeficiente de erosividad R
para la Orinoquia colombiana, clasificando la precipitación
con una capacidad erosiva media alta. El índice de erodabilidad
K fue hallado (0,082) clasificando el suelo como ligeramente
erodable. Paralelamente fueron hallados coeficientes de
cultivo C para maíz (0,34), pasto (0,02), arroz (0,27) y soya
(0,24), observándose una relación inversa entre el porcentaje
de cobertura y el valor de este parámetro. Finalmente, se
determinó la pérdida total de suelo mediante USLE, siendo
las pérdidas menores en el tratamiento con pasto que en el
suelo desnudo. Las pérdidas de suelo mediante la ecuación
universal de pérdidas de suelos (EUPS) subestima para todos
los casos la pérdida de suelo real. Así, para suelo desnudo y
pasto Brachiaria, la pérdida real de suelo alcanzó 96,4 t ha-1 y
2,3 t ha-1 respectivamente, mientras la estimación por EUPS
fue de 25,27 y 0,6 t ha-1 (Almanza y Arguello, 2006).
En Cenicafé se evaluó el riesgo por erosión potencial
de la zona cafetera central del departamento de Caldas
y se encontró que cerca del 90% del área de estudio es
susceptible a pérdidas de suelo superiores a 25 t.ha-1año-1
(Ramírez, 2006).
Ecuación Universal de Pérdida de Suelo – USLE.
Esta ecuación representó un instrumento valioso y eficaz
durante casi cuarenta años. Por sus cualidades se utilizó
con fines para los que no estaba concebida, lo que ha
45
motivado a veces que sea objeto de críticas injustificadas.
Hubo un momento en que esto indujo al autor del sistema
a explicar cómo se debería utilizar. Su finalidad es muy
sencilla y concreta, proporciona un cálculo de la media
de la pérdida anual de suelo bajo diversas condiciones
de cultivo. La aplicación de este cálculo le dio a los
agricultores y a los técnicos en conservación de suelos
la posibilidad de elegir combinaciones de usos de la
tierra, prácticas de cultivo y prácticas de conservación,
para que el suelo mantenga pérdida a un nivel aceptable
(Wischmeier y Smith, 1978; Fournier 2011).
METODOLOGÍA
Localización. La investigación se desarrolló en los
municipios de Palestina y Pitalito al sur del departamento
del Huila, Colombia, en las estribaciones del Macizo
Colombiano (1º 44’ LN y 76º 07’ LW) con alturas desde
los 1300 hasta los 3000 m.s.n.m. La temperatura media
osciló entre 16 ºC - 23ºC, con una humedad relativa
media del 90%. Según las zonas de vida de Holdridge
se clasificó en bosque húmedo montano bajo (bh-MB)
(Gobernación del Huila, 2005).
Parcelas de escorrentía. Se construyeron 27 parcelas de
escorrentía, representativas del manejo alternativo de los
cultivos y el tradicional de la zona, con el fin de cuantificar
y comparar las pérdidas de suelos en los diferentes
arreglos. En las parcelas de Jericó y Pinos (Palestina) los
bordes se construyeron en concreto y marengo (Pitalito),
y en madera para proporcionarle al ganado un ambiente
más natural, y de esta manera se aseguró la entrada del
mismo en las parcelas Figura 1.
Figura 1. Parcelas de escorrentía en el Corredor Biológico
Arreglos productivos implementados. Para evaluar las
pérdidas de suelo se seleccionaron escenarios con niveles
de cobertura y manejos diferentes, se determinaron los
niveles de erosión que ocasionaron las prácticas agrícolas
establecidas en las áreas. En la Tabla 1 se presentan los
arreglos productivos sostenibles y los tradicionales que
implementaron los agricultores de la zona.
46
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 41 - 52
Tabla 1:
Sistemas productivos evaluados
Sistemas Productivos
Tradicional
Alternativo
Café
Convencional
Bajo sombra
Dimensión
(m x m)
8x2
Mora
Convencional
Barreras vivas
6x4
Ganadería
Extensiva
Semiestabulada
6x4
Cultivos semestrales
Labranza convencional
Labranza cero
8x2
Fuente: Los Autores.
Arreglos establecidos por el Proyecto Corredor
Biológico.
En este proyecto se establecieron los siguientes arreglos:
• Sistema alternativo mora con barreras vivas. Se
disminuyó la velocidad de escorrentía y la erosión,
lo cual sirvió para conducir los escurrimientos
a velocidades no erosivas a cauces de arroyos
naturales o a cárcavas estabilizadas.
• Sistema
silvopastoril.
Ganadería
semiestabulada. En este sistema productivo
se permitió el paso de los animales a los lotes
en determinados horarios y el resto del tiempo
permanecieron en los establos. Adicionalmente,
se realizó una rotación que consistió en dividir el
lote en cuatro partes para mantener los animales
en cada potrero durante 15 días, y permitir el
descanso de cada uno de los lotes restantes por 45
días, con el fin de que la cobertura se recuperara
del desgaste ocasionado por la permanencia de los
animales en el mismo.
• Sistema agroforestal. Café bajo sombra –
cubierta de chachafruto. Se sembraron árboles de
chachafruto intercalados (60 árboles por hectárea
en disposición de 9 m x 8,5 m) entre las filas del
cultivo de café (3782 árboles por hectárea en
disposición de 1,5 m x 1,7 m) con el fin de proveer
sombrío. El grado de protección que ofrecieron
los agroforestales, estuvo ligado al desarrollo
vegetativo de los árboles de chachafruto, dado que
el diámetro del follaje aumentó a medida que el
árbol creció.
• Siembra de cultivos semestrales con labranza
mínima (maíz asociado con fríjol). En este
tipo de arreglo se ensayó la labranza mínima en
el terreno para evitar la remoción del material y
de la misma forma, se evitaron las quemas para
conservar la cobertura del suelo. En las parcelas
se realizaron mediciones de pendiente del terreno,
análisis físicos e hidrodinámicos del suelo.
• Análisis de suelos. Las muestras de suelo se
recolectaron en las distintas parcelas seleccionadas
en los primeros 30 cm de profundidad. Se
determinó el espesor de los horizontes y algunas
características físicas como textura, estructura y
color entre otras, y la clasificación taxonómica del
suelo.
• Conductividad hidráulica saturada. Se utilizó el
método del pozo barrenado inverso encontrando el
nivel freático por debajo de los dos (2) metros de
profundidad del suelo, y se calculó aplicando la
solución aproximada de Porche.
• Infiltración. Se utilizó el método de los anillos
infiltrómetros y se determinaron las funciones
de infiltración por el modelo de regresión de
Kostiakov.
• Procedimiento de muestreo. Diariamente, a las
7 a.m. se midieron los pluviómetros instalados
en cada una de las parcelas. La medición de los
pluviómetros locales se sumó a la información de
la Red del IDEAM en el área de influencia. Para
medir y evaluar las pérdidas diarias del suelo
se recolectó después de cada precipitación una
muestra de 100 ml en las canecas de escurrimiento.
Las muestras se llevaron al Laboratorio de Suelos
de la Universidad Surcolombiana para su análisis
mediante filtración, volumetría y gravimetría. El
volumen total de escurrimiento colectado en cada
parcela se determinó y consignó en los formatos
de registro. Para el seguimiento a las parcelas
experimentales y toma de información, se brindó
capacitación práctica a los operarios responsables
del área sobre el proceso de control en parcela,
recolección y manipulación de muestras,
consignación de información y mantenimiento de
las parcelas experimentales.
• Medición de la cantidad de sedimentos. Se
tomaron muestras de volumen conocido de 100
ml y se realizó el montaje sobre un embudo de
cristal con papel filtro plegado dispuesto sobre
un baker, se depositó la muestra en el embudo y se
C. Agudelo, A. Torrente, A. Vargas: Evaluación comparativa de pérdidas de suelo en el corredor biológico entre Parques Nacionales Puracé y Cueva de los Guacharos en el Huila
procedió al filtrado. Una vez la totalidad del agua
de la muestra se filtró, se retiró el papel filtro del
montaje y se secó a una temperatura de 105°C
por 24 horas. Al finalizar el secado, cada unidad
de papel filtro se pesó nuevamente para encontrar
la diferencia de peso y así determinar la cantidad
de suelo por muestra. Posterior al filtrado, se
tabularon los valores de sedimentos colectados por
parcela. Adicionalmente, se registró el volumen
colectado y a partir de esta información se estimó la
cantidad total de sedimentos por parcela, según los
tratamientos dispuestos en las distintas localidades;
finalmente, el valor obtenido se llevó a una hectárea.
Los sedimentos colectados al final de la parcela se
multiplicaron por cinco para obtener el valor por
evento, ya que en cada recipiente se captó la quinta
parte del volumen total.
Ecuación Universal de Pérdida de Suelo - USLE.
Índice de Erosividad (R).
En cada una de parcelas se determinó el coeficiente de
erosividad de las lluvias (R) en el periodo. El índice del
factor de erosividad de los eventos pluviales se definió
como el producto de la energía cinética (Ec) total del
evento por su intensidad máxima en 30 minutos. Este
factor se determinó por la cantidad total de precipitación
diaria y por la forma en que se originaron, siendo más
erosivas cuanta mayor era la cantidad e intensidad de la
lluvia. Su determinación se hizo a partir de las estaciones
automáticas del IDEAM, con influencia en las áreas.
Ec = (12,142)+(8,877)*(Log(I))
Dónde Ec: t.m.ha mm lluvia, I: Intensidad del evento o
en un tiempo determinado, 12,142 y 8,877 son constantes
para el sistema métrico. Calculados estos valores se
procedió a determinar la energía cinética total de evento:
-1
-1
Ec Totaldelevento= Ecl*P
El valor del Índice de Erosividad (EI30) del evento pluvial
se obtuvo de la fórmula desarrollada por (Wischmeier y
47
Smith, 1978). Este parámetro es igual al producto de la
energía de las gotas de lluvia y su intensidad máxima en
30 minutos.
R= Ec*I30
Ec: Energía cinética total para un evento de precipitación,
I30: Intensidad máxima de la precipitación en 30 minutos,
R: Índice de Erosividad. El valor de Ec se calculó con
base en las diferentes intensidades en los intervalos de
tiempo (Fournier, 2011).
Índice de Erodabilidad (K). Representó la
susceptibilidad del suelo y reconoció las propiedades
físicas relacionadas a las tasas de erosión, además,
cuantificó el carácter cohesivo de un tipo de suelo y su
resistencia al desprendimiento y transporte por impacto
de las gotas y al flujo superficial de agua (Wischmeier y
Smith, 1978, Lobo and Gabriels, 2005). Para determinar
el factor K se hizo uso de las propiedades físicas del
suelo y las características de la parcela. La clasificación
de los suelos se obtuvo con el Índice de Erodabilidad (K)
determinado por Paulet, que se presentan en la Tabla 2:
100*K = 2.1*10-4*(12-a)M1.14+3.25(b-2)+2.5*(c-3)
Dónde K: Factor de Erodabilidad, M: Distribución del
tamaño de las partículas, a: Materia orgánica en %, b:
Estructura, c: Permeabilidad. El parámetro M se calculó
así:
M = (%lim o + arenasmuyfinas)*(100-%arcillas)
Para el análisis textural se utilizó el método de Bouyoucos
(Dewis y Freitas, 1970), y para la determinación de
materia orgánica se utilizó el método de Walkley and
Black.
Factor longitud y gradiente de la pendiente (LS). A
medida que la escorrentía se acumuló en la pendiente, su
capacidad de desprender y transportar se incrementó. La
longitud de la pendiente y su inclinación se midió en la
Tabla 2:
Clasificación de suelos según Índice de Erodabilidad (K) método de Paulet
Sitio
Clasificación CIDIAT
Rango Obtenido
Marengo
Medianamente erodable
0,150
Los Pinos
Medianamente erodable
0,163
Jericó (cultivo mora)
Muy poco erodable
0,031
Jericó (cultivo café)
Muy poco erodable
0,015
Fuente: Los Autores.
Rango Establecido
0,05 < K ≤ 0,10
K ≤ 0,05
48
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 41 - 52
parcela, el valor de los factores LS se obtuvo aplicando la
ecuación de Wischmeier y Smith (1978):
LS = (La/100)*0,76+0,535+0,0076S
2
Dónde LS: Factor longitud y gradiente de pendiente
(adimensional), La: Longitud de la pendiente en pies, S:
Pendiente en %. Este parámetro se determinó siguiendo
el procedimiento descrito por (Lobo y Gabriels, 2005).
Factor C del cultivo. En cada una de las parcelas se
tuvo en cuenta el tratamiento, por lo tanto, para aquellas
en asociación con otras especies y/o con tratamientos de
quema, se ponderaron de acuerdo al área que ocupó cada
tratamiento y a los factores teóricos de la parcela. En los
cálculos del factor C se utilizaron los índices propuestos
por (Roose, 1977; García, 2004).
Factor de prácticas de conservación (P). Representa las
prácticas de conservación usadas en el proceso de manejo
para la estabilidad del suelo; las prácticas incluidas en las
parcelas de escorrentía se establecieron así:
• Para las parcelas en sistemas productivos alternativos,
se adoptó un factor de prácticas.
• Para cultivos con pendientes entre 12 y 14º, igual a
0,9 y,
• Para aquellas que no presentan práctica mecánica o
sin prácticas de control de erosión, el factor P es igual a
1,0 (Lobo y Gabriels, 2005).
RESULTADOS
Análisis físico de suelos. El suelo en Jericó constituido
por cenizas volcánicas (Typic Dystrandepts) es de textura
franca con baja densidad aparente y alta retención de
humedad. El suelo en Pinos (Typic Fulvudands) con
epipedón de textura franca, baja densidad aparente y
alta retención de humedad sobre endopedón de textura
fina. El suelo en Marengo (Typic Hapludalfs) de textura
fina, incrementó la densidad aparente con la profundidad,
presentando baja humedad residual. En general, los suelos
andisoles son propicios para la explotación agrícola
bajo aplicación de correctivos y también altamente
susceptibles a la erosión, más aún si se localizan en
pendiente superior al 3%. Cuando los suelos presentaron
horizontes inferiores con influencia de arcillas, se creó
una barrera impermeable que mantuvo la alta humedad en
el horizonte superior, acumulando el agua y provocando
la escorrentía superficial (Tabla 3).
Conductividad hidráulica. El movimiento interno
del agua en Jericó es muy rápido, explicado por la
constitución textural y estructural del suelo, resultando
los valores más altos; en Pinos es moderada asociada a
su textura franco arcillosa, mientras que en Marengo es
lenta, en la Tabla 3 se presenta el análisis físico de los
suelos.
Capacidad de infiltración. En Jericó la infiltración
se favoreció por la porosidad del suelo, así como por
pequeñas grietas dejadas por las lombrices, las raíces de
plantas y el contenido de materia orgánica en el horizonte
superficial. La tasa de infiltración presentó índices muy
altos, lo cual se correlacionó con los resultados de
conductividad hidráulica, a excepción de Marengo donde
esta propiedad fue moderada (Tabla 3).
Tabla 3:
Análisis físico de los suelos
Sitio
JERICÓ
Cultivo de mora
JERICÓ
Cultivo de café
PINOS
Labranza
convencional
MARENGO
Ganadería extensiva
Horizonte
Textura
A
F
B
F
A/B
F
Densidad
aparente
(g cm-3)
Densidad
real
(g cm-3)
Humedad
natural
%
0,90
2,20
35,00
0,84
0,77
1,61
2,31
69,15
46,70
A
F
0,65
1,10
43,18
B
FArL
0,68
2,21
49,25
B
ArL
A
FAr
A/B
A
C
MR: muy rápida, M: moderada, L: lenta
Fuente: Autores
F
F
Ar
0,85
0,90
2,24
40,31
1,37
2,47
20,0
1,42
2,40
5,47
2,45
Infiltración
(cm h-1)
7,08 MR
31,64 MR
0,75 M
31,78 MR
0,31 L
6,10 M
25,64
2,30
1,53
Conductividad
hidráulica
(m día-1)
7,00
C. Agudelo, A. Torrente, A. Vargas: Evaluación comparativa de pérdidas de suelo en el corredor biológico entre Parques Nacionales Puracé y Cueva de los Guacharos en el Huila
Pérdida de suelo aplicando la Ecuación Universal de
Pérdida de Suelo – USLE
Análisis de precipitación. En Marengo, el 95% de
los eventos se clasificaron suaves y no se presentó
49
evento de categoría severa, mientras en Pinos y Jericó
se registraron algunos eventos fuertes y severos (13 y
10%, respectivamente). En la Figura 2 se presenta la
clasificación de lluvias para las tres localidades.
Figura 2. Clasificación de eventos de lluvia
Fuente: Los autores
Figura 2. Clasificación de eventos de lluvia.
Fuente: Autores
El cálculo del Índice de erosividad arrojó una gran
diferencia entre los eventos de lluvia. Al comparar el
índice obtenido contra las variables Volumen de lluvia por
evento e Intensidad máxima en 30 minutos, se encontró
que el Índice de erosividad dependió más de la intensidad
de la lluvia, que de la cuantía de la misma
a
(R2 = 0,828 para Intensidad y R2 de 0,432 para Volumen
de lluvia, el mayor índice R alcanzó un valor de 23,9.
Estos índices coincidieron con alta intensidad de lluvia
(I30), de 37,6 mm.h-1. En la Figura 3 se presenta la relación
de Erosividad vs la Intensidad y la Precipitación.
Figura 3. a) Erosividad vs Intensidad 30 minutos, b) Erosividad vs Precipitación
Fuente: Autores
Índice de Erodabilidad (K). La mayor erodabilidad
se presentó en Pinos (0,163 t ha-1), coincidiendo con
los mayores niveles de limos y arenas finas (que
contribuyeron a una mayor escorrentía y en consecuencia
mayor erosión superficial), por el contrario, los menores
índices de erodabilidad correspondieron a Jericó con
menor contenido de limos y arenas finas, así como una
rápida infiltración, estructura media y mayores niveles de
b
materia orgánica, siendo menos susceptibles a la erosión
a pesar de las pendientes. Los parámetros de estructura y
permeabilidad del suelo se clasificaron, de acuerdo con
las características del suelo, tamaño y tipo de estructura.
En la Tabla 4 se presenta el factor de Erodabilidad K para
las diferentes localidades.
50
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 41 - 52
Tabla 4:
Factor de Erodabilidad K para las diferentes localidades
Parámetros
% Arena
% Limo
% Arcilla
% Arena fina
a % Materia orgánica
b (Estructura)*
c (Permeabilidad)**
M (Fracción limos y arenas finas)
K (t/ha)
Sitio
Marengo
Los Pinos
69,98
9,02
21,0
12,3
2,05
2
5,0
1684,28
0,150
75,98
11,20
13,0
27,10
4,54
2
3,0
3332,10
0,163
* Estructura según USDA. 2: fina y 3: media
* Permeabilidad según USDA. 1: rápida; 2: moderada a rápida; 3: moderada; 5: lenta
Fuente: Autores.
Factor Longitud y Gradiente de la Pendiente (LS).
Las mayores pendientes se localizaron en Jericó (36%),
la longitud varió dependiendo del tamaño de la parcela
entre 6 y 8 m. El factor LS es la combinación de estos
dos parámetros y los resultados demostraron mayores
valores, y por ende, mayor susceptibilidad por pendientes
Jericó
Cultivo mora
Cultivo café
74,8
76,98
7,02
5,02
18,0
18,0
8,81
10,81
5,42
11,0
3
3
1,0
2,0
1298,06
1298,06
0,031
0,015
para Jericó con valores de 10,53 y 10,58, el menor valor
se obtuvo en Marengo con pendiente de 24% y un factor
LS igual a 5,0; esto hace que las velocidades del flujo en
esta localidad sean menores (Hart, 1984; Lobo y Gabriels,
2005). En la Tabla 5 se presenta la determinación del
factor LS.
Tabla 5:
Determinación factor LS
Sitio
Tratamiento
Longitud
pendiente
Marengo
Ganadería
Los Pinos
Jericó
Fuente: Autores.
Grado de
pendiente (%)
Factor LS
6,0
24,0
5,06
6,0
36,0
10,53
(m)
Transitorio
8,0
Café
8,0
Mora
Factor C del cultivo. Al calcular el valor ponderado de
las parcelas se encontró que el índice de cobertura que
demostró mayor susceptibilidad a erosión fueron los
cultivos semestrales convencionales (Índice = 0,39), y
por el contrario, las coberturas más protectoras del suelo
fueron las prácticas de café bajo sombra y mora con
barreras vivas.
Estimación de pérdida de suelo. Se determinó la pérdida
de suelo por erosión en las parcelas experimentales en
cada uno de los tratamientos de cobertura aplicando la
ecuación USLE y medida en campo, que se presenta
en la Tabla 6. De acuerdo con los resultados de la
Ecuación Universal de Suelos - USLE, las mayores
pérdidas ocurrieron en Pinos, especialmente en manejo
de cultivos semestrales con labranza convencional (2,54
t.ha-1.año-1); si se compara estos resultados con los demás
31,0
36,0
8,04
10,58
cultivos tradicionales, se infiere que estos manejos no
son sostenibles. La menor pérdida (0,14 t.ha-1.año-1) se
presentó en cultivo de café con manejo alternativo bajo
sombra, seguido del tratamiento manejo de mora con
barreras vivas (0,32 t.ha-1.año-1), se observó que los
cultivos con manejos alternativos tienen menor grado
de erosión, incluyendo los de ganadería. No se presentó
correlación significativa entre las pérdidas de suelo
medidas en las distintas parcelas y las inferidas mediante
la ecuación USLE. En Jericó y en Marengo las pérdidas
de suelo – USLE, resultaron inferiores a las medidas,
excepto en la parcela desnuda de Jericó, en cambio en
Pinos ocurrió lo contrario; las pérdidas de suelo - USLE
resultaron superiores a las medidas en las parcelas
experimentales.
C. Agudelo, A. Torrente, A. Vargas: Evaluación comparativa de pérdidas de suelo en el corredor biológico entre Parques Nacionales Puracé y Cueva de los Guacharos en el Huila
Pérdidas de suelo en Jericó. Se consideraron los cultivos
de mora y café, incluyendo la parcela desnuda como
testigo. En general, el tratamiento de mora con barreras
vivas se midieron los niveles más bajos de pérdidas
de suelo (0,51 t.ha-1.año-1), cantidad que representó
aproximadamente la mitad de la pérdida de suelo medida
en el tratamiento con mora convencional (0,99 t.ha-1.año-1),
explicado esto en el efecto que tienen dichas barreras en
el arrastre de partículas del suelo. Posterior a labores de
limpieza y con lluvias superiores a 20 mm, ocurrieron
51
las mayores pérdidas de suelo, especialmente en mora
convencional; por el contrario, la parcela de mora con
barreras vivas permanecieron relativamente estables,
recibiendo menor impacto de la lluvia y afectación por
actividades de laboreo. Las actividades de limpieza del
terreno seguidas de ocurrencia de lluvia, promovieron
las mayores pérdidas de suelo, demostrado en los arreglos
productivos en los cuales se produjo laboreo y remoción
de la capa vegetal protectora.
Tabla 6:
Pérdida de suelo por los métodos USLE y MEDIDA
Erosión
USLE
t.ha-1.año-1
Erosión
medida
t.ha-1.año-1
Parcela desnuda
2,08
1,64
Mora convencional
0,42
0,99
Mora barreras vivas (alternativo)
0,32
0,51
Café convencional
0,27
1,14
Café bajo sombra (alternativo)
0,14
0,73
Parcela desnuda
4,13
1,50
Cultivos semestrales labranza cero (alternativo)
1,59
0,37
Cultivos semestrales labranza convencional
2,54
0,53
Parcela desnuda
0,88
1,20
Ganadería extensiva
0,13
0,33
Ganadería semiestabulada (alternativo)
0,11
0,31
Sitio
Jericó
Pinos
Marengo
Fuente: Autores.
Tratamiento
El efecto erosivo de la lluvia pasó a un segundo nivel
cuando se trató de evaluar pérdidas por escorrentía en
este tipo de condiciones, ya que las barreras ofrecieron la
protección necesaria para mitigar el efecto en los arreglos
productivos donde se implementó su utilización. Por otro
lado, las labores como abonado, fumigación y recolección
no generan un mayor impacto sobre la pérdida de suelo,
por lo tanto, no se analizan su influencia en el objeto de la
presente investigación.
Durante el corto periodo de medición (4 meses), el valor
más alto de erosión se registró en el tratamiento de mora
convencional (20,98 kg.ha-1) con precipitación de 24 mm,
esto ocurrió precedido por labores de limpieza, lo que
mostró la importancia de la protección que ofrecieron las
barreras vivas en zonas de ladera.
Las pérdidas de suelo en las parcelas con café siguieron
tendencias similares a las de mora. La mayor pérdida
medida se registró en suelo desnudo (411 kg.ha-1), con
fuertes variaciones que dependen de la época de laboreo
y los eventos pluviales. Al comparar los dos tratamientos
con café, se observó el valor más elevado de pérdidas de
suelo con las prácticas convencionales (31,1 kg.ha-1 para
precipitación de 18 mm), coincidiendo este efecto con las
actividades de limpieza que dejan expuesto el suelo al
impacto directo de las gotas de lluvia. Al comparar los
tratamientos con café se comprobó de manera general,
que la menor pérdida de suelo se dio en el cultivo de café
bajo sombra.
Jaramillo (2003), encontró que el espesor de la cobertura
en el suelo es mayor en cafetales bajo sombra que en
cafetales expuestos al sol, debido al efecto protector que
ofrece la cobertura que se forma con la acumulación
de múltiples estratos de vegetación aportados por la
especies coexistentes con el cultivo y se evidenció que la
interceptación directa de las gotas de lluvia o “acción de
52
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 41 - 52
paraguas” no tiene efecto alguno en la mitigación de la
pérdida de suelo en los cafetales.
crecimiento del cultivo, siendo significativamente mayor
en las parcelas con labranza.
Pérdidas de suelo en Pinos. En Pinos se midieron
pérdidas de suelo relativamente menores comparadas
con Jericó, esto, posiblemente por el factor pendiente
que para Pinos (LS = 8,04) (Wischmeier y Smith, 1978)
es inferior a Jericó (LS = 10,58); así mismo, en Pinos
presentó antecedente de más de 4 años con cobertura en
barbecho, considerando el beneficio del sistema radicular
sobre el suelo, factor que no fue medido.
El análisis marginal de costos e ingresos entre los cultivos
con prácticas tradicionales, mostró que por unidad de
área los mayores costos de las prácticas alternativas están
representados por el café bajo sombra, valor atribuido
principalmente a sistemas productivos con mayor nivel
de tecnificación y menor producción. Por el contrario,
el menor costo se dio en ganadería semiestabulada con
un valor de $116,516/ha, esto debido a la baja inversión
por unidad de área. Los valores de $/ton se consideraron
bajos, si implicó el dejar de producir una tonelada de
sedimento en el mejor de los casos (transformar mora
convencional a mora con barreras vivas), fue de $14,788.
La mayor pérdida de suelo ocurrió con cultivos semestrales
de labranza convencional con 12,95 kg.ha-1 para 25 mm
de precipitación. Los valores críticos se observaron en
el establecimiento del cultivo por labores de quema y
remoción de la cobertura vegetal, encontrando valores
similares a los de suelo desnudo (16,13 kg.ha-1). Por el
contrario, para este mismo evento pluvial de 25 mm,
la pérdida de suelo en labranza cero fue de 1,7 kg.ha-1,
favorecido por la cobertura y la presencia de barbecho
sobre el suelo. En el caso de cultivos semestrales, también
hay gran influencia de la cobertura, puesto que posterior a
las labores de limpieza, se incrementó la pérdida de suelo
(labranza convencional = 8,4 kg.ha-1 y para labranza cero
= 5,5 kg.ha-1). De igual manera, al sumar los eventos
pluviales en las distintas parcelas, las pérdidas fueron
mayores en el periodo de siembra y se disminuyó con el
Lo anterior demostró un costo de oportunidad para dejar
de producir sedimentos y apuntarle a la conservación
sostenible del suelo en áreas estratégicas como el
Corredor Biológico Parques Naturales Nacionales Puracé
y Cueva de los Guácharos, lo que también incluyó otras
oportunidades como el agua para consumo, así como el
mantenimiento de la capacidad productiva de los suelos.
Es muy seguro que el análisis financiero justifique las
actividades de conservación, esto implicó que diferentes
sectores de la sociedad, incluyendo al mismo Estado,
invirtieran recursos adicionales para garantizar un bien
público a largo plazo. En la Tabla 7 se presenta la pérdida
de suelo en el horizonte A.
Tabla 7:
Pérdida de suelo en el horizonte A
PARÁMETROS
Café
Mora
Maíz
Ganadería
Tratamiento convencional (t.ha-1.año-1)
41,5
35,3
18,8
3,42
Tratamiento alternativo (t.ha-1.año-1)
25,4
18,3
12,9
3,21
25
15
15
15
Densidad aparente (g.cm )
0,65
0,90
0,98
1,53
Peso 1 ha de horizonte A (t)
1,625
1,350
1,470
2,295
Años pérdida de horizonte A convencional
39
38
78
671
Años pérdida de horizonte A alternativo
64
74
114
715
Profundidad horizonte A (cm)
-3
Fuente: Autores.
Asumiendo una tasa de erosión constante, se calculó
el tiempo de pérdida del horizonte A, encontrando
información preocupante para los sistemas productivos
como café y mora convencional, donde el horizonte
A desaparecería en 39 años, mientras que en Marengo
es mucho más amplio. En todos los casos, los
tratamientos alternativos prácticamente duplicaron el
tiempo de conservación con respecto a los tratamientos
convencionales.
CONCLUSIONES
• Los Índices de erodabilidad en los suelos presentó
mayor susceptibilidad a la erosión en Pinos (0,163 t.ha-1),
C. Agudelo, A. Torrente, A. Vargas: Evaluación comparativa de pérdidas de suelo en el corredor biológico entre Parques Nacionales Puracé y Cueva de los Guacharos en el Huila
esto indica que el alto contenido de limos y arenas finas
contribuyen a mayor escorrentía y en consecuencia a
mayor erosión superficial, por el contrario, el menor
Índice de erodabilidad en Jericó está asociado a los
bajos contenidos en las fracciones mencionadas, la
rápida infiltración y estructura más gruesa del suelo
con mayor contenido de materia orgánica, existiendo
menor susceptibilidad a la erosión.
• Las mayores pérdidas de suelo medidas ocurrieron
en el cultivo de café convencional (1,14 t.ha-1.año-1)
comparado con café bajo sombra (0,73 t.ha-1.año-1),
seguido de mora convencional (0,99 t.ha-1.año-1), la
diferencia se atribuyó principalmente al manejo de la
cobertura. Adicionalmente, la ejecución de prácticas
de limpieza y la pendiente del suelo son factores
determinantes en la erosión, siendo Jericó donde
sucedieron las mayores pérdidas de suelo relacionadas
con la mayor pendiente.
• La cobertura densa es la práctica más eficiente de
conservación de suelos y aguas, demostrado en los
tratamientos de mora convencional (0,99 t.ha-1.año-1)
frente al cultivo de mora con barreras vivas (0,51 t.ha1
.año-1). Las barreras vivas ofrecen un efecto protector
significativo en las zonas de ladera, porque mitiga los
procesos de desprendimiento y arrastre de partículas de
suelo a través de las pendientes.
• La implementación de prácticas de manejo alternativo
generaron un impacto positivo en la prevención de la
erosión superficial, un visible ejemplo de esto son los
cultivos con prácticas de labranza cero que muestran
menor pérdida de suelo (0,37 t.ha-1.año-1) comparado
con cultivo de manejo convencional (0,53 t.ha-1.año-1),
que incluyen quema y remoción de la cobertura con
exposición de la capa superficial a la erosión.
• Las mayores diferencias de pérdidas de suelo entre
labranza convencional y labranza cero se presentaron al
inicio del cultivo, y los valores de erosión disminuyeron
con el crecimiento de los cultivos en ambos tratamientos,
esta situación se agrava cuando la siembra y fases
iniciales del cultivo coinciden con el periodo de lluvias.
• En la parcela con ganadería extensiva, la erosión
fue similar a la de ganadería semiestabulada, 0,33 y
0,31 t.ha-1.año-1 respectivamente, demostrando que el
efecto de la intensidad de la lluvia combinado con las
prácticas de manejo en los cultivos asociados al grado de
cobertura, tienen influencia importante en la pérdida de
suelo superficial por escorrentía en las zonas de ladera.
53
AGRADECIMIENTOS
A la Office National des Forets ONF por el financiamiento
de la investigación.
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Incidencia de la Anisotropía en la detracción de agua
de un sistema léntico o lótico por acciones
antrópicas, determinada mediante modelación numérica
Incidence of the anisotropy in the detraction of water of a lentic or lotic system by
anthropic actions, determined through numeric modeling
Héctor Fabio Aristizábal Rodríguez1; Carlos Alberto Escobar Chalarca2; Pedro Martínez Santos3
Fecha de recibo: 23-01-2015 Fecha de aceptación 20-08-2015
Resumen
Abstract
Para estimar la cantidad de agua detraída de los humedales y ríos (sistemas léntico y
lótico) que produce el aprovechamiento de aguas subterráneas, existen metodologías
analíticas que incluyen como hipótesis la isotropía del medio en el plano XY, limitadas
a condiciones particulares. En la actualidad, los modelos numéricos permiten considerar
escenarios de simulación amplios y complejos. Por lo tanto, en este trabajo se propone
determinar la importancia de incluir la anisotropía del medio en este proceso antrópico. La
implementación se hizo en predios de las Haciendas Ginebra y San Felipe en el municipio
de Tuluá, Valle del Cauca, Colombia, y se modeló con el paquete RIVER de la herramienta
MODFLOW. Los resultados muestran la existencia de anisotropía, con valores para la
conductividad hidráulica de Kx=1,9 m/día y Ky=0,75 m/día. Se concluye que la anisotropía
influye directamente en esta estimación y se sugiere que sea incluida en análisis similares
para garantizar la sostenibilidad ambiental del sistema.
Palabras clave: anisotropía; sistemas lénticos y lóticos; pozo; MODFLOW; conductividad
hidráulica; coeficiente de almacenamiento.
To estimate the amount of water subtracted wetlands and rivers (lentic and lotic systems)
produced by the use of groundwater, there are analytical methodologies that include the
hypothesis of the isotropy of the medium in the XY plane, limited to particular conditions.
Currently, numerical models allow considering scenarios of large and complex simulation.
This research aims to determine the importance of including the anisotropy of the medium
in this anthropic process. The implementation was done on grounds of Haciendas Ginebra
and San Felipe in the municipality of Tulua, Valle del Cauca, Colombia and modeled with
the mudflow package RIVER tool. The results show the existence of anisotropy values
for hydraulic conductivity Kx = 1.9 m / day and Ky = 0.75 m / day. We conclude that the
anisotropy directly influences the estimate and suggests inclusion in similar analyzes to
ensure environmental sustainability of the system.
Keywords: Anisotropy, lentic and lotic systems, modflow, hydraulic conductivity, storage
coefficient.
1 Colombiano. Ph.D en Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Colombia sede Palmira. Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca, Santiago de
Cali, Colombia. Correo electrónico: [email protected], [email protected]
2 Colombiano. Ph.D en Ciencias Agropecuarias, profesor asociado, dedicación exclusiva, Departamento de Ingeniería, Universidad Nacional de Colombia sede Palmira. Palmira, Colombia.
3 Español. Ph.D en Hidrogeologia, profesor titular, Departamento de Geodinámica, Universidad Complutense de Madrid. Madrid, España.
56
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 53 - 60
INTRODUCCIÓN
Siendo el Valle del Cauca un relleno de sedimentos
aluviales cuaternarios y terciarios, es importante adelantar
investigaciones que involucren la determinación de la
variabilidad de la conductividad hidráulica, entendida
como la facilidad con que el acuífero transmite agua.
Se debe tener presente que la mayor parte del agua extraída
de los acuíferos procede de dos fuentes: la escorrentía
subsuperficial que constituye el flujo base de los ríos y
el agua almacenada en los embalses subterráneos, cuyo
desequilibrio ocasiona impactos ambientales irreparables.
Los avances tecnológicos de la última década permiten
contar con modelos numéricos para simular los principios
fundamentales que rigen el sistema acuífero-río, en los cuales
se puede incluir el análisis de la anisotropía del medio.
Por lo anterior, el objetivo del proyecto realizado se
centró en evaluar la incidencia de la anisotropía en la
detracción de agua de un sistema hídrico superficial, por
efecto el aprovechamiento subterráneo.
Rí
o
Tu
l
uá
PTAR Tuluá
LOCALIZACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO
Esta zona se localiza en el departamento del Valle del
Cauca, Colombia, en la cuenca del río Tuluá, la cual
limita al norte con las cuencas de los ríos Morales y
Bugalagrande; al sur con las cuencas de la Quebrada
San Pedro y el río Guadalajara; por el oriente con el
departamento del Tolima; y al occidente con el río Cauca
y las cuencas de los ríos Piedras y Riofrío.
Figura 1. Localización de la zona de estudio
Fuente: Autores
El estudio se desarrolló específicamente en las Haciendas
San Felipe y Ginebra, localizadas cerca de la planta de
tratamiento de aguas residuales del municipio de Tuluá,
aguas abajo de la cabecera municipal, parte central del
departamento del Valle del Cauca, Colombia Figura 1.
METODOLOGÍA
Para desarrollar el trabajo propuesto se eligió una zona
que cuenta con el pozo de producción codificado por la
Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca,
CVC, como Vtu-132, con una profundidad de 85 metros,
localizado en la Hacienda Ginebra a 580 metros del río
Tuluá en sentido Norte. Las coordenadas del pozo son:
Norte 946,750 - Este 1,096,110. (Aristizábal, 2015).
El diseño requerido para el levantamiento de información
incluyó la construcción de tres pozos de monitoreo
identificados como PM1, PM2 y PM3, ubicados en
diferentes direcciones entre el pozo de producción (Vtu
132) y el río Tuluá Figura 2.
Figura 2. Diseño experimental
Fuente: Autores
La información levantada en campo y la existente,
permitieron realizar la calibración del modelo numérico
MODFLOW (Harbaugh, 2005) para el medio Isótropo
(conductividad hidráulica K, igual en el eje X y en el eje
Y) y Anisótropo (Kx≠Ky).
Se realizó la calibración en régimen permanente y
su resultado se convirtió en las condiciones iniciales
H. Aristizabal, C. Escobar, P. Martínez: Incidencia de la anisotropía en la detracción de agua de un sistema léntico o lótico
por acciones antrópicas, determinada mediante modelación numérica
57
de los modelos calibrados en régimen transitorio. La
información de la prueba de bombeo se realizó entre el
25 de febrero y el 1 de marzo de 2013.
Estimación en condiciones de campo de la
conductividad hidráulica saturada del lecho de río
(Kzrío)
Por último, se estimaron los caudales detraídos del río
Tuluá al aplicar los modelos obtenidos.
Para calcular el parámetro denominado conductancia
requerido en el módulo RIVER del modelo numérico
MODFLOW, se realizaron mediciones en el lecho del
río que permitieron estimar el valor de la conductividad
hidráulica saturada, tal y como se evidencia en la figura 5.
RESULTADOS
Construcción de los pozos de monitoreo - piezómetros
Con apoyo de los técnicos y contratistas del grupo de
Recursos Hídricos de la Dirección Técnica Ambiental
de la CVC, se construyeron manualmente los pozos de
monitoreo en los puntos indicados. La profundidad total
de cada perforación alcanzó los 7 metros Figura 3.
Figura 3. Construcción de los pozos de monitoreo -Piezómetros
Fuente: Autores
Obtención de información básica primaria -Toma de
información espacio-temporal de niveles de agua.
Se midió de manera periódica el nivel de agua en los
puntos seleccionados, una o dos veces por mes, durante
2.5 años (enero 2012 - agosto 2014). El comportamiento
medio mensual de los niveles medidos, en términos de
cota sobre el nivel del mar, se presenta en la Figura 4.
Figura 5 Estimación de la conductividad hidráulica saturada
del lecho del río Tuluá.
Fuente: Autores
Los valores obtenidos presentan una variación entre 144
a 576 m/día.
Determinación del número de Capas Hidrogeológicas
Estudios realizados por (INGEOMINAS, 1976) definen
que existe una capa hasta los 100 m de profundidad
caracterizada por tener resistividades entre 30 a 60 Ωm,
equivalente a gravas + arenas, arenas o arcillas +
rodados.
Para validar lo indicado se adelantaron durante 5 días
sondeos electromagnéticos con el equipo EM 34 Figura 6.
Los resultados obtenidos de resistividad en la Dirección
Horizontal (DH) y Vertical (DV) variaron entre 30 a 60
Ωm, corroborando lo obtenido por INGEOMINAS.
Figura 4. Comportamiento piezométrico del agua en los sitios
medidos
Fuente: Autores
Para el objeto de este trabajo y teniendo en cuenta lo
anterior, se definió que hasta los 100 m de profundidad
existen materiales considerados similares, por lo tanto se
debe trabajar en la modelación con una única capa que
define la unidad acuífera.
58
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 53 - 60
Figura 7. Prueba de bombeo, pozo Vtu-132
Fuente: Autores
Figura 6. Medición electromagnética en la zona
de estudio.
Fuente: Autores
Recarga de agua al acuífero
La modelación realizada incluyó los resultados del
estudio realizado por (Jaramillo, 2006) en la cuenca del
río Tuluá, en donde se estimó que el valor de recarga era
igual a 251 mm/año (0,7 mm/día).
Calculo de la evaporación
Esta información fue suministrada por la Corporación
Autónoma Regional del Valle del Cauca, CVC. Por lo
tanto, en la modelación se incluyó un valor de 1400 mm/
año (3,8 mm/día).
Prueba de bombeo
Condiciones de contorno del modelo
Las condiciones de contorno se determinaron, analizando
el área de influencia considerada. Para el caso particular
de este trabajo, el área de influencia de la calibración en
régimen permanente cubrió desde las inmediaciones de
la cabecera del municipio de Tuluá hasta el río Cauca en
sentido Este – Oeste, y en sentido Norte - Sur desde el
río Tuluá hasta los límites de la cuenca del río San Pedro.
Las condiciones de contorno del modelo se presentan en
la Figura 8.
Norte:
Sur:
Este:
Oeste:
River – Río Tuluá
No flujo
Cabeza constante, correspondiente a la
equipotencial 960 msnm
River - Río Cauca
Las características de la prueba de bombeo se realizaron
entre el 25 de febrero al 1 de marzo de 2013, se describen
a continuación:
Se realizó a caudal constante (40 l/s) con una duración de
96 horas incluidas las 24 horas de la fase de recuperación.
Inició a las 12:00 horas del mediodía del día 25 de febrero
hasta las 12:00 horas del mediodía del día 28 de febrero
de 2013; posteriormente se midió la recuperación del
pozo en las siguientes 24 horas, finalizando el 1 de marzo
de 2013 Figura 7.
Figura 8. Condiciones de contorno del modelo
Fuente: Autores
H. Aristizabal, C. Escobar, P. Martínez: Incidencia de la anisotropía en la detracción de agua de un sistema léntico o lótico
por acciones antrópicas, determinada mediante modelación numérica
Discretización del modelo
Se estableció una discretización de 100 filas * 100
columnas para el modelo general, quedando celdas de
80 m *80 m. Para el área de estudio se refinó la malla
quedando de 20 m de ancho * 10 m de alto Figura 9.
59
se incluyeron dos zonas hidrogeológicas diferentes
Figura 11.
Figura 9. Discretización del modelo
Fuente: Autores
Definición de las zonas de balance de agua (Zone
Budget)
Figura 11. Zonas hidrogeológica
Fuente: Autores
En la Figura 10 se presentan las zonas identificadas
dentro del modelo en el cual se realizaron los balances
de agua; específicamente se evaluó la zona 4 o zona de
la investigación.
Pozos de observación
Para realizar la calibración de los modelos en régimen
permanente se tuvieron en cuenta las mediciones
realizadas en seis pozos de observación, en donde se
incluyeron los tres piezómetros del área de estudio. La
Tabla 1 presenta los valores de cota de cada pozo que se
emplearon en la calibración.
Tabla 1:
Pozos de observación y su medición
Pozo
Norte
Este
Vtu-127
948340,00
1095000,00
Vtu-132
946807,00
1096067,00
Vtu-147
Vtu-PmH1
Vtu-PmH2
Vtu-PmH3
Fuente: Autores.
948780,00
947090,64
946598,75
947093,08
1094330,00
1096270,08
1096286,58
1096107,23
Valor de la
medición
934,22
931,29
944,25
942,20
945,00
942,00
Figura 10. Zonas de balance de agua del modelo
Fuente: Autores
Proceso de calibración del modelo en régimen
permanente, medio Isótropo
Definición de zonas hidrogeológicas
Se hizo la calibración del área general del estudio
realizando “paso a paso” las iteraciones en régimen
permanente, considerando las conductividades del
plano XY iguales, hasta encontrar q el comportamiento
Teniendo en cuenta que el comportamiento piezométrico
cercano al río Cauca difiere del comportamiento general,
60
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 53 - 60
modelado fuera similar al observado.
El balance de agua obtenido certificó la condición de “río
ganador” en el tramo de estudio definido como zona 4. El
caudal entregado por acuífero al río Tuluá es del orden
de 13 l/s.
Los valores de los parámetros hidrogeológicos calibrados
son: Conductividad Hidráulica, Zona 1: Kx=Ky= 1,4 m/
día y Zona 2: Kx=Ky= 5 m/día
Proceso de calibración del modelo en régimen
permanente, medio Anisótropo
La calibración del modelo en régimen permanente para
el medio Anisótropo se realizó por dos vías; la primera
consistió en correr el modelo empleando el módulo
ANISOTROPY que viene incluido en la herramienta
MODFLOW, para determinar la existencia de anisotropía
Ky/Kx en la zona de estudio.
La segunda vía fue similar a la calibración realizada para
el medio Isótropo, en donde se realizaron “paso a paso”
las iteraciones en régimen permanente, pero considerando
las conductividades del plano XY diferentes, hasta
encontrar q el comportamiento modelado fuera similar al
observado.
Al calibrar el modelo empleando el módulo
ANISOTROPY, este entrega como resultado la relación
de anisotropía de manera porcentual, pero no los valores
específicos de las conductividades hidráulicas en las
direcciones X y Y, que la originan.
La estimación de la anisotropía del plano XY por esta vía
entregó un valor de la relación entre las conductividades
hidráulicas Ky/Kxdel 35%.
Al realizar la calibración del modelo por la segunda vía,
se obtuvo el balance de agua para el medio Anisótropo,
en donde de igual forma se certifica la condición de “río
ganador” en el tramo de la zona de estudio (Zona 4).
El caudal entregado por acuífero al río Tuluá es del orden
de 17,9 l/s.
Los valores de los parámetros hidrogeológicos obtenidos
se presentan en la Tabla2.
Tabla 2:
Valores de los parámetros hidrogeológicos calibrados y relación
de anisotropía
Conductividad Hidráulica
(m/día) - Zona 1
Kx
Ky
Kx/Ky
1,9
0,75
2,53
Fuente: Autores
(Ky/
Kx)*100
39,5 %
Proceso de calibración del modelo en régimen
transitorio, medio Isótropo y Anisótropo
La calibración de los modelos en régimen transitorio
(Isótropo y Anisótropo) se realizó sobre la prueba de
bombeo existente.
• Periodo de calibración y simulación del modelo
La calibración en régimen transitorio se hizo para el
tiempo de duración de la prueba de bombeo que fue de
cuatro (4) días; tres (3) días de aprovechamiento del pozo
y un (1) día de recuperación.
• Medio Isótropo, régimen transitorio
Se realiza el proceso de ajuste de la calibración de la
prueba de bombeo, realizando las iteraciones “paso a
paso” con el apoyo del modelo MODFLOW, considerando
las conductividades hidráulicas iguales en el plano XY
(medio Isótropo).
Los valores obtenidos para los parámetros hidrogeológicos
se resumen en la Tabla 3.
Tabla 3:
Valores de los parámetros hidrogeológicos calibrados
Conductividad Hidráulica
(m/día) Kx=Ky
Coeficiente de
Almacenamiento Sy
1,4
0,0012
Fuente: Autores
• Medio Anisótropo, régimen transitorio
Se realizó la calibración “paso a paso” de los niveles
medidos en la prueba de bombeo, considerando el medio
Anisótropo con apoyo de la herramienta MODFLOW.
Los valores obtenidos para los parámetros hidrogeológicos
se presentan en la Tabla 4.
H. Aristizabal, C. Escobar, P. Martínez: Incidencia de la anisotropía en la detracción de agua de un sistema léntico o lótico
por acciones antrópicas, determinada mediante modelación numérica
61
Tabla 4:
Valores de los parámetros hidrogeológicos calibrados y relación
de Anisotropía
Parámetro Hidrogeológico
Conductividad Hidráulica
m/día
Coeficiente de
Almacenamiento
Sy
Kx
Ky
1,9
0,75
0,0012
RELACION DE
ANISOTROPIA
Kx/Ky
2,53
(Ky/Kx)*
39,5 %
Fuente: Autores
100
Figura 13. Detalle de la fase de aprovechamiento de la
prueba de bombeo desde la cota 936 msnm, los puntos negros
corresponden al medio Isótropo y los puntos verdes al medio
Anisótropo.
Fuente: Autores
Aunque los dos modelos presentan calibraciones
semejantes (Isótropo y Anisótropo), se verificó que
el modelo Anisótropo interpretó con mayor certeza la
evolución de la prueba de bombeo (Figuras 12, 13 ,14
y 15)
Figura 14. Detalle de la fase de aprovechamiento de la prueba
de bombeo desde la cota 932,5 msnm. Los puntos negros
corresponden al medio Isótropo y los puntos verdes al medio
Anisótropo.
Fuente: Autores
Figura 12. Calibración de la prueba de bombeo, Los puntos
negros corresponden al medio Isótropo y los puntos verdes al
medio Anisótropo.
Fuente: Autores
Figura 15. Detalle de la fase de recuperación de la prueba de
bombeo. Los puntos negros corresponden al medio Isótropo y
los puntos verdes al medio Anisótropo.
Fuente: Autores
62
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 53 - 60
Conclusiones
Referencias
Con base en los monitoreos de los niveles de agua
subterránea y superficial realizados durante dos y medio
años, se logró determinar que el río Tuluá en el tramo de
estudio, se comporta como un río ganador.
Aristizábal, H.F. (2015). Incidencia de la anisotropía
en la detracción de agua de un sistema léntico o lótico
por acciones antrópicas. (Tesis doctoral). 180 p. Valle
del Cauca, Colombia.CORPORACIÓN AUTÓNOMA
REGIONAL DEL VALLE DEL CAUCA, CVC. (1977).
Hidrogeología del Valle del río Cauca entre Buga y
Cartago.Cali.
Con apoyo de la herramienta MODFLOW se obtuvieron
las condiciones iniciales del acuífero, mediante la
calibración en régimen permanente de dos (2) modelos,
uno para el medio Isótropo y otro para el medio
Anisótropo.
Teniendo como insumo la información de la prueba
de bombeo realizada, se obtuvieron dos (2) modelos
calibrados en régimen transitorio, concluyendo que
los mejores resultados se lograron con el modelo
Anisótropo, en donde la conductividad hidráulica Kx es
2,5 veces mayor a Ky. Estos modelos permiten realizar los
escenarios de simulación planteados.
Los resultados obtenidos deben tomarse como base
para profundizar en la estimación de la Anisotropía en
acuíferos aluviales.
Harbaugh, A. W. (2005). MODFLOW-2005, The U.S.
Geological Survey. Modular Ground-Water Model—
the Ground-Water Flow Process. Chapter 16 of Book
6. Modeling techniques, Section A. Ground Water U.S.
Geological Survey Techniques and Methods 6–A16.
Virginia, Estados Unidos.
INGEOMINAS. (1976). Geoeléctrica entre Buga y
Cartago. Cali.
Jaramillo, M. F., Aristizábal, H.
F.(2006). Aplicación
metodológica para la estimación de la recarga potencial
por precipitación en la zona centro del Valle del Cauca.
Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente, 5, 39-43.
Evaluación de dos niveles de proteína en dietas para juveniles de
Sabaleta Brycon Henni (Eigenmann, 1913)
Evaluation of two levels of protein in diets for the Sabaleta Brycon Henni juveniles
(Eigenmann, 1913).
María Cristina, Aguirre Gaviria1; Muñoz Arroyave Luz Elena2
Fecha de recibo: 10-06-2015 Fecha de aceptación 23-10-2015
Resumen
Abstract
Este experimento se realizó con el objeto de evaluar dos niveles de proteína en juveniles
de sabaleta (Brycon henni), con dos dietas formuladas semipurificadas con proteína del
24% y del 26%. Se utilizaron 132 peces obtenidos del medio natural, con peso de 1-3g,
3,1-5g, 5,1-7g,con 22 peces por canaleta (3 réplicas). Los animales se aclimataron a las
condiciones de confinamiento de la Estación Piscícola de UNISARC, alimentados con fito
y zooplancton obtenido de los estanques de la estación piscícola durante un mes, y luego
se les ofreció alimento cinco veces al día. Al final del periodo se pesaron y sacrificaron los
animales para determinar la tasa específica de crecimiento (SGR), la supervivencia, la tasa de
eficiencia proteica (TEP), el consumo diario de alimento (CDA), los factores de conversión
alimenticia (FCA) y de condición (K), la ganancia de peso porcentual (GP), el consumo
diario de proteína/pez (GPD), el índice hepatosomático (IHS), el contenido de grasa (GM)
y el índice viscerosomático (IVS). Los resultados se evaluaron con un diseño de bloques al
azar, se tomó por bloques el rango de peso, con una curva de normalidad de pesos, compuesto
por 2 tratamientos, con 3 repeticiones. El tratamiento con proteína del 24% mostró mejores
características en la ganancia de peso día, GP, TEP y FCA. El alimento con proteína del
26% presentó mejores valores para las características SGR, K, IHS, IVS, CDA y DGP. La
sobrevivencia para los tratamientos fue del 100%. Los resultados del experimento no arrojaron
diferencias significativas (p< 0.05) para ninguna de las variables estudiadas.
Palabra clave: alimentación animal; proteína; Bryconhenni; peces.
This experiment was conducted in order to evaluate two levels of protein in juvenile sabaleta,
(Brycon henni) with two diets formulated semi-purified with 24% and 26% protein. 132
fishes were used obtained from the wild, with a weight of 1-3g, 3,1-5g, 5,1-7g, with 22 fish
per channel (3 replicates). The animals were acclimated to the conditions of confinement
of the fish station UNISARC fed with phytoplankton and zooplankton obtained from the
ponds of the fish station for a month and then offered food, five times a day for 30 days. At
the end of this period the animals were weighed and slaughtered for determining specific
growth rate (SGR), survival, protein efficiency ratio (TEP), daily feed intake (CDA), feed
conversion (FCA) condition factor (K), percent weight gain (GP), daily consumption of
protein / fish (GPD), hepatosomatic index (IHS), fat (GM), viscerosomatic Index (IVS).
The results were evaluated as a randomized block design, block taking the weight range
with a normal weight curve, comprising 2 treatments, with 3 replications. Treatment with
24% protein showed better characteristics in weight gain day, GP, TEP and FCA. Food
with 26% protein showed better values for properties SGR, K, IHS, IVS, CDA and DGP.
Survival for both treatments was 100%. The experiment results indicated that no significant
differences (p <0.05) occurred in any of the variables studied
Keywords: diet; protein; Brycon henni
1Colombiana. Zootecnista, Especialista en Gestión y Producción Acuícola. Universidad Rural y Agropecuaria de Colombia. Unisarc, Docente Universitaria,
Instructora Centro Sector Agropecuario. SENA Risaralda. Correo electrónico:[email protected]
2. Colombiana. Bióloga marina, Especialista en Gestión y Producción Acuícola. Universidad Rural y Agropecuaria de Colombia. Unisarc, Docente Facultad Ciencias
Pecuarias, Unisarc. Correo: [email protected]
64
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 61 - 68
INTRODUCCIÓN
La acuicultura ha tenido gran auge en el ámbito mundial en
los últimos años. (FAO, 2012). La sabaleta (Brycon henni)
(Eigenmann, 1913) es un pez migratorio que habita en la
cuencas y microcuencas del Magdalena-Cauca, Pacífico
(Anchicayá), Cajambre, Calima, San Juan, Cubarradó,
Dagua, Patía, Mira y región cafetera de Colombia y es,
tal vez, la especie más representativa, por encontrarse
en aguas limpias y transparentes con temperaturas entre
18oC y 28oC, y concentraciones de oxígeno disuelto (OD)
entre 6 y 10 mg/L (Builes y Urán, 1974;Perdomo, 1978;
Builes y Lara, 1980). Su importancia económica se debe,
no solo a la calidad de su carne, sino también a un asunto
cultural. Desde el punto de vista científico existen vacíos
sobre su biología, aspectos tróficos y estado actual de las
poblaciones (Montoya et al, 2006).
MATERIALES Y MÉTODOS
Ubicación. El trabajo se realizó en la Estación Piscícola
de UNISARC, localizada en el municipio de Santa Rosa
de Cabal (Risaralda, Colombia), a los 04.91371° LN y
075.62399° LW a 1.701(msnm), con una temperatura
media de 19ºC y una precipitación media anual de
2305mm/año.
Periodo experimental y tratamientos. El experimento tuvo
una duración de 60 días, 30 de acostumbramiento y 30 para
la recolección de la información. Además se utilizaron dos
dietas con inclusión de proteína del 24% y 26%.
Animales y manejo. Se capturaron 132 juveniles de
sabaleta B. henni, obtenidos del medio natural, en
el municipio de Santa Rosa de Cabal de la quebrada
El Jazmín. El acostumbramiento se realizó por 30
días, alimentados con fito y zooplancton obtenido de
los estanques de la estación piscícola. Se evaluaron
los parámetros de: índices corporales, temperatura,
pH, dióxido de carbono, OD, amonio, alcalinidad,
transparencia y dureza. El control de los parámetros
físicoquímicos de las canaletas se realizó con el equipo
Hatch (Modelo FF-1ACat No. 2430-02).
A los animales llegados a la estación se les realizó un
examen fisiológico en el laboratorio de Biología de
Unisarc para constatar sus características externas e
internas.
Procedimiento
Se adecuaron 3 canaletas de 5 m de largo, 1,5 m de
ancho, y profundidad máxima de 0,7 m, y mínima de
0,4 m. Cada canaleta tuvo 3 subdivisiones en malla de
polietileno calibre 0,5 y se cubrió con malla de protección
antipájaros.
Para la recepción de los animales se lavaron y desinfectaron
las canaletas. Los peces se seleccionaron por grupos,
separados en rangos de peso de: 1-3 g;3,1-5 g; 5,1- 7 g, y
sometidos a una solución salina del 1% (Vásquez, 2001),
luego se llevaron al proceso de aclimatación durante 30
días y se distribuyeron por bloques.
Las dietas se diseñaron tomando como referencia las
desarrolladas por Vásquez et al. (2002), con la utilización de
ingredientes semipurificados, donde se tomaron la caseína
y la gelatina como fuentes de proteína, la dextrina como
fuente de carbohidratos, el aceite vegetal y de pescado como
fuente de lípidos, premezclas de vitaminas y minerales, y
carboximetil celulosa como aglutinante, no nutritivo.
La elaboración de las dietas se realizó separando primero
los minerales micro y macro componentes para poderlos
mezclar finalmente, luego se agregaron los aceites y 600
ml/kg de agua hasta obtener una mezcla homogénea
que se pasó por una extrusora y de la cual se obtuvieron
gránulos de 3mm.
Dado que no se conocía el comportamiento de las
frecuencias alimenticias, se optó por alimentar así: 8
a.m., 10 a.m., 12 p.m., 2 p.m. y 4 p.m. durante 30 días y
el alimento se suministró en relación a la biomasa de los
individuos.
Todas las dietas fueron similares en aspectos como
estabilidad en el agua, textura, tamaño de la partícula,
ingredientes utilizados y niveles de nutrientes con
excepción de la proteína. Se calculó la energía digestible,
utilizando los datos de la materia seca y composición de
nutrientes de las materias primas y valores fisiológicos
estándar de la energía digestible para peces, sugeridos por
De Silva y Anderson (1995).
Técnicas y procedimientos
Para evaluar los índices corporales se realizó toma de
peso y talla, sacrificando el 10% de los peces de cada
tratamiento, luego se procedió a hacer el pesaje de
vísceras, grasa e hígado y se calcularon los siguientes
índices de crecimiento:
1. Tasa específica crecimiento en peso (SGR)
Pf -Po
TEC =
X 100
Días
Donde:
Pf = Peso promedio de los peces en el día t.
Po= Peso promedio de los peces al inicio.
M. Aguirre, Muñoz L. Elena: Evaluación de dos niveles de proteína en dietas para juveniles de Sabaleta Brycon henni (Eigenmann, 1913)
2. Supervivencia (%):
SUP(%)=
Donde
Nf
Ni
PC = Proteína consumida durante todo el experimento.
Nf = Número final de peces.
X 100
Donde
Nf = Número final de peces.
Ni = Número inicial de peces.
9. Índice hepatosomático (IHS).
Peso del hígado (g)
IHS=
X 100
Peso de peces (g)
3. Tasa de eficiencia proteica (PER)
TEP=
Pg
Psp
10. Contenido de grasa (GM).
Donde
GM=
Pg. = Peso fresco ganado por el pez.
Psp = Peso seco de la proteína en el alimento suministrado.
4.
Consumo diario de alimento (CDA o DFI).
DFI=
Pa X días
Nf
Pa: Peso del alimento ingerido (calculado en base seca
en este estudio).
Nf: número final de peces (Hepher, 1993)
Pa: Peso de alimento ingerido
5. Factor de conversión alimenticia (FCA o FCR)
FCA= Alimento aparentemente
Incremento en peso (g).
consumido
(g)
6. Factor de condición (FCoK).
K=
Pt
X 100
Lt3
Donde
Pt = Peso promedio de los peces al tiempo t.
Lt = Longitud promedio de los peces al tiempo t.
7. Ganancia de peso porcentual (GP o WG).
WG(%)=
Pf - Po
Pf
X 100
Donde
Pf= Peso promedio de los peces en el día t.
Po = Peso promedio de los peces al inicio.
8. Consumo diario de proteína/pez (GPD o PG).
GPD =
65
PC(g)
Tiempo (días) X Nf
Peso de la grasa mesentérica (g)
X 100
Peso de peces (g)
11. Índice viscerosomático (IVS)
IVS=
Peso de las vísceras (g)
X 100
Peso de peces (g)
Para el cálculo de los índices hepatosomático, grasa
y viscerosomático se sacrificaron el 5% del número
de animales de cada unidad experimental y de forma
individual se tomó el peso del hígado, la grasa y vísceras
para el cálculo respectivo. Para la toma de resultados de
los índices hepatosomático, grasa y viscerosomático, se
realizó el pesaje en forma independiente de cada uno de
ellos, logrando los resultados obtenidos.
Análisis químico. En el laboratorio de nutrición de
la Corporación Universitaria de Santa Rosa de Cabal
Unisarc, se tomaron los parámetros fisicoquímicos del
agua, determinando los siguientes parámetros en las
dietas experimentales: Extracto etéreo (AOAC-930.39,
2006b), y energía bruta a través de bomba calorimétrica
con chaqueta seca (CAL2k®).
En el Laboratorio de Nutrición Animal de la Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá, se determinó humedad (AOAC-930.15, 2006b) y proteína cruda-Kjeldahl
(AOAC-2001.11, 2006b).
En el Laboratorio de Aguas y Alimentos de la Universidad
Tecnológica de Pereira, se determinó el fósforo por el método
de fotométrico-cloruro, estañoso y calcio por el método de
absorción atómica, llamas de óxido nitroso-acetileno realizado.
Tipo de diseño. Se utilizó un diseño de bloques al
azar, determinados por bloques según su rango de peso,
con una curva de normalidad de pesos, compuesto por
2 tratamientos, con 3 repeticiones para un total de 6
unidades experimentales con 22 animales cada una. La
evaluación del crecimiento de los juveniles se realizó
en 30 días, tiempo en el cual tomaron registros de los
66
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 61 - 68
parámetros a evaluar y se realizó el control de parámetros
fisicoquímicos de las canaletas.
Análisis estadístico. Con los datos obtenidos se creó
una base de datos en el programa Excel, que se exportó
al paquete estadístico SAS (Statistical analysis system
1.0). Las variables evaluadas se analizaron a través de
la técnica de análisis de varianza y los promedios de los
tratamientos por medio de la prueba de comparación de
Tukey al 5%.
Resultados
No se presentaron diferencias significativas en ninguna
de las variables analizadas Tabla 1.
Tabla 1:
Características evaluadas.
Variable
ME
P
Media
DE
Ganancia de
peso día
24%
0,5503
0,043g
+/- 0,015
TEP
26%
24%
0,5398
4,01 g
+/- 0,330
4,3g
+/- 2,01
SGR o TEC
CDA
26%
0,4752
1,10%
3,6
+/- 0,95
+/- 8,45
0,2226
FCA
24%
0,4775
GP
24%
0,5477
51,3%
0,3698
1,5%
K
26%
0,6357
GPD
26%
0,2875
IVS
24%
0,9099
IHS
Fuente: Autores
26%
1,5
2,2g
1,03%
+/- 0,27
+/- 0,79
+/- 1,04
+/- 0,38
+/- 0,63
Donde:
ME: Mejor dieta. P: Probabilidad y DE: Desviación
estándar.
El contenido de grasa mesentérica no se calculó debido a
que se presentó en solo dos animales de los sacrificados.
El porcentaje de supervivencia presentado fue del 100%
para los dos tratamientos.
Análisis fisicoquímico del agua
Temperatura 24°C, pH 6,5 -7,1, dióxido de carbono
45 mg/lt, dureza 34,2 mg/lt, amonio 0 -0,2 mg/lt, OD,
disuelto 10 mg/lt, alcalinidad 51,3 mg/lt totalmente
transparentes.
Discusión de los resultados
Índices corporales evaluados
La ganancia de peso/día (g) mostró valores comprendidos
entre 0,8g/d y 1,7 g/d en los dos tratamientos. Se observó
mayor ganancia de peso/día promedio con la proteína
del 24% de 0,43 g, similar a los resultados logrados
por Saint-Paul y Werder (1981) 1,2 y 0,8 g/día para el
cultivo de Brycon melanopterusa y 1,0 g/día reportado
para Matrinchã (B. orbignyanus). La ganancia de peso
comúnmente observadas en etapa de crecimiento, 0,6 g/día
para Brycon sp (NRC 1993; Sa (2000), utilizando proteína
de 24% a 42% en B. Orbignyanus se observó ganancias de
peso, 0,3g /pez/día. López et al.(2004), en juveniles de B.
amazonicus, se obtuvo una ganancia de peso de 0,59 y 0,35
g/día. En estudios realizados por Zaniboni, et al., (2006), el
aspecto nutricional del engorde se evaluó para los niveles
de proteína bruta (que variaron entre 24% y 42%) durante
la alimentación de B. orbignyanus se observó que el mejor
desempeño ocurrió con 29% de proteína bruta, con aumento
de peso de 0,26 ± 0,1 g. Vásquez et al. (2004), afirman que
el crecimiento tomado como porcentaje de incremento en
peso es uno de los índices más importantes en los estudios de
requerimientos nutricionales, por lo tanto se dio un resultado
práctico del efecto del nutriente evaluado y se tomó como
base para las comparaciones de eficiencia en la mayoría de
estudios de este tipo. Tucker (1999), indicó que la tasa de
crecimiento instantáneo es generalmente mayor durante las
fases larval y juvenil y se disminuyó conforme se aumentó el
peso corporal. Estos resultados sugieren que la B henni tuvo
un comportamiento similar con las especies comparadas
del mismo género utilizando dietas con nivel de proteína
del 24%, lo que se puede sugerir que existe mayor nivel de
asimilación con proteínas con valores inferiores en la dieta
consumida, según lo reportado por López et al., (2004).
Los valores de la tasa específica de crecimiento
fluctuaron entre 2,7% y 4,7% con un promedio de 4,01%,
y la proteína del 26% para la sabaleta B. henni. Estudios
realizados por García et al. (2010) reportan en larvas
de B. sinuensis una tasa específica de crecimiento 5,8
± 0,4%/día alimentadas con larvas de bocachico. Sa
(2000), trabajó dietas semipurificadas y observó mejor
desempeño de crecimiento con 29% de proteína en
juveniles de piracanjuba (B orbignianus). En matrinxã,
(Bryconcephalus), Cyrino, et al., (1986), se evaluó la
substitución parcial y total de las fuentes de proteína animal
por ingredientes de origen vegetal en dietas isoproteicas
(35% de proteína bruta) e isocalóricas (3200 kcal ED/kg).
Además se observó que el crecimiento era semejante e
independiente de la fuente proteica. Las diferencias en los
resultados de estos trabajos posiblemente se relacionan
con el sistema de cultivo, la composición y tipo de
alimentos, talla inicial, densidad, temperaturas y tiempo
de cultivo (Rossi, 2010). Estos resultados muestran que
la B. henni mantiene una tasa de crecimiento similar a los
resultados obtenidos con especies del género.
M. Aguirre, Muñoz L. Elena: Evaluación de dos niveles de proteína en dietas para juveniles de Sabaleta Brycon henni (Eigenmann, 1913)
Se observó un porcentaje de supervivencia del 100%
en un periodo de 30 días. En estudios realizados por
López et al., (2004), en juveniles Brycon siebenthalae,
se reportó que la sobrevivencia no estuvo asociada a la
composición de las dietas experimentales, sino a causas
de estrés. García et al. (2010), en larvas de B. sinuensis
alimentadas con larvas de Prochilodus magdalenae se
reporta una tasa de supervivencia de 84,2% y 86,7%.
Burgos et al. (2006) reportó una tasa de sobrevivencia
de 96,1±4,2% en culto B. sinuensis, utilizando alimentos
con proteína del 28%. Con los resultados obtenidos y en
comparación con animales del género Brycon se pudo
resaltar que B. henni es apto para cultivar en cautiverio,
por sus altos índices de supervivencia siempre y cuando se
les proporcione un manejo adecuado y los requerimientos
nutriciones necesarios para su desarrollo.
La variable Factor de condición mostró valores entre
0,8% y 2,4% obteniendo mayor porcentaje en dietas
con proteína del 26%, con un índice de robustez del 1,5.
Estudios realizados por Nieto (2012), en juveniles de B.
amazonicus alimentados con proteína del 30% mostró
valores entre 6,99 y 10,0, sin presentar diferencias
significativas entre los tratamientos. Mercado et
al.(2006), reportaron para el cultivo de B. sinuensisun
factor de condición de 0,08±0,03, sin presentar
diferencias significativas entre tratamientos, se utilizaron
alimentos con proteína del 28% y además cita: «el factor
de condición es altamente variable, incluso, usando el
mismo tratamiento en cultivos controlados, debido a que
la influencia de factores internos y externos se acentuó
sobre este coeficiente, reflejando variaciones fisiológicas
de los individuos en función del medio ambiente, lo que
indicó la condición o bienestar de los peces. Además se
basó en la hipótesis de que los peces más pesados de
una misma talla están en mejor condición que los menos
pesados». Los resultados obtenidos con la sabaleta B.
henni son similares a los encontrados con los reportados
del género Brycon, al igual que las características
presentadas para determinar esta variable.
La ganancia de peso porcentual (g) mostró valores
comprendidos entre 45,9 para la dieta con proteína del
26% y 51,3 para dietas con 24% de proteína. Arbeláez
et al.(2009) indicó que se realizó un experimento para
evaluar el crecimiento y el metabolismo de las proteínas
en juveniles de B. amazonicus, alimentados con dos dietas
con diferentes niveles de proteína, del 28% y del 38%.
Los resultados mostraron que peces alimentados con PC
24% dieron mejor rendimiento, lo cual se refleja en mayor
crecimiento, mayor tasa de crecimiento específico y
mejor aumento de peso. Saint - Werder (1981), evaluaron
en Brycon sp. dietas con diferentes niveles de proteína
(30, 35 y 40%), obteniendo crecimiento promedio de 1,0
67
g/día con la dieta de 35%, mientras que con las dietas del
30 y 40% las tasas fueron de solamente de 0,5 y 0,3 g/día,
respectivamente. Los resultados anteriores concuerdan
con los obtenidos para el género B. henni del presente
estudio.
La variable índice hepatosomático mostró valores que
fluctuaron entre 0,71 y 2,19, presentando porcentaje
mayor con la proteína del 26% de 1,50. Estudios realizados
por Landines et al. (2011), en B. amazonicus, con peso
promedio de 180 g y proteína del 20% reporta valores entre
1,39 ±0,14 y 1,85 ± 0,33 de IHS. Nieto (2012), en juveniles
de B. amazonicus alimentados con proteína del 30%
mostró valores entre 6,99 y 10,04, sin presentar diferencias
significativas entre los tratamientos. Arias et al.(2006),
reportan el IHS con variaciones no significativas (P< 0,05)
a lo largo de los dos años para B. amazonicus en ambos
sexos (entre 1,8-0,6% para hembras y 1,6-0,6% para
machos), disminuyendo para la época pre-reproductiva.
Nieto (2012), en juveniles de B. amazonicus alimentados
con proteína del 30% registró valores que fluctuaron
entre 1,39 y 1,61, sin presentar diferencias significativas
entre los tratamientos. Estos resultados son similares a los
encontrados en B. henni, ya que algunos individuos se
encontraban en etapa de madurez reproductiva, por lo que
se pudo establecer que es apta para para reproducción y
manejo controlado en estanques.
Los valores del índice viscerosomático fluctuaron entre
0,48 y 2,4, se obtuvo un porcentaje mayor de 1,40 con
la proteína del 26%. Estudios reportados por Nieto
(2012), en juveniles de B. amazonicus alimentados con
proteína del 30% registró valores que fluctuaron entre
6,99 y 8,01, en peces con un peso de 180 g, sin presentar
diferencias significativas entre los tratamientos. Landines
et al., (2011), reportaron en B. amazonicus una dieta
con proteína del 20% y valores entre 7,34±0,15 y 8,2 ±
0,96, sin presentar diferencias significativas. Arias C.J.A
et al., (2006), reportan en B. amazonicus una dieta con
proteína del 30% y valores entre 0,6 y 1,2, sin presentar
diferencias significativas. Estos resultados son similares
a los encontrados en la B. henni donde no se reportan
diferencias significativas, al igual que en otras especies
del mismo género.
Índices productivos analizados
El consumo diario de alimento (CDA) presentó valores
entre 1,98 g/tratamiento/día y 5,7 g/tratamiento/día,
encontrándose un mayor consumo con la dieta con inclusión
de proteína del 26% de 4,3g. López et al., (2004) reportan
en juveniles de B. amazonicus, mayor consumo de alimento
con la proteína del 22% con valores de 1,7 y 2,9. Vásquez
et al., (2002) indicaron que en los peces, las exigencias de
68
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 61 - 68
proteína para crecimiento pueden variar en función de la
especie, hábito alimenticio, estado fisiológico, condiciones
de cultivo, fuentes de proteína, fuentes y nivel energético de
la dieta, así como también de la metodología utilizada para la
determinación. Estos valores son similares a los reportados
para B. henni y para el género.
La tasa de eficiencia proteica (TEP) mostró valores
comprendidos entre 0,91 y 1,10 en los dos tratamientos,
se observó una mayor eficiencia con la dieta que con
proteína del 24%. Resultados similares fueron obtenidos
por López et al. (2004), quienes observaron en B.
siebenthalae diferencias en las cantidades de proteína
de la dieta que fueron convertidas en peso corporal en
los diferentes tratamientos (PER), siendo la dieta con
el 22,3% de proteína y 3,2 kcal ED/gr la que tuvo el
mejor comportamiento con 2,9; el valor más bajo, 1,7
se observó para la dieta con la mayor concentración de
proteína 25,5%, y se registró una ganancia de peso de
1,7 gr por cada gramo de proteína consumido. López et
al (2004), en juveniles de B. siebenthalae, reportó que
los datos para la eficiencia alimenticia evidenciaron un
aumento de PB de 17 a 23%, lo cual mejoró la eficiencia
alimenticia, pero con valores superiores disminuyó. Al
igual que lo observado con la sabaleta B. henni.
dietas semipurificadas de 17, 21 y 25% de proteína.
Resultados similares a los encontrados en la sabaleta B.
henni con animales del mismo género.
Los parámetros fisicoquímicos evaluados durante el
experimento fueron adecuados para el desarrollo de este
trabajo, dado que los valores registrados son concordantes
con los reportados por Botero et al., (2010), como
aceptables para el cultivo del género Brycon, reflejando
la ausencia de mortalidad durante la investigación.
CONCLUSIONES
Los resultados obtenidos en este experimento se
consideran de carácter exploratorio en cuanto a
metodología y manejo de los animales, debido al poco
conocimiento sobre comportamiento de la sabaleta B.
henni con condiciones de cautiverio, en ambientes
controlados.
De acuerdo con la revisión de literatura y los resultados
la sabaleta B. henni se puede considerar como una
especie apta para cultivo, promisoria para la producción
comercial y el desarrollo de nuevas investigaciones a
nivel nutricional y comercial de la especie.
El factor de conversión alimenticia (FCA o FCR)
obtuvo un valor menor con la proteína del 24% de 3,6.
Según NRC (1993), en diversos estudios realizados en
peces es normal que por cada gramo de proteína corporal
ganado, los peces hayan tenido que consumir en su dieta
aproximadamente 3,2 g de proteína. López et al., (2004)
reportan que B. siebenthalae en su etapa juvenil requiere
consumir en promedio 2,5 g de proteína, obteniendo
conversión de 2,22 g por cada gramo ganado. Suárez
(2000), evaluó dietas comerciales en B. amazonicus,
con niveles de proteína de 24, 28 y 32% no observó
diferencias importantes en conversión alimenticia.
Burgos et al., (2006) reportan para cultivo de dorada, un
factor de conversión alimenticia (FCA), (2,7:1), en dietas
con 28%, sin diferencias estadísticamente significativas
entre tratamientos. Los resultados obtenidos con la
sabaleta Bhennison similares a los obtenidos en el género
Brycon, fueron realizados en los primeros estudios en
alimentación.
La sabaleta B. henni es un nadador de corrientes fuertes,
por lo que requiere gran cantidad de energía para
nadar. Los lípidos y proteína son la principal fuente
de energía del músculo. La cantidad de proteína y
lípidos proporcionados en la dieta cumplieron con los
requerimientos fisiológicos requeridos por el animal y
fueron aprovechados esencialmente por los músculos, por
tal motivo los animales no presentaron grasa muscular.
Es importante tener en cuenta que los animales pudieron
entrar en un balance energético negativo, debido a que
emplearon las reservas que tenían hasta el momento de
su captura como fuente energética, durante el periodo de
aclimatación y cautiverio.
El consumo de proteína diaria (g) (GPD o DPG)
presentó un mayor valor con proteína de 26% de 1,40.
Estudios realizados por López et al. (2004) reportan que
B. siebenthalae requiere bajos niveles proteicos (22,5%),
y en general, menores que la mayoría de peces omnívoros
con cualidades zootécnicas similares, para las cuales la
exigencia varía entre 24 y 37% de PB. Arias et al., (2006),
reporta el haber utilizado para B. amazonicus, utilizando
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Hunger signs in plants
Signos de hambre en plantas
Ben Faber1
Fecha de recibo: 10-06-2015 Fecha de aceptación 23-10-2015
Abstract
Soil, water and tissue analysis are all used to diagnose plant nutrition. This is often helpful
and can confirm nutrient toxicities or deficiencies, but often the easiest and most direct
technique is to look at the plant symptoms. All higher plants take on certain patterns on
their leaves when there is a lack or overabundance of a certain nutrient
Keywords: nutrients; deficiencies; toxicities; symptoms
Resumen
El suelo, el agua y el análisis de tejidos se usan para diagnosticar la nutrición de las plantas.
Esto a menudo es útil y puede confirmar toxicidades o deficiencias de nutrientes, pero
a menudo la técnica más sencilla y directa es mirar a los síntomas de la planta. Todas las
plantas superiores toman en ciertos patrones en sus hojas cuando hay una falta o exceso de un
determinado nutriente
Palabras clave: nutrientes; deficiencias; toxicidades; síntomas
1 Norteaméricano Ph.D. Soil Fertility University of Californa. e-mail: [email protected] - [email protected]
72
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 69 - 72
Introduction
Since Greek and Roman times, the appearance of a plant
has been used to help identify plant health. The plant
speaks through distress signals. The message may be
that there is simply too little or too much water. Or the
sign may tell us of a disease caused by a microorganism,
such as a bacteria, virus or fungus. The plant may show
symptoms of attack by nematodes, insects or rodents
or from injuries from frost or lightning. According to
the plant species these signals may differ slightly, but
frequently they can be generalized.
Because of our climate and soils, some nutritional issues
are more common in some areas than others. Acid
soils in high rainfall areas will typically show calcium,
magnesium, and boron deficiencies than those in high
pH soils with low rainfall. Iron, manganese, copper and
zinc are more common in higher pH soils than in low.
Nitrogen, phosphorus and potassium can appear on plants
in many different environments (Marschner, 2012).
on terminal buds: - Ca & B
on young leaves: - cu, s, fe, & mn
on old leaves: - n, p, k, mg, zn & mo
It is also possible to generalize about the signals linked to
the nutritional status of a plant. Learning these symptoms
can alert us to appropriate steps to correct the toxicity,
deficiency or imbalance of nutrients.
There are 17 elements essential for plant growth.
Hydrogen, oxygen, and carbon come either from the
air or water. The others come from the soil. Depending
on the quantity needed by the plant, these are called
either primary or trace (micronutrients) nutrients. The
micronutrient nickel is required in such small amounts
(50 -100 parts per billion) by plants that it was identified
only last year as being an essential nutrient. Other
micronutrients are: iron, manganese, boron, chlorine,
zinc, copper and molybdenum. Some other nutrients have
been identified as being essential for only certain plants,
such as silicon for sugar cane (Barker and Pilbeam 2015;
Zeki and Obreza, 2015).
The primary nutrients are measured on a percent (parts
per 100) dry weight tissue basis. These are: nitrogen,
phosphorus, potassium, calcium, magnesium and sulfur.
The trace elements are measured on a part per million dry
weight basis. For example, a typical analysis of a dried
leaf from a healthy cherimoya might show 2% nitrogen,
1% potassium, 100 ppm (parts per million) iron and 50
ppm boron (George et al, 1989).
Figure 1 Positions on a plant where deficiencies occur.
Source: Author
Excess or toxicity (often related to irrigation practices)
• Boron - chlorosis (yellowing), leading to tissue death
(necrosis) along the margins of older leaves Figure. 2.
Although plants require more primary than trace nutrients,
all the essential elements need to be present for a healthy
plant. An excess, deficiency or even an imbalance of
these elements will lead to individual symptoms which
are characteristic to most plants.
Furthermore, these symptoms take on characteristic
positions. The micronutrients typically show up on
young, expanding tissue (calcium is a macronutrient that
also shows up on young tissue), while macronutrients and
toxicities generally show up on older tissue.
Figure. 1. (Zeki, 2015).
Figure 2. Boron toxicity citrus (tip burn, older leaves).
Source: Author
B. Faber: Hunger signs in plants
73
• Sodium, Chloride - necrosis of the leaf tips and margins
on older leaves. They often occur in combination Figures
3 and 4.
Figure 3. Sodium toxicity avocados (marginal leaf burn, older
leaves).
Source: Author
Figure 6. Potassium deficiency in citrus (leaf curling, but
often marginal leaf burn on older leaves).
Source: Author
• Nitrogen - plants are light green or yellow. Older
leaves are often affected first, but in trees the chlorosis
may appear on any part of the plant Figure 7.
Figure 4 Chloride toxicity avocado (tip burn, older leaves)
Source: Author
Deficiency
• Phosphorus - frequently the only symptom is smaller
plants, but occasionally the leaves are darker than normal
or may have a reddish cast, a common symptom in sweet
corn. Phosphorus deficiency in California trees is rare
Figure 5.
Figure 7. Nitrogen deficiency in avocado (general yellowing of
older leaves).
Source: Author
• Zinc - depending on the plant there may be interveinal
(between the leaf veins) chlorosis on younger leaves, but
frequently the leaves are small and appear in a rosette
Figure 8.
Figure 5 Phosphorus deficiency in pear (small leaves, shortened
internodes, older leaves).
Source: Author
• Potassium - scorching or firing along leaf margins that
usually first appears in older leaves. Plants grow slowly
and have a poorly developed root system. Stalks are often
weak and fall over Figure 6.
Figure 8. Zinc deficiency in citrus (smaller leaves on young
tissue, older unaffected leaves in background)
Source: Author
74
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 69 - 72
• Iron - very sharply defined interveinal chlorosis of
younger leaves, with little size reduction. Can often be
associated with wet soil conditions Figure 9.
Figure 12. Calcium deficiency in citrus fruit with stylar end rot,
leaves often appear dark green.
Source: Author
Figure 9. Iron deficiency on citrus (fine interveinal yellowing,
young leaves).
Source:Author
• Magnesium – a pointed shape appears in the center of
the leaf Figure 13.
• Manganese - mild interveinal chlorosis of younger
leaves, with no size reduction Figure 10.
Figure 13. Magnesium deficiency in citrus (pointed shape on
older leaves).
Source: Author
Figure 10. Manganese deficiency on citrus (blotchy yellow
interveinal areas).
Source: Author
In Acid Soils especially, Deficiencies in:
• Boron – leaves can have general yellowing often with
holes Figure 11.
These and other problems can be corrected with
appropriate fertilizers, amendments and manures and also
by soil and water management. In well-managed plants
you may never see these signs, but learning the signals
can help direct your activities if you do.
All plant species show similar responses to low or high
levels of nutrients (Marschner, 2012). Some show the
symptoms more clearly than other plants. Sweet corn is a
wonderful indicator plant which develops very prominent
symptoms according to the deficiency. Planting a row of
sweet corn (not field) is a tasty way to determine if your
soil has a generic nutritional problem.
BIBLIOGRAPHY
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Plant Nutrition 2nd Ed. New York, NY: CRC Press.
Figure 11. Boron deficiency in avocado (young leaves with
holes), photo Tony Wiley.
Source: Author
• Calcium – leaf margins light colored, entire leaf blade
made be thickened Figure 12.
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Tecnologías no térmicas en el procesado y conservación de alimentos
vegetales. Una revisión
Non thermal technologies in the processing and conservation of vegetable foods. A review
Ronald Soleno Wilches 1
Fecha de recibo:03-08-2015 Fecha de aceptación 27-11-2015
Resumen
Abstract
Durante las tres últimas décadas se ha hecho evidente una mayor preocupación por parte de los consumidores
en la escala global respecto a la calidad e inocuidad de los alimentos que ofrece el mercado. En ese sentido,
se denota una tendencia marcada hacia la búsqueda de productos saludables y/o que no representen riesgos
significativos para la salud, y que además de ello ofrezcan una mayor frescura y practicidad a la hora de su
consumo. En respuesta a esto, en un principio surgieron iniciativas orientadas a suprimir el uso de aditivos
y conservantes, la mayoría basadas en procesos térmicos (pasteurización, esterilización, congelación, etc.),
que si bien logran alargar la vida útil, inciden de manera directa sobre las características iniciales de los
productos (frescura, textura, contenido de nutrientes, color, entre otros). En consecuencia se puso foco en la
investigación y desarrollo de tecnologías de conservación que lograran mantener al máximo las propiedades
naturales de los alimentos. En el caso particular de las frutas y hortalizas aparece el procesado mínimo,
que combina la utilización de materiales plásticos como barrera, atmósferas modificadas (pasivas y activas),
y almacenamiento refrigerado. Esta tecnología permite la obtención de productos frescos (cortados o no),
pero con un periodo de vida útil limitado (7-15 días). Los avances recientes en el campo se enfocan en la
utilización de tecnologías no térmicas, que logren conservar las características iniciales y la inocuidad de los
productos vegetales durante un mayor periodo de tiempo, aunque también se han realizado avances en el
desarrollo de tecnologías térmicas que reduzcan los efectos negativos sobre los productos tratados. Dentro
de las tecnologías no térmicas se destacan los campos eléctricos pulsantes, ultrasonidos, las altas presiones
hidrostáticas, irradiación, campos magnéticos oscilantes, plasma frío, luz blanca de alta intensidad, entre
otros. El presente trabajo de revisión tiene como propósito el estudio de este tipo de tecnologías, poniendo
énfasis en los principios básicos y su utilidad en el procesado de alimentos vegetales.
Palabras clave: alimentos; tecnologías de conservación; métodos no térmicos; frutas y hortalizas.
During the last three decades a greater concern for consumers in the global scale regarding the quality
and safety of food offered by the market has become more evident. In that sense, a marked trend towards
finding healthy products and / or those that do not represent significant risks to health and moreover
provide more freshness and convenience when consumption. In response, initially initiatives to eliminate
the use of additives and preservatives emerged, mostly based on thermal processes (pasteurization,
sterilization, freezing, etc.), that achieved to lengthen shelf life, but have direct impact on initial product
characteristics (freshness, texture, nutrient content, color, etc.). In consequence focus was placed on
research and development of conservation technologies they were able to keep most of the natural
properties of food. The minimum processing that combines the use of plastics as a barrier, modified
atmosphere (passive and active), and cold storage is the particular case of fruits and vegetables. This
technology allows the production of fresh product (cut or not), but with a limited useful life period
(7-15 days). Recent advances in the field are focused on the use of non-thermal technologies that are
able to maintain the initial characteristics and safety of plant products for a longer period of time,
although there has been progress in developing thermal technologies that reduce the negative effects on
the treated products. Within the non-thermal technologies include pulsating electric fields, ultrasounds,
high hydrostatic pressures, irradiation, oscillating magnetic fields, cold plasma, high-intensity white
light, among others. The present review aims to study these technologies, with emphasis on the basic
principles and their use in vegetal food processing.
Key words: Food; Conservation technologies; Non-thermal; fruits and vegetables; Food processing.
Colombiano. PhD. en Ciencias Agropecuarias, Investigador Asociado SENA, Grupo de Investigaciones en Ciencias & Tecnologías Agroindustriales-GICTACAB,
Centro Agropecuario de Buga. Guadalajara de Buga, Colombia. correo electrónico: [email protected]
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Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 73 - 83
Introducción
Durante las tres últimas décadas se ha hecho evidente
una mayor preocupación por parte de los consumidores
en la escala global, respecto a la calidad e inocuidad de
los alimentos que ofrece el mercado. En ese sentido,
se denota una tendencia marcada hacia la búsqueda de
productos saludables y/o que no representen riesgos
significativos para la salud, y que además de esto ofrezcan
una mayor frescura y practicidad a la hora de su consumo
y/o elaboración en el hogar (Cano, 2001).
En consecuencia, la industria agroalimentaria ha
tenido como desafío la generación de tecnologías de
conservación que permitan ofrecer alimentos con una
buena calidad sanitaria, cuyas características iniciales
se mantengan al máximo posible y que puedan ser
consumidos de manera directa como producto fresco
o bien acorten los procesos de elaboración, una vez
sacados del empaque. Bajo estos principios surgen los
Alimentos Mínimamente Procesados (AMP), los cuales
combinan frescura y practicidad, siendo empacados y
comercializados como los procesados. De esta forma, las
frutas y hortalizas mínimamente procesadas o de la IV
gama, son aquellas en cuya elaboración se incluyen las
operaciones convencionales de selección, clasificación,
lavado, pelado (opcional), cortado (opcional),
desinfección, secado y empacado, y que por lo general
se transportan y comercializan a baja temperatura
(Carbonell, 1990; Wiley, 1997; Cano, 2001).
Uno de los principales inconvenientes que presenta este
tipo de productos está relacionado con la disminución
de su vida útil, dado que las operaciones de pelado y
corte (cuando ello sucede), influyen de manera directa
en el aumento de la tasa de respiración del producto,
generan la producción de exudados, aumentan el riesgo
de contaminación microbiana, se aceleran los procesos
oxidativos, entre otros. Todo ello implica la necesidad de
combinar distintos métodos de conservación que permitan
alargar la duración del producto. Con ese propósito, se
ha incluido la utilización de agentes antimicrobianos y
antioxidantes en el agua de lavado, así como el empacado
aséptico en condiciones que permitan el alargamiento de
la vida útil (Cano, 2001).
También se destaca la aparición de la tecnología de
envasado en atmósferas modificadas (AM), que a través
de la utilización de una mezcla de gases (generalmente
enriquecida en CO2 y N2 y reducida en O2) que es
inyectada al interior del empaque, busca frenar los
procesos degradativos (Cano, 2001). Para ello, el
material de empaque resulta fundamental, siendo notable
el desarrollo de películas inteligentes, de permeabilidad
selectiva, que presenten barrera a la luz y protejan de
manera efectiva el producto. Así, por ejemplo, destaca
la utilización del cloruro de polivinilo (PVC), polietileno
(PE), polipropileno (PP), politereftalato de etileno (PET),
entre otros desarrollos más recientes que incluyen la
utilización de empaques biodegradables (Artés, 2000b).
No obstante, en todos los adelantos que se han realizado,
los productos vegetales de este tipo presentan un periodo
de vida útil relativamente corto, en comparación a
los sometidos a procesos tradicionales de elaboración
(pasteurizados, esterilizados, congelados), siendo
generalmente de 7 a 15 días en almacenamiento
refrigerado (Artés, 2000a).
Para solventar este inconveniente, una de las alternativas
que destacan tienen que ver con la aparición de los productos
de la V gama, generalmente asociados a la utilización del
método sousvide (“bajo vacío”, en idioma francés), que
implica el empacado al vacío de los vegetales (frescos o
preparados); esta técnica se utiliza en la conservación de
hortalizas y poco en frutas; posteriormente se sometió a
un proceso de pasteurización suave, que si bien afectó la
apariencia y frescura, permitió conservar al máximo las
características nutricionales, sanitarias y organolépticas
de los mismos, durante un periodo más largo de tiempo
(mínimo 6 semanas), dependiendo de la temperatura de
almacenamiento utilizada (Tirilly y Bourgeois, 2002).
Para la elaboración de este tipo de productos, se
desarrollaron métodos térmicos de cocción, pasteurización/
esterilización, alternativos a los tradicionales y que
involucraron, por ejemplo, el calentamiento óhmico
por radiofrecuencias y microondas (Welti- Chanes y
Bermúdez, 2003; Barbosa y Aguirre, 2010).
Es relevante la aparición de métodos o tecnologías de
conservación no térmicas, que buscan alargar la vida
útil de frutas y hortalizas, inclusive, de sus derivados
(zumos, jugos, salsas, sopas, pastas, etc.). Estos buscan
mantener su frescura, reduciendo el impacto sobre las
características nutricionales y organolépticas, y al tiempo
aseguran la inocuidad (Barbosa et al, 1999). Dentro
de las innovaciones que se han venido proponiendo,
en el presente trabajo se centró el interés en el uso de
los campos eléctricos pulsantes, ultrasonido, las altas
presiones hidrostáticas, la irradiación, campos magnéticos
oscilantes, luz blanca de alta intensidad y plasma frío,
realizando una descripción de los principios básicos, los
avances en el campo de la investigación y su utilidad en
la conservación de alimentos vegetales.
R. Soleno: Tecnologías no térmicas en el procesado y conservación de alimentos vegetales. Una revisión
Tecnologías no térmicas para la conservación de
productos vegetales
• Campos eléctricos pulsantes de alta intensidad
(CEPAI)
El procesamiento por campos eléctricos pulsantes
involucró la aplicación de pulsos de alto voltaje por
periodos cortos de tiempo (menos de 1 segundo) a
alimentos líquidos (como jugos de frutas y hortalizas)
colocados entre dos electrodos. Aunque la tecnología
de campos eléctricos fue introducida en los años 60, los
desarrollos tecnológicos han permitido renovar el interés
en la misma (Qin et al., 1998).
En el procesamiento de alimentos, la idea principal se
enfocó en el aprovechamiento del efecto antimicrobiano
para frenar los procesos deteriorativos, mientras se
conservan la frescura, las propiedades sensoriales y el
contenido de nutrientes (Barbosa et al., 2010; Demirdöven
et al., 2008).
El efecto antimicrobiano se generó a través de la alteración
o destrucción de la pared celular cuando se aplicó una
intensidad de campo eléctrico, que dio lugar a una
diferencia de potencial entre ambos lados de la membrana
(potencial transmembrana). Cuando esta diferencia de
potencial alcanzó un valor crítico determinado, que
varío en función del tipo de microorganismo, provoca
la formación de poros irreversibles en la membrana
celular (electroporación), y en consecuencia la pérdida
de su integridad, el incremento de la permeabilidad y
finalmente, la destrucción de la célula afectada.
El uso de CEPAI está limitada a productos bombeables,
capaces de conducir la electricidad y exentos de
microorganismos esporulados (Chanes y Aguirre, 2003;
Barbosa-Cánovas y Bermúdez-Aguirre, 2010).
Algunos autores como Chanes y Aguirre, (2003)
argumentan que las enzimas también pueden verse
afectadas en su movilidad y actividad, llegando a
desnaturalizarse, y que además se pueden inducir a la
asociación y disociación de grupos ionizables o modificar
completamente la forma de la proteína (Yeom et al.,
2002). En efecto, existen diversos estudios en los que se
evalúo la inactivación de enzimas con CEPAI, como es el
caso de la inactivación de polifenoloxidasas de diversos
productos vegetales (González et al., 1999; Zhong et
al., 2005; Mayer, 2006, Castorena-García et al., 2013),
papaína, (Yeom et al., 1999), lipoxigenasas de jitomate
(Min et al., 2003), proteasas microbianas (Bendicho
et al., 2005) y pectinmetilesterasa en jugo de uchuvas
(Pinchao, Osorio y Mejía, 2014).
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En la aplicación de CEPAI, se utilizaron cámaras
estáticas de flujo continuo, generalmente manipuladas
en laboratorios de investigación, cámaras continuas con
flujo no laminar para conseguir tratamientos homogéneos
y que suelen ser usadas en plantas pilotos y a nivel
industrial, y cámaras de campo eléctrico convergente,
que constan de electrodos de discos separados por placas
de teflón (Herrero y Romero, 2006).
El sistema de procesado utilizando CEPAI consta de varios
componentes, incluyendo la fuente de potencia, banco
de condensadores, interruptor, cámara de tratamiento,
medidor de voltaje, temperatura, corriente, y por último,
equipo de envasado aséptico (Qin et al., 1998, Herrero y
Romero, 2006).
La fuente de potencia se utilizó para cargar el banco
de condensadores, y un interruptor se empleó para la
descarga de la energía almacenada en el banco a través
del alimento en la cámara de tratamiento. El alimento
puede estar en una cámara estática o se puede bombear a
través de una cámara continua. La cámara de tratamiento
estática se utilizó en el laboratorio, mientras que a escala
industrial se empleó la cámara continua. El alimento
una vez tratado se envasó asépticamente y se almacenó
a temperatura de refrigeración. Uno de los componentes
importantes y complicado en el sistema de procesado es
la cámara de tratamiento, existiendo diversos diseños
de las mismas tanto estáticas como continuas (BarbosaCánovas et al., 1999; Sosa, 2006).
Además de la aplicación de esta tecnología en la
pasteurización de zumos y jugos de fruta, también se
utilizó para la alargar la vida útil de huevos líquidos,
mejorar los procesos de marinado y salazón, mejorar de
calidad de los mostos, al reducir el tiempo de maceración,
e incrementar el color de los vinos, extraer colorantes
alimentarios, entre otras (Morris et al., 2007).
• Ultrasonido (US)
El ultrasonido se conforma de ondas sonoras que resultan
inaudibles para el hombre por su elevada frecuencia. Esta
tecnología se utilizó para producir energía por dichas
ondas, con al menos 20.000 vibraciones por segundo
(Mason, 1990), para lograr un efecto bactericida sobre
los microorganismos e inactivación enzimática por
rompimiento celular (Morris et al., 2007).
Al atravesar los medios líquidos, el ultrasonido generó
ciclos alternativos de compresión y expansión y, como
consecuencia, la aparición de burbujas de gas en la masa
del líquido. En sucesivos ciclos, las burbujas crecen,
alcanzan un tamaño crítico y, al superarlo, implosionan.
Al chocar entre sí las moléculas del líquido se producen
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Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 73 - 83
ondas de presión que se transmiten por el medio,
inactivando a las bacterias y disgregando la materia
en suspensión. Aunque el efecto de este fenómeno,
denominado cavitación, se conoce desde hace mucho
tiempo, su utilidad es muy limitada por la insuficiente
eficacia del proceso en las condiciones habituales de
tratamiento (presión y temperatura ambiente) (Parzanese,
s/f; Hurtado, 2013).
Los factores claves para la inactivación microbiana
incluyen la amplitud de la onda; el tipo, la exposición
y el tiempo de contacto de los microorganismos; y la
composición y volumen de alimentos a procesar. Las
ondas actúan sobre la membrana celular afectando su
permeabilidad. El método se utilizó en el tratamiento de
frutas como ciruelas, uvas y mango, y se puede mejorar
la estabilidad de los jugos, reduciendo la sedimentación
(Morris et al., 2007).
Según Robles et al., (2012), el método puede ser útil
para un procesamiento mínimo de alimentos, debido
a que la transferencia de energía acústica al producto
alimenticio es instantánea y a través de todo el volumen
del mismo. Esto significó una reducción del tiempo total
de procesamiento, mayor rendimiento y menor consumo
de energía.
En el caso de alimentos mínimamente procesados
se estudió el efecto de US combinado con agentes
desinfectantes (agua clorada), en la descontaminación
microbiana de frutas y hortalizas (Seymour et al.,
2002). También se investigó el efecto combinado de
productos químicos desinfectantes con calor y US para
eliminar Salmonella y E. coli, observándose una mejora
en la eficiencia del producto químico, contribuyendo al
aumento de la letalidad.
El efecto de los ultrasonido sobre los agentes alterantes
de los alimentos es limitado y dependiente de múltiples
factores, por ello, su aplicación se encaminó hacia la
combinación, simultanea o alterna, con otras técnicas
de conservación (Chemat et al., 2004). La aplicación
de ultrasonido y tratamientos térmicos suaves (entre 50
y 60ºC) ha dado lugar al procedimiento denominado
termoultrasonicación. La combinación con incrementos
de presión (< 600 MPa) se denominó manosonicación,
mientras que las tres estrategias de forma conjunta se
conocen como manotermosonicación (Robles-Ozuna y
Ochoa-Martínez, 2012).
“La manosonicación y la manotermosonicación
son particularmente eficaces en la esterilización de
mermeladas, huevo líquido, y en general, para prolongar
la vida útil de alimentos líquidos. La ultrasonicación
de forma aislada es eficaz en la descontaminación
de vegetales crudos sumergidos en medios líquidos”
(Herrero y Romero de Ávila, 2006: 73).
Parzanese (s/f), indicó que la exposición prolongada a
ultrasonido se demostró al inhibir la acción de algunas
enzimas como la peroxidasa y la pepsina, debidas
probablemente a la desnaturalización de las proteínas por
efecto de la cavitación. Sin embargo, algunos estudios han
demostrado efectos contrarios después de tratamientos
cortos de US, quizá como consecuencia del rompimiento
de agregados celulares o moleculares que hacen que la
enzima esté más dispuesta para la reacción.
Según lo indican Herrero y Romero de Ávila (2006),
existen equipos de ultrasonido de funcionamiento
discontinuo o continúo, presentando ambos una cámara
de tratamiento donde se sitúa la fuente de ultrasonido
(generalmente una sonda de sonicación). El método, por
lo general aprovechó dos propiedades que poseen ciertos
materiales; la piezoelectricidad y la magnetoestricción.
Un generador de ultrasonido piezoeléctrico se basó
en la generación de oscilaciones eléctricas, de una
frecuencia determinada, que un material con propiedades
piezoeléctricas transforma en oscilaciones mecánicas
(transductor). Otro método para producir vibraciones
ultrasónicas es mediante el uso de transductores magneto
estrictivos. El funcionamiento de estos dispositivos se
basó en las deformaciones mecánicas que experimentan
ciertos materiales al someterlos a un intenso campo
magnético (Herrero y Romero de Ávila, 2006).
La conservación por ultrasonido es una técnica rápida
respecto a otras técnicas aplicadas en la industria de
alimentos, además, el uso de ondas de alta frecuencia
y baja intensidad en contacto con alimentos en
diversas aplicaciones constituye una técnica no
destructiva y no invasiva. Es útil para la inhibición y
disminución de microorganismos termorresistentes y
en aquellos alimentos que aumentan la resistencia de
los microorganismos a los procesos de pasteurización
(Hoover, 1997).
A nivel comercial se pueden hallar equipos de ultrasonido
diseñados para ser usados en la industria alimenticia, en la
limpieza de frutas y vegetales por inmersión, por ejemplo.
• Irradiación ionizante
En la industria alimentaria, el término “irradiación” se
utilizó para referirse a tratamientos en los que los alimentos
se exponen a la acción de radiaciones ionizantes durante
un cierto tiempo (Herrero y Romero de Ávila, 2006).
En algunos países el nombre de esta tecnología se cambió
R. Soleno: Tecnologías no térmicas en el procesado y conservación de alimentos vegetales. Una revisión
a la de “pasteurización electrónica” para una mejor
aceptación por los consumidores. La técnica se reguló
tanto a nivel nacional como internacional por la IAEA
(International Atomic Energy Agency), la FAO y la OMS
(Morehouse y Komolprasert, 2004).
En el sistema internacional, la dosis absorbida se midió
en gray (Gy), siendo este equivalente a la absorción de un
julio por kilogramo de masa tratada. Los tipos de fuentes
de radiación ionizante más utilizadas para la irradiación
de alimentos son: a) radiación gamma procedente de
los radionúclidos cobalto- 60 y cesio- 137; b) rayos X
generados por aparatos que funcionen con una energía
nominal igual o menor a 5 MeV (Un electronvoltio (eV
representa la variación de energía potencial que experimenta
un electrón al moverse desde un punto de potencial Va hasta
un punto de potencial Vb. 1 eV= 1,602176565×10-19 J; 1 MeV
=106 eV), (Morris et al., 2007; Huesca-Espitia et al., 2014);
c) electrones acelerados generados por aparatos que
funcionen con una energía nominal igual o menor a 10
MeV (Morris et al., 2007; Huesca-Espitia et al., 2014).
Los tratamientos pueden clasificarse, según la
Organización Mundial de la Salud (OMS, 2005), y de
acuerdo con la dosis media absorbida como: a) dosis baja
(hasta 1 kGy), usada para retardar procesos biológicos
(maduración y senescencia) de frutas frescas y hortalizas,
así como para eliminar insectos y parásitos en diversos
alimentos; b) dosis media (hasta 10 kGy), usada para
reducir microorganismos patógenos y alterantes de
diferentes alimentos, así como para mejorar propiedades
tecnológicas de los alimentos; c) dosis alta (superior a
10 kGy), para la esterilización comercial (generalmente
en combinación con tratamientos térmicos suaves) de
diversos alimentos en casos especiales (por ejemplo,
dietas hospitalarias para inmunodeficientes y alimentos
para astronautas, etc.) (Herrero y Romero de Ávila, 2006;
Gálvez-Ruiz y Buitimea-Cantúa, s/f).
Este tipo de tratamientos puede producir un “efecto
primario”, derivado de la ruptura y pérdida de estabilidad
de los átomos y/o moléculas, que conduce a la formación
de iones y radicales libres y un “efecto secundario”
derivado de la combinación y dimerización de los iones
y radicales libres formados para dar lugar a nuevas
moléculas o compuestos. El efecto conjunto (primario
más secundario) se denominó “radiólisis” y a los nuevos
compuestos resultantes, “productos radiolíticos”. En
diversas investigaciones se puso en evidencia que
cuando la dosis absorbida es ≤ 10 kGy la formación de
compuestos radiolíticos no supone riesgo para la salud
(Herrero y Romero de Ávila, 2006; Morris et al., 2007).
Herrero y Romero de Ávila (2006) manifestaron que la
radiólisis induce alteraciones del DNA y formación de
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radicales a partir de las moléculas de agua con elevado
potencial reductor y oxidante, resultando ambos hechos
fundamentales para explicar el efecto conservante de este
tratamiento.
Desde la década de 1990 más de 40 países han establecido
instalaciones seguras y apropiadas para la irradiación de
alimentos (Molins, 2001; Barbosa-Cánovas y BermúdezAguirre, 2009), las cuales están sujetas a las mismas
normas de seguridad que cualquier otra que utilice
radiaciones ionizantes. Las instalaciones pueden ser de
funcionamiento continuo o discontinuo. En cualquier
caso, el habitáculo de tratamiento estará construido con
material de elevada densidad, que asegure el blindaje
de la estructura y diseñado de tal forma que garantice el
aislamiento del entorno. El empleo de fuentes mecánicas
alimentadas por corriente eléctrica (como aceleradores
de electrones) permitió la conexión y desconexión
automática del equipo. Sin embargo, la utilización de
radiación gamma procedente de radionúclidos (cobalto
60 o cesio 137), supone el manejo de una fuente constante
de emisión de radiación, que requiere un recinto o fosa
de confinamiento cuando no está en uso. Dependiendo
del tipo de instalación, una cinta transportadora es útil
para colocar el alimento en la zona de tratamiento. El
tiempo de permanencia del alimento dentro de la cámara
permite ajustar la dosis de energía absorbida a los efectos
requeridos (Herrero y Romero de Ávila, 2006, p.73).
• Altas presiones hidrostáticas (APH)
Es un método no térmico de procesamiento de alimentos
relativamente nuevo, (desde el año 2000 se empiezó a
implementar con éxito en la industria alimentaria), en
productos tanto sólidos como líquidos a presiones entre
300 y 900MPa (Considine et al., 2008). Autores como
Hoover (1997) y Knorr (2000), consideran a la APH como
la técnica más viable desde el punto de vista comercial.
Por su parte, Meyer et al., (2000) afirmaron que de todos
los métodos alternativos solo se demostró la efectividad
de la APH en la inactivación de esporas y enzimas. La
APH provocó la inactivación de las células microbianas
sin alterar la calidad sensorial ni los nutrientes de los
alimentos (Cheftel, 1995). El efecto de la alta presión
sobre la viabilidad de los microorganismos es una
combinación de varias acciones (Farr, 1990): cambios
en la morfología de la célula, que son reversibles a bajas
presiones (300 MPa); desnaturalización de proteínas a
presiones altas, debido al desdoblamiento de las cadenas
peptídicas; modificaciones que afectan a la permeabilidad
de la membrana celular.
El tratamiento con APH evitó la deformación de los
alimentos debido a que la presión se transmitió uniforme
e instantáneamente, es decir, no hay gradientes (cumple
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Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 73 - 83
la denominada regla isostática). A diferencia de lo
que ocurre con los procesos térmicos, el tratamiento
APH es independiente del volumen y de la forma de la
muestra, con lo que se reduce el tiempo requerido para
procesar grandes cantidades de alimento (Cheftel, 1995;
Pothakamury et al., 1995). No se produjo deterioro de
nutrientes termolábiles como por ejemplo vitaminas (no se
destruyó la vitamina C en los zumos, frente a los métodos
tradicionales de pasterización), ni se alteraron otros
compuestos de bajo peso molecular, fundamentalmente
aquellos responsables del aroma y sabor. No se alteró
el sabor natural, ni la coloración del alimento, pues las
altas presiones no favorecen la reacción de Maillard o
de pardeamiento no enzimático (Hayashi, 1989). No se
produjeron residuos y no se precisó de la incorporación
de aditivos al alimento. Tiene poco gasto energético; por
ejemplo, para calentar 1 litro de agua a 30ºC se necesita la
misma energía que para presurizar a 400 MPa ese mismo
volumen de agua (Tellez-Luis et al., 2009, p. 67).
Como desventaja se debe mencionar el alto costo del
equipo, además, con los equipos de APH disponibles
hasta ahora en el mercado no se pueden diseñar procesos
continuos, aunque sí hay algunos discontinuos que operan
en línea (ejemplo: zumos de frutas).
Se destacó el planteamiento de Téllez-Luis et al. (2009),
respecto a que, aunque en la mayoría de los alimentos
tratados con APH, las características sensoriales mejoran
o no sufren modificaciones, en algunos casos (frutas y
verduras de consistencia blanda, por ejemplo) se pueden
presentar alteraciones, incluso, indeseables. De esta
forma, la influencia de la APH sobre las características
organolépticas, depende del tipo de alimento y de las
condiciones de presurización.
En algunos trabajos (Cheftel et al., 1995) se describen
algunas aplicaciones para distintos grupos de alimentos,
siendo útil para la pasterización y esterilización
sin modificar el valor nutritivo ni las propiedades
organolépticas de los alimentos, en la inactivación/
activación de enzimas para retardar/acelerar procesos de
maduración, fermentación u otro tipo de transformaciones
enzimáticas deseables en los alimentos. Además se
destacó su uso en la modificación de la estructura debido
a cambios en la configuración proteica: ablandamiento de
textura en carnes y pescados, decoloración de hemoglobina
en sangre de animales, inactivación de ciertas toxinas.
Asimismo, para inducir cambios en las transiciones de
fase (congelación a temperaturas bajo cero, evitando la
formación de cristales de hielo, disminución del punto de
fusión de lípidos, gelatinización a bajas temperaturas).
Otra aplicación conocida es en la extracción de
componentes alimentarios (pectinas, pigmentos, e incluso
agua) y la agregación de sólidos o polvos alimentarios
para elaborarlos en forma de barras, cubos, tabletas.
La APH impide el pardeamiento no enzimático en
determinados alimentos, no favorece la reacción de
Maillard, y además evita la oxidación lipídica en ciertos
productos (Téllez et al., 2009).
Desde el año 2009, y según sostienen Barbosa-Cánovas
y Bermúdez-Aguirre (2010), empezó a implementarse el
uso de la APH en combinación con el calor, como una
alternativa para la esterilización de alimentos, adoptando
el nombre de “Pressure Assisted Thermal Sterilization
(PATS)” o “Pressure Assisted Thermal Processing
(PATP)”, permitiendo de esta forma mejorar la eficacia
en la inactivación de microorganismos esporulados.
• Campos magnéticos oscilantes (CMO)
La primera referencia que se tiene respecto al uso de esta
tecnología para inactivar microorganismos contempló la
utilización de los CMO en la conservación de productos
alimenticios.
Según argumenta Pérez (2001), para que un alimento
se pueda conservar usando CMO, debe poseer una
resistividad eléctrica alta (> 25 ohmios/cm). La
intensidad del campo magnético a utilizar dependió de
la resistividad y el espesor del alimento o muestra de
productos alimenticios a tratar. Aquellos que presentan
baja resistividad y mayores espesores requieren campos
magnéticos más potentes.
Es importante anotar que la aplicación en productos
alimenticios, precisó el empacado hermético en bolsas
plásticas, para luego ser sometidos a 1-100 pulsos en
un CMO con una frecuencia de 5 a 500 KHz, y una
temperatura de 0-50º C, con un tiempo total de exposición
de 25 ms a 10 ms (Morris, Brody y Wicker, 2007; BarbosaCánovas et al., 2010). Los CMO actúan alterando la
velocidad de división celular de los microorganismos por
efecto del cambio del flujo iónico a través de la membrana
plasmática (Fernández et al., 2001).
Si bien es apreciable un aumento de la temperatura en
los productos tratados (2-5ºC), el impacto sobre las
propiedades organolépticas suele ser poco perceptible,
además se consideró un método seguro (Fernández et al.,
2001).
• Luz blanca de alta intensidad
La luz blanca de alta intensidad (Marquenie et al.,
2003), es una técnica para descontaminar superficies,
inactivando microorganismos a través de pulsos cortos
de tiempo, intensos y de amplio espectro, ricos en luz
UV-C (es la porción del espectro electromagnético
R. Soleno: Tecnologías no térmicas en el procesado y conservación de alimentos vegetales. Una revisión
correspondiente a la banda entre 200 y 280 nm). La luz
blanca de alta intensidad se produce utilizando tecnologías
que multiplican la potencia. Es una de las tecnologías
emergentes que se utilizó para la sustitución de la
pasteurización térmica tradicional a través de procesos no
térmicos (Heinz et al., 2002). Tiene como objetivo reducir
las plagas, microorganismos alterantes y patógenos de los
alimentos sin afectar mayormente su calidad (Banco et
al., 1990). En la literatura científica también se conoce
como luz ultravioleta pulsada (Sharma y Demirci, 2003),
luz pulsada de alta intensidad y amplio espectro (Roberts
y Hope, 2003) y luz pulsada (Rowan et al., 1999). El
tratamiento con luz blanca pulsada se describió como
una técnica de esterilización o descontaminación que se
utilizó principalmente para inactivar microorganismos
en la superficie de los alimentos, así como material de
embalaje y equipos. Esta técnica utilizó energía luminosa
en forma concentrada y expone el sustrato a intensas
ráfagas cortas de la luz (pulsos). La luz ultravioleta,
la luz blanca de amplio espectro y la luz de infrarrojo
cercano pueden ser utilizadas (Green et al., 2005) para el
tratamiento de productos alimenticios.
Si bien las aplicaciones más conocidas de este método
han sido en filetes y porciones de carne, pollo, salchichas,
pescado y gambas, recientemente se han desarrollado
investigaciones para el tratamiento de frutas y hortalizas,
así por ejemplo se pueden mencionar los trabajos de
Chordi Barrufet (2013) y Ramos-Villarroel et al. (2013).
• Plasma frío
Los plasmas fríos, resultan adecuados para el tratamiento de
materiales sensibles al calor. Estos plasmas “no térmicos”
se generan mediante la aplicación de un campo eléctrico o
electromagnético a un gas, en el que los electrones libres
toman la energía del campo, lo que produce su aceleración
hasta que sus energías se elevan lo suficiente para ionizar
los átomos o las moléculas del gas con las que colisionan,
liberando más electrones que provocan a su vez nuevas
ionizaciones. Los electrones liberados en dicho proceso
producen disociación molecular, formándose átomos
y radicales libres, siendo capaces de excitar átomos y
moléculas a niveles superiores de energía que, al retornar
al estado más estable, emiten el exceso de energía en
forma de radiaciones electromagnéticas de amplio
espectro, incluyendo radiaciones en el rango ultravioleta.
En consecuencia, el plasma está constituido básicamente
por moléculas y átomos en estado o no de excitación,
iones positivos y negativos, radicales libres, electrones
y radiación ultravioleta y, en presencia de gases como
el oxígeno y el nitrógeno, en esta mezcla también están
presentes especies reactivas de oxígeno y de nitrógeno,
tales como ozono, radicales hidroxilo, oxígeno atómico,
óxido nítrico, dióxido de nitrógeno, con capacidad de
81
inactivar una amplia gama de microorganismos, incluyendo
bacterias, mohos, levaduras, esporas e incluso virus,
priones y parásitos (Hayashi et al., 2013; Alkawareek et
al., 2014).
Aunque la posibilidad de utilizar las propiedades
esterilizantes del plasma se señaló por primera vez a
finales de los años 60, su empleo ha estado alejado de
la industria alimentaria, ya que solo se podían conseguir
plasmas fríos en condiciones de vacío y a pequeña escala,
resultando además de costoso, difícil de implementar a
nivel industrial. Sin embargo, los avances tecnológicos en
las fuentes de generación de plasmas, como consecuencia
de su utilización en otras actividades industriales,
permitieron, a finales de los años 90, desarrollar equipos
capaces de generar plasmas a presión atmosférica (de ahí el
nombre de Plasma Atmosférico no Térmico), permitiendo
el tratamiento en continuo, con equipos sencillos y baratos,
haciendo el proceso práctico y no costoso.
Esta tecnología permite tiempos de tratamiento
cortos, siendo posible conseguir más de 5 reducciones
logarítmicas en el número de microorganismos patógenos
viables (Salmonella typhimurium, Salmonella enteritidis,
Escherichia coli, Staphilococcus aureus y Listeria
monocytogenes, entre otros), e incluso, microorganismos
esporulados, como Bacilluscereus y Bacillussubtilis, en
tiempos realmente cortos, entre 30 segundos y 2 minutos
(Alkawareek et al., 2014; Ziuzina et al., 2014). El hecho
de que esta técnica resulte eficaz a temperatura ambiente,
la hace especialmente interesante para productos sensibles
al calor tanto frescos como procesados. Además, su
naturaleza no tóxica y la significativa reducción del
consumo de agua y agentes químicos se traducen en
una importante disminución de efluentes, resultando
beneficioso, no solo desde un punto de vista económico,
sino también ambiental.
El grado de inactivación microbiana conseguido aumenta
con la energía aportada (Gweon et al., 2009; Song et al.,
2009), el contenido en humedad y la velocidad de flujo (Liu
et al., 2008) del gas empleado, así como con la presencia de
oxígeno en el gas o mezcla de gases usados (Gweon et al.,
2009; Kim et al., 2011; Surowsky et al., 2014).
En alimentos, estos tratamientos pueden se aplicaron directa
o indirectamente, en función de la distancia existente entre
este y el punto de generación de plasma. En los tratamientos
directos, el alimento se localizó físicamente en el campo
donde se generó el plasma y entró en contacto con todas las
especies reactivas formadas, produciéndose una inactivación
más rápida que en un tratamiento indirecto, en el que el
plasma se generó a una cierta distancia del producto y, en
estas condiciones, solo accederían las especies reactivas con
una larga vida (Liu et al., 2008).
82
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 73 - 83
Otros métodos de conservación no térmicos
Otros métodos que es preciso destacar, sobre todo en el
procesado mínimo de frutas y hortalizas, tienen que ver
con la sustitución de agentes antimicrobianos artificiales
por aquellos de origen natural (López-Malo et al., 2006).
Dentro de los antimicrobianos naturales, se resaltó la
utilización de aquellos provenientes de especias, hierbas,
plantas o extractos (fenólicos, aceites esenciales, ácidos
orgánicos, flavonoides, alcaloides, glucósidos, etc.), de
origen animal (lisozima, lactoperoxidasa, lactoferrina,
etc.) o de microorganismos (nisina, pediocina y otros
bacteriocinas) (Alzamora et al., 2003; Ávila-Sosa y
López-Malo, 2008).
En el procesado mínimo, el uso de agentes antimicrobianos
generalmente se combinó con el empacado en atmósferas
modificadas (pasivas o activas) y el almacenamiento
refrigerado, de manera que se logre alargar la vida útil.
Uno de los aspectos que pueden resultar problemáticos
en relación a este método, tiene que ver con la incidencia
de dichos agentes sobre las características sensoriales del
producto tratado, especialmente cuando se trata de aceites
esenciales (Raybaudi-Massilia et al., 2012)
Una estrategia en la que se ha venido trabajando, se
centra en la incorporación de estos agentes a películas
y recubrimientos comestibles en concentraciones
mínimas, que permitan la inactivación de la microbiota
predominante, al tiempo que se reducen los procesos
degradativos asociados a la perdida de humedad (Quintero
et al., 2010).
Por otro lado, se han venido utilizando algunos agentes
químicos, dentro de los cuales vale la pena mencionar el
uso del ozono, CO2 supercrítico, antioxidantes, polímeros
policationicos, enzimas, entre otros (Welti-Chanes y
Bermúdez Aguirre, 2003). Asimismo se mencionan
las técnicas avanzadas de oxidación, entre los que se
encuentran la generación de radicales hidroxil por
combinación de luz UV y peróxido de hidrógeno, luz UV
y ozono, rayos de electrones, sonólisis, la fotocatálisis
con dióxido de titanio y el uso de reacciones de Fenton,
todos ellos reportados como altamente eficientes en la
eliminación de microorganismos (Bandala et al., 2011,
citado por Huesca-Espitia et al., 2014).
Reflexiones finales
La investigación en tecnologías no térmicas se ha venido
desarrollando en función de la demanda del consumidor
por productos mínimamente procesados de alta calidad,
prácticos y seguros. Los procesos no térmicos permiten
extender la vida útil de los alimentos vegetales,
prescindiendo del uso de aditivos y conservantes
artificiales. De esta manera se logra preservar el sabor,
color, textura y las propiedades nutritivas y funcionales
de los productos vegetales.
La mayoría de estas tecnologías no son eficientes por
si solas, y por lo general es recomendado su uso en
combinación con métodos tradicionales y/o con otras
técnicas emergentes (métodos combinados).
Uno de los principales inconvenientes de los procesos
no térmicos, está relacionado con la inactivación de
microorganismos esporulados; siendo en este caso la
APH la que mayores avances ha logrado a través del uso
de PATS.
A medida que la investigación avanza, las tecnologías
de este tipo ganan terreno en la industria alimentaria,
mostrando un gran potencial para la conservación de
productos vegetales con una alta calidad nutricional y
organoléptica.
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Impacto de la aplicación de la norma
GlobalGAP, en el sector agroalimentario Latinoaméricano
Impact of the application of the globalGAP norm, in the Latin American
Agro-food sector
Nidia Stella Rincón Parra1; César Augusto Figueredo2; Nubia Stella Salazar Villamil3
Fecha de recibo:01-09-2015 Fecha de aceptación 07-11-2015
Resumen
La tendencia de los mercados globales ha sufrido cambios en variables que determinan la demanda, ya que
la misma está supeditada a la trasformación de los hábitos del consumo, los cuales se están orientando hacia
productos inocuos y sostenibles. Se identificó el impacto de la aplicación de la norma GlobalGAP, en
el sector agroalimentario Latinoamericano, a partir de la tipificación del aseguramiento de la inocuidad
de los alimentos y de las acciones para promover la seguridad y salud de los trabajadores, además de las
gestiones orientadas a mitigar el impacto ambiental y potenciar la sostenibilidad de los recursos naturales.
La investigación tomó como población objeto de estudio algunos casos publicados sobre las experiencias
adquiridas en la implementación de esta norma, en el sector productivo hortofrutícola de Latinoamérica.
Se identificaron 27 casos para hacer la revisión bibliográfica, los cuales se seleccionaron a partir del 2007
cuando adquirió el nombre de GlobalGAP; se evidenció la necesidad de expansión a nuevos mercados
y/o requerimiento urgente de respaldo y reconocimiento a sus productos, y como criterios de evaluación
se manejaron los tres pilares que la fundamentan. Dentro de los resultados obtenidos,uno de los más
relevantes es el que permitió establecer que para los diferentes sectores productivos es importante lograr la
certificación de sus productos como estrategia competitiva; sin embargo, es sustancial crear conciencia en
dar los mismos niveles de importancia en su aplicación a los aspectos de inocuidad, seguridad y salud de
los trabajadores y minimización del impacto ambiental.
Palabras clave: Certificación; inocuidad; calidad; reconocimiento; seguridad; salud sostenibilidad;
beneficios.
Abstract
The tendency of the global markets has undergone changes in variables, that define demand, because
it is dependent to the transformation of the consumption habits, which are pointed to innocuous and
sustainable products. In consistency, the impact of the GlobalGAP norm application was identified
in the Latin-American Agro-food Sector, from the classification of the innocuousness food assurance,
the actions to promote the safety and health of the workers, moreover of the guided management
to reduce the environmental impact and strengthen the sustainability of the natural resources. The
research took as an object population for study, published case, about the acquired experiences on the
implementation of this regulation on the fruit and vegetable productive sector in Latin America. 27
cases were taken for bibliographic review, which were selected from the year 2007, when it acquired the
name GlobalGAP, the need for expansion to new markets became evident and an urgent requirement
of support and product recognition. As evaluative criterions the three pillars that are based on were taken
in account. Out of the results obtained, one of the most relevant is the one that establishes that for the
different productive sectors it is important to achieve product certification as a competitive strategy;
however, it is important to raise awareness of is essential to be aware in giving the same importance
levels for its application in the innocuousness aspects, the safety and the health of the workers and risk
management of the environmental impact.
Keywords: Certification; Innocuousness; Quality; Recognition; Security; Agreement; Profit.
Colombiana. Magister en administración de negocios, Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD, Cread Duitama. correo electrónico: [email protected]
Colombiano. Ingeniero Industrial. Especialista en Finanzas, Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD, Cread Duitama. correo electrónico: [email protected]
3
Colombiana. Especialista en Alta Gerencia, Mercadotecnia, Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD, Cead Duitama. correo elctrónico: [email protected]
1
2
N. Rincón, C. Figueredo, N. Salazar: Impacto de la aplicación de la norma GLOBALGAP, en el sector agroalimentario latinoaméricano
87
INTRODUCCIÓN
HISTORIA
La tendencia de los mercados globales ha sufrido
cambios en las variables que determinan la demanda, ya
que la misma está supeditada a la trasformación de los
hábitos del consumo, los cuales se están orientando hacia
productos inocuos y sostenibles, como lo plantea Ceres
(2012).
EUREPGAP nació en 1997 como iniciativa del sector
minorista agrupado bajo EUREP (Euro-Retailer Produce
Working Group). El motor detrás de la iniciativa fueron
minoristas británicos en conjunto con supermercados
de Europa continental. Ellos respondían a la creciente
preocupación de los consumidores acerca de la seguridad
alimentaria, los estándares ambientales y laborales.
(GLOBALGAP, s.f.)
Un creciente número de consumidores y distribuidores de
alimentos se encuentran preocupados por problemas de
plaguicidas en alimentos. Esta creciente conciencia se ha
globalizado. Consumidores en todo el mundo preguntan,
cómo se producen sus alimentos, y quieren tener alguna
seguridad de que la producción es segura y sostenible.
En concordancia se identificó el impacto de la aplicación
de la norma GLOBALGAP, en el sector agroalimentario
Latinoamericano, a partir de la tipificación del
aseguramiento de la inocuidad de los alimentos, de
las acciones para promover la seguridad y salud de los
trabajadores, además de las gestiones orientadas a mitigar
el impacto ambiental o a potenciar la sostenibilidad de los
recursos naturales.
Se realizó una revisión bibliográfica que presentó para la
identificación de la norma GLOBALGAP, su fundamento
teórico, el marco normativo, y posteriormente, a partir de
este fundamento y de los referentes empíricos se llegó a
la argumentación y análisis de la misma, en su aplicación
a diferentes cultivos en Latinoamérica desde el 2007.
Los resultados de este estudio servirán de base en
dos aspectos; uno académico, que permita proyectar
nuevas investigaciones, y otro de carácter motivacional
e informativo para el sector productivo que conlleve al
interés en la aplicación de la norma GLOBALGAP
Esta situación generó la necesidad de desarrollar
protocolos comunes de certificación para evitar ser
valorados bajo diferentes puntos de vista, buscando reglas
comunes de certificación de sus productos. EUREPGAP
se concentró en desarrollarreglas debuenas prácticas
agrícolas que se aplicaron en la agricultura convencional,
donde se excedieron en la utilización de componentes
sintéticos, para combatir las plagas y las malezas con
pesticidas y herbicidas tóxicos y se fertilizó con abonos
artificiales, comprometiendo nuestro bienestar y el del
medio ambiente.
Gradualmente, durante los diez años siguientes se fueron
adhiriendo a la propuesta agricultores y minoristas a nivel
internacional, por las expectativas globales que se estaban
dando en el momento, las cuales consistían en la gestión
integral de cultivos, la seguridad de los trabajadores y el
cuidado del medio ambiente,así es como esta evolución
en el 2007 conduce a la transformación de EUREPGAP
a GLOBALGAP
En la Tabla 1 se muestranlos principales hechos históricos
de la evolución de la norma.
88
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 84 - 97
Tabla 1:
Historia de GLOBALGAP
Año
1999
Evento
2000
EUREPGAP establece el principio de colaboración entre los minoristas y productores y
presenta los resultados de los ensayos de su Protocolo para Frutas y Hortalizas.
2001
EUREPGAP recibe la primera acreditación ISO 65 para Frutas y Hortalizas y comienza a
otorgar los primeros certificados a los productores.
2003
EUREPGAP presenta la versión 2 del Protocolo para Frutas y Hortalizas que resulta de un
proceso de revisión, anuncia el desarrollo de una norma para Flores y Ornamentales, y lanza
un nuevo y trasparente procedimiento de homologación de las normas/programas.
2004
En octubre 2004 EUREPGAP lanza las normas para café (verde) y acuicultura, y otorga a
las explotaciones agrícolas los primeros certificados acreditados basados en la norma para
Aseguramiento Integrado de Fincas.
2005
Se publica la primera norma de Referencia para Alimento para Animales y se lanza la
versión 2005 para Aseguramiento Integrado de Fincas. Los primeros programas nacionales
de producción animal agregan sus listas de verificación a la herramienta de homologación
de EUREPGAP
2006
Se publica la primera norma de Referencia para Alistamiento para Animales y se lanza la
versión 2005 para Aseguramiento Integrado de Fincas. Los primeros programas nacionales
de producción animal agregan sus listas de verificación a la herramienta de homologación
de EUREPGAP
2007
Con la realización de un taller, se finaliza el proceso de consulta de la norma EUREPGAP
para Camarones. También se anuncia el cambio de nombre de EUREPGAP a GLOBALGAP
2008
GLOBALGAP introduce actividades para apoyar la implementación de la norma en las
pequeñas explotaciones, e intensifica el diálogo con organizaciones gubernamentales y no
gubernamentales.
2009
GLOBALGAP hace un tour por primera vez, recorriendo cinco continentes para contactar
a todos sus clientes. Además de la conferencia anual, el Tour GLOBALGAP, ofrece a los
minoristas, productores y asociados la oportunidad de visitar una conferencia más cerca a su
ubicación. Las ciudades visitadas fueron Nairobi, Montevideo, Kuala Lumpur, Washington
D.C. y Atenas.
2010
Aproximadamente 500 delegados provenientes de más de 50 países se reúnen en la
SUMMIT2010 de GLOBALGAP, en el Hilton Metropole Hotel de Londres el 7 y 8 de
octubre de ese año. Durante la SUMMIT 2010 en Londres, los Comités Sectoriales de
GLOBALGAP, presentan la versión 4 de la norma para Aseguramiento Integrado de Fincas
como la versión más consultada, innovadora y con la mayor base científica. La SUMMIT
2010 también marca un hito especial en la historia de GLOBALGAP
Diecisiete minoristas deciden introducir un sistema de verificación independiente como base
para el cumplimiento de los proveedores.
Continúa en la página siguiente
N. Rincón, C. Figueredo, N. Salazar: Impacto de la aplicación de la norma GLOBALGAP, en el sector agroalimentario latinoaméricano
89
Viene de la página anterior
2011
Después del enorme éxito del Tour 2009, GLOBALGAP, decide realizar un tour de
conferencias cada dos años. Para el Tour 2009, el equipo de GLOBALGAP hace un recorrido
por seis ciudades en diferentes partes del mundo; Nueva Delhi, Ciudad del Cabo, Ciudad de
México, Sao Paulo, Varsovia y Atlanta con el fin de recibir opiniones y aportes con respecto
a la implementación de la versión 4 de la Norma GLOBALGAP para Aseguramiento
Integrado de Fincas.
2012
Ese año vuelve a España la 11a Conferencia de GLOBALGAP La 11a SUMMIT se enfoca
en un debate que no podría ser más importante para nuestro futuro: ¿Cómo proporcionar
inocuidad alimentaria y sostenibilidad en la actualidad y en los próximos años?
2013
Tour 2013 para presentar nuestras herramientas para el cambio. Quieren involucrar a los
actores principales en su país y unirlos detrás de nuestra visión común de la mejora de las
buenas prácticas agrícolas de los productores.
Mejora de la seguridad y la sostenibilidad significa un mayor acceso a los mercados para los
productores; productos más seguros para los minoristas y los consumidores, los sistemas de
producción más sostenibles para los gobiernos y las oportunidades de negocio más amplias
para los proveedores.
2014
Módulo Base para todo Tipo de Explotación Agropecuaria, Módulo Base para Cultivos,
Frutas y Hortalizas. Versión 4.0-Edition 4.0-2, mayo 2 de 2014.
Fuente: GLOBALGAP (s.f.).
Actualmente se siguen desarrollando iniciativas que
permiten el perfeccionamiento y adecuación de la norma
a estándares globales, lo que sustenta su mejoramiento
continuo.
Qué es la norma GLOBALGAP?
La producción agrícola tiene el desafío de cumplir con
requisitos de calidad e inocuidad, lo cual exigirá reforzar
los sistemas nacionales de sanidad agropecuaria e
inocuidad de los alimentos y avanzar en el reconocimiento
de estándares fitosanitarios nacionales basados en la
normativa internacional. (Instituto Interamericano de
Cooperación para la Agricultura, 2012).
Según Umpire (2009) un producto de calidad es aquel que
tiene la capacidad de cumplir con lo que el consumidor
espera. Un producto que es de calidad para un consumidor
puede no necesariamente serlo para otro.
La calidad está en claro proceso de evolución y que
el futuro para dar credibilidad a nuestros productos y
recuperar la confianza de los consumidores está en el
compromiso de las empresas con la calidad, asegurando
que los productos comercializados están rigurosamente
controlados por la propia empresa. (Asociación Española
para la Calidad, 2012).
GLOBALGAP es una de las principales certificaciones
solicitadas en el mercado agroalimentario, esta norma
garantiza a los consumidores la calidad del producto que
están comprando. Para comprender el deber ser de la
norma y su alcance es fundamental partir de su concepto:
Según (Bogotá, 2014), GLOBALGAP es un programa
y una referencia global para las Buenas Prácticas
Agrícolas (BPA), que se gestionó por el Secretariado de
GLOBALGAP Food Plus GmbH es una organización sin
ánimo de lucro, que representa legalmente el Secretariado
GLOBALGAP
Se trata de una norma que especifica requisitos de inocuidad
para la producción agrícola y se basa en la aplicación de
buenas prácticas agrícolas, HACCP y trazabilidad. Sus
procedimientos se relacionan con la higiene y la reducción
de posibles fuentes de contaminación a lo largo del
proceso productivo, la cosecha y el acondicionamiento
de la producción. (TÜV Rheinland, 2015). A su vez, son
un conjunto de principios, normas y recomendaciones
técnicas, aplicables a las diversas etapas de la producción
agrícola, ganadera y piscícola. Su aplicación tiene por
objetivo ofrecer al mercado productos de elevada calidad
y asegurar a los consumidores un producto sano e inocuo
para el consumo humano, protegiendo el ambiente y la
salud de los trabajadores (Alonso, 2009).
Así mismo, la norma de Aseguramiento Integrado de
Fincas de GLOBALGAP (IFA) es una normativa a nivel
de la explotación o previa a la explotación, que cubre
la certificación de todo el proceso de producción del
producto, desde el momento en que la planta se encuentra
90
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 84 - 97
en el suelo (origen y puntos de control de semillas) o desde
el momento en que el animal se incorpora al proceso de
producción hasta el producto final no procesado (no
cubre el procesamiento, la manufactura o el sacrificio, a
excepción del primer nivel de acuicultura). (The global
pathershipfor Safe & GlobalG.A.P, 2012).
El objetivo de la certificación de GLOBALGAP, es
formar parte de la verificación de las buenas prácticas
agrícolas en toda la cadena de producción. (González et
al., 2009 a).
En la Figura 1 se presenta la estructura general de la
norma propuesta, en la cual se describieron los módulos
genéricos, también se denominaron ámbitos y módulos
específicos denominados subámbitos. Estructura
propuesta por (González, et al., 2009b).
Dirección del proceso de
auditoria
Otras normativas GLOBALGAP
Es importante resaltar que
la norma contó con
reconocimiento internacional para la producción
agropecuaria. Su fin principal es una producción segura
y sostenible con el fin de beneficiar a los productores,
minoristas y consumidores en todas partes del mundo.
El objetivo de GLOBALGAP se estableció como una
norma única de buenas prácticas agrícolas (BPA),
aplicable a diferentes productos, capaz de abarcar la
globalidad de la producción agrícola, reduciendo los
riesgos de dicha producción y aportando una herramienta
para verificar objetivamente la mejor práctica, de una
manera sistemática y consistente.(Asociación Española
para la Calidad AEC, 2015)
Ámbitos
Sub-Ámbitos Animales
Sub-Ámbitos
Cultivos
Sub-Ámbitos Acuicultura
Figura 1. Etapas de la producción cubiertas por GLOBALGAP
Fuente: Gonzálezet al. (2009b).
La Certificación GLOBALGAP cubre inocuidad
alimentaria y trazabilidad, medio ambiente (incluyendo
biodiversidad), salud, seguridad y bienestar del
trabajador, el bienestar animal, también incluyó el manejo
integrado del cultivo (MIC), manejo integrado de plagas
(MIP),sistemas de gestión de calidad (SGC) y análisis de
peligros y puntos críticos de control (HACCP). (Figura
1. Etapas de la producción cubiertas por GLOBALGAP, s.f).
A su vez, la aplicación de esta norma trae, entre otros
beneficios, la apertura de nuevos y valiosos mercados
a productores grandes y pequeños por igual, y ayuda a
satisfacer especificaciones básicas de la inocuidad de
los alimentos y de sostenibilidad de los minoristas y
los principales compradores del mundo. (SCS Global
Services, s.f.). Al mismo tiempo, (Bogotá, 2014), de
manifestar responsabilidad para minimizar el impacto
negativo en el medio ambiente, preservando el entorno,
la reducción del uso de pesticidas y la mejora en la
utilización de los recursos naturales.
Además, la norma y su aplicación vinculan globalmente
a los productores y a los propietarios de las marcas
en la producción y la comercialización de alimentos
inocuos, para lograr aspectos como; una norma universal,
alimentos sostenibles para todos, métodos seguros de
producción, uso responsable de los recursos naturales,
certificación más fácil y mercados más amplios para los
productores, entre otros. Alsina, (2014).
Es fundamental entender que la norma GLOBALGAP,
esun estándar privado, gestionado por su secretariado,
quien establece normativas para la certificación de
buenas prácticas agrícolas de forma voluntaria. Esta
norma le permitirá dar transparencia y garantía al proceso
de producción, minimizando los principales riesgos
N. Rincón, C. Figueredo, N. Salazar: Impacto de la aplicación de la norma GLOBALGAP, en el sector agroalimentario latinoaméricano
alimentarios obteniendo mayor confianza de sus clientes
y el reconocimiento internacional. (Kiwa, s.f).
DISEÑO METODOLÓGICO
En el estudio se tuvieron en cuenta como elementos
centrales los tres pilares base que estructuran la norma:
91
Higiene e inocuidad alimentaria, Medio ambiente y
Seguridad de las personas, que se sustentaron en el
antecedente teórico que plantea Pérez (2014).
En la Figura 2 se presenta de manera gráfica dichos sustentos,
donde se evidenció la importancia de la integración y
articulación de los mismos en su aplicación. Pérez, (2014).
El Estándar GLOBALGAP
Medio
ambiente
Aspectos
microbiológicos
Productos
fitosanitarios
Higiene e
inocuidad
alimentaria
Manejo
integrado
de cultivos
Manejo
integrado
de plagas
GAP
Seguridad
de las
personal
Consumidores
Trabajadores
agrícolas
Figura 2. El Estándar GLOBALG.A.P.
Fuente:Pérez, 2014.
Y como antecedente empírico se planteó la identificación
de todos los impactos que se generaron al aplicar la norma,
a partir de cuestionamientos como: Cuando se aplicó la
norma en cada una de las experiencias registradas, se
evidenció el aseguramiento de la calidad e inocuidad de
los alimentos? ¿En los casos analizados se evidenció la
adopción de políticas y acciones para promover la salud,
seguridad en los trabajadores y mejoras de condiciones
laborales? ¿Se demuestran acciones que mitigaron el
impacto ambiental o que potenciaron la sostenibilidad del
proceso productivo?
De igual forma se buscó estructurar discusiones
académicas y sentar una base referencial, que le sirvió
a los cultivadores de fuente motivacional e informativa
para generar interés en su implementación, y apropiar de
manera significativa las ventajas de su aplicación para
prospectar futuras investigaciones.
La investigación tuvo como población objeto de estudio
casos publicados sobre las experiencias adquiridas en la
implementación de la norma GLOBALGAP, en el sector
productivo hortofrutícola de Latinoamérica. Se tomaron 27
casos, para hacer la revisión bibliográfica, se seleccionaron
a partir del año 2007, cuando adquirió el nombre de
GLOBALGAP, a su vez se evidenciaron las necesidades
de expansión a nuevos mercados y/o requerimiento urgente
de respaldo y reconocimiento a sus productos.
MARCO NORMATIVO
En Colombia, por ejemplo, se contempló específicamente
el plan de Competitividad en el sector agropecuario de
la Política Nacional de Competitividad y Productividad,
documento CONPES 3527, en la cual se relacionaron
15 planes de acción. Este plan enunciado en el literal
iii, trata directamente de la competitividad en el sector
agropecuario y agroalimentario. (Documento CONPES
3527, 2008).
A su vez, en el mismo documento, se encontró la aplicación
de la norma y su articulación en la identificación de los ejes
problemáticos dentro de los cuales se destaca el numeral
3, 11 y 12:· En particular, baja productividad del sector
agropecuario, degradación ambiental como limitante
de la competitividad y debilidad de la institucionalidad
relacionada con la competitividad.
La consecución del certificado GLOBALGAP será en
función del resultado de la auditoría: cuando se haya
conseguido un 100% de los requisitos de obligado
cumplimiento mayores y un 95% de los requisitos de
obligado cumplimiento menores, independientemente
de los requisitos que son recomendados. Todos los
agricultores auditados deberán llegar al 100% y 95%
de cumplimiento de requisitos mayores y menores
respectivamente, además de cumplir con la totalidad
de los requisitos del Sistema de Gestión de la Calidad.
92
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 84 - 97
Después de la entrega del certificado, el proceso de
certificación será de una auditoría anual llevada a cabo
para verificar si la empresa sigue cumpliendo con los
requisitos detallados en el estándar GLOBALGAP, junto
con el programa de auditorías no anunciadas en función
de la opción de certificación seleccionada y descritos en
el propio protocolo. (Sánchez, 2009).
Los documentos normativos (GLOBALGAP, s.f.), para la
norma y específicamente para los puntos de control son:
• La lista de verificación GLOBALGAP es el documento
que se precisó para completar su autoevaluación.
• El documento de los Puntos de Control y Criterios de
Cumplimiento (PCCC) detalla todo lo que cubre la norma
bajo la cual usted se está solicitando la certificación, y además
aporta guías adicionales para cumplir los requisitos.
• El documento del reglamento general definió el
funcionamiento del proceso de certificación, así como
los requisitos para los sistemas de gestión de calidad y
asuntos relacionados.
• La Guía de Interpretación Nacional (NIG, por sus siglas en
inglés), aclara la manera en que los PCCC fueron adaptados
para un país específico. Por favor consulte si hay una NIG
para su país. Si esta existe, usted deberá usarla.
¿Cómo puedo prepararme para la certificación?
Es importante que su compañía y usted mantengan una visión
positiva, asuman un compromiso y establezcan claramente
los plazos para la implementación y la evaluación. A fin de
prepararse para la certificación, usted debe familiarizarse con la
norma GLOBALGAP
Familiarizarse con la norma lo ayudará en los siguientes
aspectos:
Auto-evaluaciones del
productor
Externa por el OC
• Entablar un diálogo claro con los compradores: la consulta
entre agricultores y compradores acerca de la calidad y la
cantidad facilitará la cooperación y el cumplimiento de los
requisitos especificados; • Saber qué conocimientos y experiencia son necesarios
mediante la utilización del apoyo de los expertos y consultores,
según sea necesario; • Planificar la producción: es posible planificar las operaciones
a fin de cumplir con los requisitos estándares; • Gestión de insumos: todos los insumos de los procesos de
producción son evaluados conforme a los requisitos de la norma; • Gestión del producto en la granja: para preservar la seguridad,
legalidad y calidad • Inversiones en las explotaciones agrícolas: realizar el buen
mantenimiento de los equipos, gestionar la eliminación de
desechos, brindar entrenamiento a los empleados y mantener un
ambiente de trabajo seguro y de alta calidad;
• Mantener registros: un hito para implementar GLOBALGAP
y un prerrequisito para la trazabilidad. (DNV G.L (s.f.).
En la Figura 3 se presenta de forma sumaria, las actividades
de evaluación previa que los productores deben realizar
proyectándose al pre auditorio.
Algunos
organismos
de
GLOBALGAP acreditados
certificación
Los organismos de certificación que desean ser
aprobados por esta organización, deben tener
acreditación ISO/IEC 17065 para el ámbito y subámbito
correspondiente. Un organismo de acreditación
reconocido por GLOBALG.A.P., debe ser miembro del
Foro Internacional de Acreditación (IAF) y formar parte
del Acuerdo Multilateral (MLA) sobre certificación de
productos.
Evaluaciones Iniciales (Sólo
durante el primer año
Evaluaciones Posteriares
1. Inspección anunciada de
todo el ámbito — todas las
explotaciones registradas—.
1. Inspección anunciada de todo el ámbito
— todas las explotaciones registradas—.
2. Inspección no-anunciada de al menos un
10% de todos los titulares de certificados.
1. Todo el ámbito — todas las
explotaciones registradas—.
Figura 3. Actividades de evaluación GLOBALGAP
Fuente: GLOBALGAP, 2013.
(OC)
1. Todo el ámbito — todas las
explotaciones registradas—.
N. Rincón, C. Figueredo, N. Salazar: Impacto de la aplicación de la norma GLOBALGAP, en el sector agroalimentario latinoaméricano
Esto significa que el organismo de acreditación se ha
sometido a una evaluación entre pares en el ámbito
de certificación del producto, habiendo recibido una
recomendación positiva en su informe. GLOBALG.A.P.
firma los Acuerdos de Licencia y Certificación (LCA)
con los organismos de certificación que han aprobado
exitosamente el proceso interno de aprobación. Dichos
acuerdos y la acreditación aseguran un alto nivel
estandarizado de calidad e integridad. (GLOBALG.A.P.,
s.f.). Figura 4.
En la Tabla 2 se presenta el consolidado de las 27
experiencias en Latinoamérica, tomadas como objeto de
análisis en la implementación del protocolo de la norma
GLOBALGAP, en el subámbito de frutas y hortalizas.
Control Union Certifications B.V.
Certification Body
SGS Australia PTY LTD
Address/Phone
Contact
Calle 95 No 13-09, Bogotá Local 1
Bocagrande
Bogotá
Tel; +51 1 6351744
Fax:
Diego Pierred Weiss
[email protected]
Carrera 16A No. 78-11 Piso 3. Bogotá
Bogotá
Tel: 57.1.6069292
Fax: 57.1.6359252
sgs.com
Juan Alonso
[email protected]
Figura 4. Lista de OC aprobados
Fuente: GLOBALGAP
Tabla 2:
Experiencias Latinoamericanas en aplicación de la norma GLOBALGAP
No.
1.
2.
3.
4.
Título del estudio
Implementación de buenas prácticas
agrícolas para reducir el escurrimiento de
plaguicida en el cultivo de banano. (Corbana,
2011).
Certificación de calidad GLOBALGAP en
el cultivo de melón, Escuela Politécnica de
Cartagena. (Rojas, 2008).
Implementación del protocolo GLOBALGAP
como diagnóstico en producción de arveja
para exportación en una finca de la Sabana
de Bogotá. (Zavala, 2008).
Fortalecimiento e implementación de BPA
(GLOBALGAP) en los procesos de la cadena
productiva para aseguramiento de la calidad
en el cultivo de palto. (Aguilar, 2014).
93
5.
6.
7.
8.
Otorgan primer certificado de calidad a
cultivo de papa municipio de Subachoque,
Cundinamarca. (Rodríguez, 2014).
Cobella tiene certificado bajo el protocolo
GLOBALGAP Los cultivos de fresas,
frambuesas, moras, arándanos, cítricos y
caquis. (Cobella, 2013).
Implementación del Protocolo GLOBALGAP
3.0 en mango de exportación con fines de
certificación (López, 2012).
Guía de buenas prácticas agrícolas para
la producción de hortalizas limpias en la
Sabana de Bogotá. (Corporación Colombiana
Internacional.
Servicio
Nacional
de
Aprendizaje Sena, 2004).
Continúa de la página siguiente
94
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 84 - 97
Viene de la página anterior
9.
Seguimiento a los procesos de implementación
y certificación de buenas prácticas agrícolas
BPA en la norma GLOBALGAP en la
producción de gulupa (Passiflora edulia) en
el municipio de Ocaña, Norte de Santander.
(Arias, 2012).
10.
Verificación de las instalaciones de las
unidades productivas de mora (Rubus
sp.) para el cumplimiento de la normativa
GLOBALGAP 3.1 (opción 2) en la
Asociación San Isidro, San José Poaquil,
Chimaltenango. (Mazariegos, 2011).
18.
Implementación de buenas prácticas agrícolas
para reducir el impacto socioambiental, en la
producción de pitahaya en la finca El Divino
Niño, vereda El Sinaí del municipio de
Palestina, Huila. (Londoño, 2014).
19
El cultivo ajo (Allium sativum L.), y la
cebolla (Allium cepa L.). (Aljaro et al.,
2013).
20
Sistemas de Gestión de Calidad en
Explotaciones Agrícolas GLOBALGAP
/ Tesco Nature’s Choice. (González et al.,
2009).
21
Manual técnico para la implementación
de buenas prácticas agrícolas en el cultivo
de uchuva (Physalis peruviana L.) en los
municipios de San Vicente Ferrer y La Unión
del departamento de Antioquia (Zuluaga,
2013).
22.
Aplicación de programas para el
mejoramiento de la calidad e inocuidad en la
cadena de suministro de frutas y hortalizas:
beneficios y desventajas. Estudios de casos
de América Latina. (Piñeiro, 2007).
23.
Actualización tecnológica y buenas prácticas
agrícolas (BPA) en el cultivo de aguacate.
(Bernal, et al., 2014).
24.
El brócoli en Ecuador: la fiebre del oro
verde. Cultivos no tradicionales, estrategias
campesinas y globalización. (Le, Gall, 2009).
Mejora de los procesos productivos en
una finca cultivadora de piña mediante la
aplicación de buenas prácticas agrícolas.
(Ortiz, et al., 2013).
25.
15.
El durazno de Muzga tendrá certificación
GLOBALGAP (Infoagro, 2015).
Uva con certificado GLOBALGAP en los
Andes peruanos. (Sierra Exportadora, 2015).
26.
16.
El cultivo de tomate con buenas prácticas
agrícolas en la agricultura urbana y
periurbana. (Villasanti, 2013).
Establecimientos de parcelas demostrativas
con manejo orgánico de cultivo de cacao en la
hacienda Pagua de propiedad de la Facultad
de Ciencias Agropecuarias de la Universidad
Técnica de Machala. (Jaramillo, 2011).
17.
Buenas prácticas agrícolas. Sistema de
aseguramiento de la inocuidad de los
alimentos. (Torrado, 2005).
27.
Manejo agronómico de gulupa (Passiflora
edulis) en el marco de las buenas prácticas
agrícolas (BPA). (Guerrero, et al., 2011).
11.
Manual de calidad para la producción y
exportación de mango fresco en Ecuador.
(Solórzano, 2009).
12.
Planteamiento de acciones correctivas
sobre los punto de control con nivel de
cumplimiento mayor y menor a partir de los
hallazgos encontrados en lista de verificación
del módulo de frutas y hortalizas del sistema
de calidad GLOBALGAP en cultivos de
guanábana de Fruit Republic S.A. ubicada en
el municipio de Montenegro, departamento
del Quindío, Colombia para acceder al
mercado extranjero. (Garrido y Palma, 2010).
13
14
Análisis del nivel de implementación de las
buenas prácticas agrícolas en la producción
de frutas y hortalizas promisorias en
Risaralda, Colombia. (Castillo, 2009).
Fuente: Los autores
N. Rincón, C. Figueredo, N. Salazar: Impacto de la aplicación de la norma GLOBALGAP, en el sector agroalimentario latinoaméricano
Como resultado del análisis realizado a las anteriores
investigaciones, en cuanto a los tres pilares de aplicación
de la norma GLOBALGAP, los cuales fueron tomados
95
como ítems de evaluación, se obtuvo la información
presentada en la Tabla 3.
Tabla 3:
Resultados
PROYECTOS
PORCENTAJES
INOCUIDAD
SI
16
59%
NO
11
41%
Comportamiento de varibles
SEGURIDAD
Y SALUD DEL
TRABAJADOR
MEDIO
AMBIENTE
SI
SI
12
44%
NO
15
56%
11
41%
Fuente: Autores
En la variable Inocuidad el análisis mostró los siguientes
resultados
El 59% de los proyectos revisados indican la adecuada
implementación de las condiciones y prácticas que
preservan la calidad de los alimentos, dando relevancia
a elementos fundamentales de la misma, como son
la gestión de control de los alimentos, seguimiento y
verificación de las condiciones requeridas por la norma
GLOBALGAP Mientras que el 41% no realizan en su
totalidad toda la gestión requerida para dar cumplimineto
a los lineamientos exigidos por la norma, pero se destaca
el interes y el establecimeinto de programas tendientes
a lograr los niveles de cumpliento en lo referido a la
inocuidad.
El 44% de los proyectos analizados a nivel de Seguridad
y salud de los trabajadores, muestran acciones concretas
y una alta preocupación por tener condiciones laborales
seguras, programas de capacitación estructurados, para
el adecuado manejo de productos agroquímicos y de los
elementos de trabajo, así como el establecimiento de
procesos estandarizados para la ejecución apropiada de la
labor. Por otro lado, un 56% de los proyectos evidencian
que falta generar las condiciones apropiadas para que
los trabajadores esten realizando su labor en el marco
de programas de aseguramiento de higiene y protección
de la salud humana de las personas involucradas en el
proceso productivo.
En el aspecto de acciones inherentes al Medio ambiente,
el estudio muestra que el 41% de los proyectos analizados
muestran un alto compromiso frente al manejo integrado
de cultivos y plagas, así como las acciones encamidas a
la protección del entorno natural mediante la aplicación
de medidas que mitigan y potencian la sostenibilidad y
protección de los recursos agua, biodiversidad y manejo
NO
16
59%
60%
50%
40%
30%
59%
41%
44%
56%
59%
41%
20%
10%
0%
inocuidad
seguridad y
salud del
trabajador
si
medio
ambiente
no
racional de agroquímicos. Sin embargo, el 59% no
está manejando de manera integral los programas que
contemplan los elementos físicoquímicos, biológicos,
sociales, y de orden económico y cultural que generen
efectos de mediato e inmediato plazo.
En general, los proyectos priorizan la inocuidad
alimentaria frente a la seguridad y salud de los trabajadores
y a las acciones que afectan el medio ambiente, pero es
importante tener claridad que el sector analizado no se
puede considerar como homogéneo, y de ahí la diversidad
en la toma de decisiones que cada caso realiza, de acuerdo
a su contexto y necesidades particulares.
Al examinar estos resultados, de acuerdo con la
problemática planteada, se puede llegar a algunos
análisis transversales a los mismos y a su vez, evidenciar
la importancia de la certificación GLOBALGAP y de
su incidencia en el mejoramiento de los cultivos. En la
aplicación de la norma en cada una de las experiencias
registradas, se evidencia el aseguramiento de la calidad
e inocuidad de los alimentos en diferente grado de
cumplimiento.
Los proyectos plantean la identificación de las variables
fundamentales para su respectiva administración, como
son el manejo adecuado de los contaminantes químicos
de los alimentos, la evaluación de nuevas tecnologías
alimentarias, la minimización en la propagación de
riesgos microbiológicos y el manejo pertinente de
insecticidas, así como la aplicación de mecanismos de
control, que reduzcan los efectos de estos contaminantes.
Sin embargo, se presentan situaciones opuestas como el
caso del proyecto “Cultivo de guanábana en Quindío,
Colombia”, en el que ha sido difícil obtener el nivel óptimo
de inocuidad en la manipulación del producto, en lo que
respecta al control de plagas y roedores, no obstante,
96
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 2, Enero - Diciembre 2015, p 84 - 97
conscientes de la dificultad, se han planteado planes de
mejora que buscan eliminar esta inconformidad. Por el
contrario, Tesco Nature´s Choise, a partir de su esquema
estructurado, exige a sus proveedores y productores
auditorías regulares externas que permitan y aseguren la
inocuidad de los productos que comercializan.
Otro aspecto primordial es la adopción de políticas
y acciones para promover la salud, la seguridad de
los trabajadores y mejorar las condiciones laborales,
elementos fundamentales para una gestión eficiente y
segura, además de incentivar un alto sentido de pertinencia
frente a su quehacer diario. Es así como se puede resaltar
las labores realizadas en el caso del durazno de Muzga
en el Ecuador, donde parte de la estrategia para aumentar
la competitividad, productividad y comercialización
se fundamenta en mejorar, de manera sustantiva, las
condiciones laborales de sus trabajadores, entre otras.
Por el contrario, se analizaron proyectos que por
circunstancias particulares no cumplen en el momento
con todo lo requerido en cuanto salud y bienestar de sus
trabajadores, pero que de manera decidida están en el
proceso de implementación de planes de mejora donde
incluyen la legalización de asociaciones, superar el
nivel de analfabetismo de sus socios y lograr una mayor
proactividad grupal, como es el caso de las unidades
productivas de mora de San Isidro, San José Poaquil,
Chimaltenango.
Finalmente, al analizar el impacto ambiental, es
fundamental articular las acciones que mitiguen los
efectos negativos, dado el caso que se presenten o se
potencie la sostenibilidad del proceso productivo.
Un caso en particular que vale la pena resaltar en el
adecuado manejo ambiental es el proyecto del cultivo de
melón de Cartagena, donde se aplican prácticas limpias
sostenibles y verdes, como protección y adecuada
administración de los recursos utilizados en el proceso,
el cual está estructurado como sostenible. En contraste,
se analizaron casos en los que no se evidencia el uso
racional de agroquímicos, el cuidado de la biodiversidad
y tampoco de los recursos agua y suelo.
Una mirada crítica sobre los casos revisados, permite
establecer que para los diferentes cultivadores es
importante lograr la certificación de sus productos, sin
embargo, es sustancial crear conciencia en dar los mismos
niveles de importancia en su aplicación, en los aspectos
de la Inocuidad, la Seguridad y salud de los trabajadores
y Minimización del impacto ambiental, ya que estos son
los tres pilares de la norma y están armonizados para su
verdadera acción estratégica.
CONCLUSIONES
En respuesta al análisis de la problemática planteada
se pudo detectar que a pesar de la heterogeneidad de la
población a la que se dirigió el estudio, se encontró un
común interés de todos los sectores productivos en llegar
a nuevos mercados con la aplicación de la norma.
Desde esta perspectiva se llegó a evidenciar los siguientes
aspectos:
No todos los casos dieron el mismo nivel de importancia a
los tres pilares de la norma, lo cual hizo que su aplicación
les representara mayor dificultad; lo anterior debido a
que no se tenía la misma concepción e integración de los
aspectos que conforman la norma.
En ese mismo sentido, es necesario antes de dar inicio a la
implementación de la norma, realizar un reconocimiento
previo a esta; ingresar a sistemas estructurados de
formación y de asesoría donde participen todos los
estamentos involucrados que permitan alcanzar un claro
entendimiento de la norma y su aplicación.
Si bien las condiciones productivas y laborales no
permiten una aplicación estándar de la norma, por la
diversidad de los sectores productivos e incluso, al
interior de ellos mismos, cada uno debe fortalecer los
aspectos donde presente mayor vulnerabilidad, sin perder
la articulación de los factores base de las buenas prácticas
agrícolas.
También se puede destacar que la certificación, aunque
da importancia a las personas para una gestión de la
explotación eficiente y segura, no implica que se genere
como consecuencia inmediata el mejoramiento de las
condiciones laborales; esto debe ir de la mano de una
concepción integral de la apropiación de la misma, por
parte de todos los actores involucrados.
Es de destacar que uno de los impactos originados con
la aplicación de la norma es haber logrado la reducción
en la concentración del herbicida, lo que implica que
al realizar la certificación en GLOBALGAP, se va a
contrarrestar indirectamente los efectos adversos de
estos, específicamente en la contaminación de agua y
en el subsuelo, mitigando el riesgo de alterar el medio
ambiente.
N. Rincón, C. Figueredo, N. Salazar: Impacto de la aplicación de la norma GLOBALGAP, en el sector agroalimentario latinoaméricano
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100
ÍNDICE DE AUTORES
AUTHORS
Agudelo Perdomo, Camilo Augusto. Colombiano.
Magíster en Sistemas de Producción Agropecuaria,
vinculado a ONF-Andina.
Correo electrónico: [email protected]
Aguirre Gaviria, María Cristina.
Colombiana.
Zootecnista. Especialista en Gestión y Producción
Acuícola. Universidad Rural y Agropecuaria de
Colombia. Unisarc. Docente universitaria e Instructora
Centro del Sector Agropecuario SENA, Risaralda.
Correo electrónico: [email protected]
Aristizábal Rodríguez, Héctor Fabio. Colombiano.
Ingeniero Agrícola. Ph.D (c) en Ciencias Agropecuarias
con énfasis en Suelos. Universidad Nacional de Colombia
sede Palmira.
Correo electrónico: [email protected];
[email protected]
Bautista Barrios, Luis Carlos. Colombiano, Ingeniero
químico. Universidad Nacional de Colombia Sede
Manizales. Especialista en Dirección de Producción
y Operaciones. Grupo de Investigación en Procesos
Químicos, Catalíticos y Biotecnológicos de la Universidad
Nacional de Colombia sede Manizales Talento
Tecnoparque - Línea de Biotecnología y Nanotecnología,
Centro Agropecuario La Granja.
Correo electrónico: [email protected]
Dussán, Astrid Lorena. Colombiana. Ingeniera Agrícola.
Universidad Surcolombiana.
Correo electrónico: [email protected]
Escobar Chalarca, Carlos Alberto. Colombiano. Ph.D en
Ciencias Agropecuarias con énfasis en suelos. Universidad
Nacional de Colombia, Palmira.
Correo electrónico: [email protected]
Faber, Ben. Norteamericano. Ph.D. Fertilidad de Suelos.
Universidad de California. C.A.
Correo electrónico: [email protected];
[email protected]
Figueredo Garzón, Cesar Augusto. Colombiano. Ingeniero
Industrial. Especialista en Finanzas. Universidad
Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Especialista en
Pedagogía para el Desarrollo del Aprendizaje Autónomo.
Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD- Cread,
Duitama.
Correo electrónico: [email protected]
Martínez Santos, Pedro. Español, Ph.D en Hidrogeología
Universidad Complutense de Madrid, Profesor
titular, Departamento de Geodinámica, Universidad
Complutense de Madrid – Madrid España.
Correo electrónico: [email protected]
Medina Calderón, Favio Armando. Colombiano.
Microbiólogo con énfasis en Alimentos. Líder del
Laboratorio de Aseguramiento y Control de Calidad
de Agroindustria. Profesor Universidad del Tolima.
Formación en Técnicas de Cultivo de Tejidos Vegetales in
vitro. Instructor Centro Agropecuario La Granja SENA,
Tolima. Grupo de Ciencia, Tecnología e Innovación
SENAGROTIC.
Correo electrónico: [email protected]
Muñoz Arroyave, Luz Elena. Colombiana. Bióloga
Marina. Especialista en Gestión y Producción Acuícola.
Universidad Rural y Agropecuaria de Colombia. Docente
Facultad de Ciencias Pecuarias, Unisarc.
Correo electrónico: [email protected]
Osorio Tangarife, Mónica Patricia. Colombiana. Grupo
de Investigaciones Mellitopalinológicas y Propiedades
Fisicoquímicas de Alimentos. Departamento de Química.
Universidad del Tolima.
Correo electrónico: [email protected]
Reyes Méndez, Laura María. Colombiana. Grupo de
Investigaciones Mellitopalinológicas y Propiedades
Fisicoquímicas de Alimentos, Departamento de Química.
Universidad del Tolima.
Correo electrónico: [email protected]
Rincón Parra, Nidia Stella. Colombiana. Ingeniera
Industrial. Especialista en Gerencia de Proyectos.
Magíster en Administración de Negocios. Universidad
Nacional Abierta y a Distancia UNAD- Cread, Duitama.
Correo electrónico: [email protected]
Rodríguez Arias, Nelson. Colombiano. Grupo de
Investigaciones Mellitopalinológicas y Propiedades
Fisicoquímicas de Alimentos. Departamento de Química.
Universidad del Tolima.
Correo electrónico: [email protected]
Salamanca Grosso, Guillermo. Colombiano. Director
Grupo de Investigaciones Mellitopalinológicas y
Propiedades Fisicoquímicas de Alimentos. Departamento
de Química. Universidad del Tolima.
Correo electrónico: [email protected],
101
Salazar Mancipe, Ángela María. Colombiana. Magíster
en Educación Ambiental y Desarrollo Sostenible.
Universidad Santiago de Cali. Estudiante de Maestría
en Ingeniería y Gestión Ambiental EADIC - Convenio
OEA. Madrid España, 2015. Economista Universidad
del Valle. Docente Facultad de Ciencias Económicas y
Administrativas. Universidad de San Buenaventura. Cali.
Correo electrónico: [email protected]
Salazar Villamil, Nubia Stella. Colombiana. Ingeniera
Industrial. Especialista Alta Gerencia en Mercadotecnia.
Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia.
Correo electrónico: [email protected]
Soleno Wilches, Ronald.
Colombiano. Ingeniero
Agroindustrial. Universidad del Atlántico. Magíster en
Agronegocios y Alimentos. Universidad de Buenos
Aires, Argentina. Ph.D en Ciencias Agropecuarias.
Universidad de Buenos Aires, Argentina. Investigador
Asociado SENA - Centro Agropecuario de Buga.
Correo electrónico: [email protected];
[email protected]
Torrente Trujillo, Armando. Colombiano. Ph.D. Profesor
Titular Universidad Surcolombiana, Neiva. Grupo de
Investigación Hidroingeniería y Desarrollo Agropecuario
GHIDA.
Correo electrónico: [email protected]
Vargas Narvaez, Adriana.
Colombiana. Ingeniero
Agrícola. Universidad Surcolombiana, Neiva.
Correo electrónico: [email protected]
102
POLÍTICAS EDITORIALES
La
Revista
Colombiana
de
Investigaciones
Agroindustriales es una publicación periódica con temas
científicos y tecnológicos del Centro Agropecuario del
SENA de Buga y su Grupo de Investigación en Ciencias &
Tecnologías Agroindustriales GICTACAB, que permite
la divulgación de investigaciones del sector agropecuario
y agroindustrial, priorizando las áreas relacionadas con
las líneas Agrícola, Pecuaria, Agroindustria, Alimentaria
y no Alimentaria, incluye aplicaciones de otras ciencias
afines como Biotecnología, Bioprocesos, Ecología y
Ambiente, Nutrición e Inocuidad, Informática Aplicada,
Economía Aplicada y Matemática Aplicada; está dirigida
a la comunidad científica, académica y a los sectores
agropecuarios y agroindustrial.
Su principal objetivo es socializar y visibilizar los
resultados de investigaciones científicas y tecnológicas
relacionados con las áreas antes mencionadas que incidan
y sean herramientas de estudio para los programas de
formación del SENA y para la comunidad científica
nacional e internacional.
La revista publica resultados de investigaciones
científicas y tecnológicas originales e inéditas en español
e inglés, de autores nacionales e internacionales y grupos
de investigación integrados por instructores del SENA,
para todos los casos serán rigurosamente sometidos a un
proceso de arbitraje.
ORIENTACIONES
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revista y garantizar que el manuscrito es inédito, si este
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Colombiana de Investigaciones Agroindustriales para su
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debe ser evaluado por árbitros teniendo en cuenta el resultado
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CLASIFICACIÓN DE LOS ARTÍCULOS
Los artículos aceptados para ser publicados en la
Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales
corresponden a la clasificación establecida por el Índice
Bibliográfico Nacional de Publicaciones Seriadas
Científicas y Tecnológicas de Colombia PUBLINDEXCOLCIENCIAS, siguiendo la siguiente tipología:
1. Artículo de investigación científica y tecnológica.
Documento que presenta, de manera detallada, los
resultados originales de proyectos terminados de
investigación. La estructura utilizada contiene:
Introducción, Marco Teórico, Metodología, Resultados
y Discusión, Conclusiones y Referencias. Se pueden
incluir los agradecimientos.
2. Artículo de reflexión. Documento que presenta
resultados de investigación terminada desde una
perspectiva analítica, interpretativa o crítica del autor,
sobre un tema específico, recurriendo a fuentes originales.
La estructura contiene: Introducción, Marco Teórico,
Discusión, Referencias.
3. Artículo de revisión. Documento resultado de una
investigación terminada donde se analizan, sistematizan
e integran los resultados de investigaciones publicadas o
no publicadas, sobre un campo en ciencia o tecnología,
con el fin de dar cuenta de los avances y las tendencias
de desarrollo. Se caracteriza por presentar una cuidadosa
revisión bibliográfica de por lo menos 50 referencias.
Estructura: Introducción, Marco Teórico, Desarrollo
Teórico y Referencias.
• Mientras el artículo se evalúa no podrá ser enviado a
otras revistas.
4. Reporte de caso. Documento que presenta los resultados
sobre una situación particular con el fin de dar a conocer
las experiencias técnicas y metodológicas consideradas
en un caso específico. Incluye una revisión sistemática
comentada de la literatura sobre casos análogos.
• Si el artículo es conforme a las áreas de la revista será
sometido a un sistema de arbitraje anónimo, el cual
enviará el resultado de la evaluación en un plazo máximo
Los artículos deben cumplir con las siguientes secciones:
a. Introducción: debe atraer la atención del lector y
explicar por qué se realizó el estudio.
103
b. Marco teórico: llevará las referencias bibliográficas
estrictamente necesarias que justifiquen la investigación.
c. Metodología: presenta y justifica la metodología
escogida, los pasos seguidos y los instrumentos empleados
para llegar a los resultados. Se debe escribir en pasado.
d. Resultados: responden a los objetivos que se plantearon
y a la metodología empleada, la cual es importante para la
validez de la investigación.
e. Discusión: registra los aspectos nuevos e importantes
y las conclusiones derivadas del estudio, explica el
significado de los resultados, las limitaciones del
estudio como también las utilidades y valores en futuras
investigaciones.
f. Conclusiones: se deben resaltar los aspectos más
importantes del artículo evitando afirmaciones que no
estén demostradas o poco fundamentadas. Se podrán
incluir recomendaciones cuando sea necesario.
g. Agradecimientos: en este aparte se mencionan las
fuentes de financiación.
h. Citas bibliográficas: se identifican dentro del texto del
artículo, se harán mediante el uso de paréntesis siguiendo
las normas de estilo APA (American Psychological
Association), sexta edición.
investigación, dirección postal, ciudad, departamento o
estado, país, correo electrónico, preferiblemente correo
institucional, indicar el autor principal que mantendrá
correspondencia con el editor y el equipo editorial, en
primera instancia, y con el público en general, una vez
haya sido publicado.
Resumen analítico: este debe sintetizar las ideas y
fundamentos destacando los elementos principales, como
temática, antecedentes, metodología y los resultados más
significativos, no debe contener referencias (máximo 250
palabras). Debe incluir una versión del resumen en inglés
(abstract).
Palabras clave: ayudan a identificar la temática
desarrollada en el artículo sin repetir palabras del título.
Se emplean entre cinco (5) y ocho (8) palabras en español
e inglés (keywords).
Texto del artículo: el manuscrito se debe redactar en
tercera persona del singular, conservando las reglas
de ortografía y de estilo. En los artículos en español y
portugués se deben usar puntos para separar los miles
y coma para separar los decimales. Los manuscritos en
inglés requieren el uso de la coma para separar los miles,
y los puntos para separar decimales.
REQUISITOS TÉCNICOS DEL ARTÍCULO
Tablas y figuras: se mencionan en el texto antes de ser
presentadas, con numeración consecutiva y en orden
desde su primera citación. Si la tabla ya fue publicada
se debe citar la fuente original. Las letras, números y
símbolos deben ser claros en todas las ilustraciones. Las
imágenes y fotografías deben tener una alta resolución y
serán remitidas en un archivo aparte al del manuscrito.
Los títulos de las tablas deben ser puestos sobres las
mismas; las figuras se mencionan debajo.
Tamaño, tipo de fuente y márgenes: el manuscrito debe
presentarse en formato Word, tamaño carta (21,59 cm
x 27,54 cm), en letra Times New Roman a 10 puntos,
interlineado doble y alineado a la izquierda.
Ecuaciones: deberán enumerarse en orden de aparición.
Para facilitar la labor de los autores en la elaboración
de citas y referencias se presentan algunos ejemplos del
correcto uso de esta norma.
Extensión: el documento debe tener una extensión
mínima de 15 páginas y máximo 25, incluyendo
bibliografía, gráficos, tablas y anexos.
Agradecemos a los autores leer el resumen de las normas
generales APA, sexta edición, que aparecen en el sitio
web: http://www.bioagroindustria.com
Título: este debe ser preciso y tener relación con el
contenido del trabajo, en lo posible no ser extenso, no
debe llevar abreviaturas y debe ser traducido al inglés o
español, según el caso.
Citas textuales dentro del artículo: cuando las citas
tienen menos de 40 palabras, estas se deben incorporar al
texto entre comillas precedidas de la referencia.
Ejemplo: “En estudios psicométricos realizados por la
Universidad de Connecticut, se ha encontrado que los
niños tienen menos habilidades que las niñas” (Ferrer,
1986, p. 454).
i. Referencias bibliográficas: deben estar citadas en el
texto del artículo con las normas de estilo APA, sexta
edición y se incluirán al final del artículo en orden
alfabético.
Autores: se incluye el nombre completo, título académico
de pregrado y último título obtenido, cargo, sección,
facultad, universidad o institución, nombre del grupo de
104
Las citas de más de 40 palabras se incorporan en forma
de bloque sin el uso de comillas, comienza este bloque
en un nuevo párrafo dejando cinco espacios del margen
izquierdo.
Ejemplo: Martínez (1993, p.15) encontró lo siguiente:
La ciencia resulta incapaz de entenderse a sí misma en
forma completa, aunque puede ayudar en la comprensión
de ese proceso. Su mismo método se lo impide. Ello
exige el recurso a la metaciencia. Pero la metaciencia no
es ciencia como la metafísica.
Artículo de Revista: apellidos, inicial(es) del nombre,
año de publicación, título del artículo, punto; nombre
de la revista completo y en cursiva, coma; volumen en
cursiva; número entre paréntesis y pegado al volumen
(no hay espacio entre volumen y número); coma, página
inicial, guión, página final, punto.
Ejemplos: Gutiérrez Calvo, M. y Eysenck, M.W. (1995).
Sesgo interpretativo en la ansiedad de evaluación.
Ansiedad y Estrés, 1(1), 5-20.
Libros: autor/a (apellido -solo la primera letra en
mayúscula-, coma, inicial de nombre y punto; en caso
de varios autores/as, se separan con coma y antes del
último con una “y”), año (entre paréntesis) y punto, título
completo (en letra cursiva) y punto; ciudad y dos puntos,
editorial.
Ejemplo: Tyrer, P. (1989). Classification of Neurosis.
London: Wiley
Capítulos de libros: nombre del autor del capítulo. (año).
Título del capítulo. punto; “En”; nombre de los editores
del libro (inicial, punto, apellido); (Eds.), título del libro
en cursiva; páginas que ocupa el capítulo entre paréntesis,
punto; ciudad de publicación, dos puntos, editorial.
Ejemplo: Singer, M. (1994). Discourse inference processes.
En M. Gernsbacher (Ed.), Handbook of Psycholinguistics
(pp. 459-516). New York: Academic Press.
Material consultado en internet: apellido, inicial
(es) del nombre (año). Título del material. Recuperado
fecha de recuperación DD/MM/AAAA de la dirección
electrónica.
Ejemplo: Suñol. J. (2001). Rejuvenecimiento facial.
Recuperado el 12 de junio de 2001, de http://drsunol.com
Conferencias presentadas en simposios y congresos:
apellido, iniciales del nombre. (año y mes). Título de
la conferencia. Nombre del simposio o conferencia,
institución organizadora, ciudad, país.
Ejemplo: Rojas, C., & Vera, N. (agosto de 2013). ABMS
(Automatic BLAST for Massive Sequencing). En H.
Castillo (Presidencia), 2° Congreso Colombiano de
Biología Computacional y Bioinformática CCBCOL.
Congreso llevado a cabo en Manizales, Colombia.
Tesis y trabajos de grado: apellido, iniciales del nombre.
(Año). Título de la tesis (nombre del título obtenido).
Nombre de la institución, dependencia académica.
Ciudad, país.
Ejemplo: Aravena, V. (2012). Diseño de un plan de
prevención y control de incendio para Avícola La Aguada
(Tesis doctoral), Instituto Profesional INACAP, Facultad
de Ciencias. Santiago, Chile.
Revista Colombian de Investigaciones Agroindustriales
Centro Agropecuario Sena Buga
Carretera Central, Vía Buga-Tuluá
Teléfono (57) 2 237 6300 ext. 23291
Guadalajara de Buga, Colombia
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105
EDITORIAL POLICIES
The Colombian magazine of Agro-industrial Research
is a periodic publication of the Agricultural Science
and Technology Center SENA in Buga and its
Research Groups on Science & agricultural technology
GICTACAB, which allows the release of research of the
agricultural and agro-industrial sector, prioritizing areas
related with Agriculture, Livestock, Agro Industry, Food
and non-food, including applications of related sciences
such as Biotechnology, Bioprocessing, Ecology and
Environment, Safety and Nutrition, Applied Computing,
Applied Economics, Applied Mathematics; It is aimed at
the scientific community, academic and the agricultural
and agro-industrial sectors.
Its main objective is to socialize and visualize the results
of science and technology related to the above areas that
affect and are research tools for SENA training programs
and the national and international scientific research
community.
The magazine publishes original results of scientific and
technological research and unpublished in Spanish and
English national and international authors and research
groups composed of SENA instructors, all cases will be
strict subject to arbitration.
GUIDELINES FOR ARTICLE AUTHORS
• The authors should send their articles to the magazine
director, which is unprecedented guarantee, in case of
being presented in any exposition the author must ensure
that the writing has not been published in any magazine
in physical or electronic, they are responsible for the
content and the permission to reproduce the material
(photos, pictures) copyrighted which are attached in the
documents sent.
• The authors authorize the resign of rights to the
Colombian Agro-Industrial Research Magazine for its
publications by any means.
• While the article is evaluated it cannot be sent to other
magazines.
• If the article is consistent with the areas of the magazine,
it is subjected to an anonymous arbitration system
that will send the outcome of the evaluation within a
maximum of ten days. If it doesn’t adjust to the editorial
line, the Editorial Committee reserves the right to send a
report to the author to change or redo the article, in whole
or in part, having the author and / or authors to begin the
process again.
• To continue the publication process, the article must be
evaluated by judges taking in account the result on the
evaluation scale established by the magazine
ARTICLE CLASIFICATION
The accepted articles to publish in the Colombian
Agro Industrial Research magazine correspond to the
classification established by the National Bibliographic
Index of Serial Scientific and Technological
PUBLINDEX-COLCIENCIAS Colombia, according to
the following typology:
1. Scientific and technological research article. Document
that presents in detail the original results of completed
research projects. The structure used, contains:
Introduction, Theoretical framework, Methodology,
Results and Discussion, Conclusions and References.
You can include the acknowledgments.
2. Reflection article. Documents that present results of
finished researches from an analytic, interpretative or
critical perspective of the author on a specific topic based
on original sources. The structure contains: Introduction,
Theoretical framework, Discussion, References.
3. Review article. Documents result of a finished research
where you analyze, systemize and integrate results of
published or not published researches about a science
or technology fields, with the objective of spreading the
advances and trends of development. Its characterized
by presenting a careful bibliographic review of about
50 references. Structure, Theoretical Framework,
Theoretical Development and References.
4. Case Report. A document that presents the results on a
particular situation in order to publish the technical and
methodological experiences considered in a specific case.
It includes a systematic review of literature on similar
cases.
The articles must comply with the following sections:
a. Introduction: It must attract the reader’s attention and
explain why the study took place.
b. Theoretical framework: It contains the bibliographical
references strictly necessary to justify the research.
c. Methodology: Presents and justifies the chosen
methodology, the steps followed and the instruments
used to get the results. It must be written in past tense.
d. Results: the conclusion of the objectives set, the
106
methodology applied which is important for the validity
of the research.
e. Discussion: The new important aspects and the
conclusions of the study are registered here; it explains
the significance of the results, the studies limitations,
utilities and values in future researches.
f. Conclusions: The most important aspects of the
article should be highlighted, avoiding unsubstantiated
statements or poorly substantiated. You can include
references when necessary.
g. Acknowledgments: Mention funding sources.
h. Citations: are identified in the text of the article they
will be made by using parentheses following the APA
style rules (American Psychological Association) sixth
edition.
i. Bibliographic references: They must be cited in
the text of the article, they must follow the style of the
American Psychological Association (APA), sixth.
Included at the end of the article in alphabetical order
TECHNICAL REQUIRMENTS
Size, type and margin: Files must be presented in Word
format, letter (21.59 cm x 27.54 cm) size, font Times
New Roman size 10, double spaced and left-aligned.
Extension: The document must be a minimum of 15
pages and a maximum 25 pages, including bibliography,
graphs, tables and attachments
Title: You must be precise and related to the content of
the work, if possible not be extensive, should not have
abbreviations and translated into English or Spanish
whatever the case may need.
Authors: Full name, academic title and last title obtained,
position, section, college, university or institution, research
group’s name, address, city, state, , country, email, preferably
institutional mail, indicate the main author who will be in
contact with the editor and editorial team at first instance and
once published with the general public.
Analytic Summary: It must synthesize the ideas and
fundaments, while highlighting the principal elements
such as theme, antecedents, methodology, most
significant results, must not contain references and it
must not exceed 250 words. It must include an English
version of the summary or abstract.
Keywords: They identify the developing theme in the
article without repeating the ones present in the title.
They must be between 5 (five) and 8 (eight), in English
and in Spanish.
Article text: The articles must be written in singular
third person, maintain the rules of spelling and style.
The articles in Spanish and Portuguese must use dots to
separate the thousands and commas to separate decimal
digits. For the English articles, the comma should be used
to separate the thousands and the point must be used to
separate decimal digits.
Tables and figures: They must be mentioned in the text
before being presented with consecutive numeration, in
order of its first quotation. If the table has been already
published, quote the original source. All letters, numbers
and symbols must be clear in all the illustrations. The
imagery and photographs are received in high definition
and must be provided in a separate file from the article.
Equations: All the equations must be enumerated in
order of appearance.
To facilitate the work of the authors in the quotations and
references, some examples for the correct usage of the
standard, are provided. We thank the authors for reading
the summary of the APA general standards, sixth edition,
which appear in the website http://www.bioagroindustria.
com
Textual quotations within the article: When quoting’s
are less than 40 words, these must include the text within
quotation marks, while preceded by its reference.
Example: “The psychometric studies subjected by the
University of Connecticut, have found that boys have less
abilities than girls.” (Ferrer, 1986, p. 454).
The quotations that have more than 40 words, are
introduced as a block, without using quotation marks,
start in a new paragraph block, while leaving 5 spaces
from the left margin.
Example: Martinez (1993, p.15 ) found the following:
Science is unable to understand itself completely
in a complete manner, although it can help in the
comprehension of that process. It is not allowed by its
own method. That demands a resort to metascience. But
metascience is not like metaphysics.
Magazine article: Last Name, Name initials, year of
publication, title of article, point; complete name of
magazine, in italic, comma; volume, in italic; number
between parentheses and next to the volume (no space
107
between volume and number); comma, initial page,
script, final page, period.
Example: Suñol. J. (2001). Rejuvenecimiento facial.
Recuperado el 12 de junio de 2001, de http://drsunol.com
Examples: Gutiérrez Calvo,M. y Eysenck, M.W. (1995).
Sesgo interpretativo en la ansiedad de evaluación.
Ansiedad y Estrés, 1(1), 5-20.
Conferences presented at symposiums and congressesLast name, Name initials. (year and month). Title of
the conference. Name of the symposium or conference,
hosting institution, City, Country.
Books: Author, (Last name - Only the first letter in
capital - comma, Name initial and period; in the case of
multiple authors, they are separated with commas and
before the last, use the word “and”), year (in parentheses)
and period, complete title (in italic) and period, complete
title ( in italic) and period; city and colon, editing house.
Example: Tyrer, P. (1989). Classification of Neurosis.
London: Wiley
Book Chapters- Name of the author of the chapter
(year). Title of the chapter, period; “En”; name of the
editors of the book (initial , period, last name); “(Eds),
title of the book in italic; pages occupied by the chapter,
in parenthesis, period; city of publication, colon, editorial
house.
Example: Singer, M. (1994). Discourse inference processes.
En M. Gernsbacher (Ed.), Handbook of Psycholinguistics
(pp. 459-516). New York: Academic Press.
Material consulted on internet- Last name, initial(s),
of the name (year). Title of the recovered material and
date,electronic address or URL.
Example: Rojas, C., & Vera, N. (Agosto de 2013).
ABMS (Automatic BLAST for Massive Sequencing).
En H. Castillo (Presidencia), 2° Congreso Colombiano
de Biologia Computacional y Bioinformática CCBCOL.
Congreso llevado a cabo en Manizales, Colombia.
Degree papers and theses: Last name, Name initials.
(year). Title of the Thesis (Name of the title obtained).
Name of the institution, academic dependence, City,
Country.
Example: Aravena, V. (2012). Diseño de un plan de
prevención y control de incendio para Avícola La Aguada
(Tesis doctoral), Instituto Profesional INACAP, Facultad
de Ciencias. Santiago, Chile.
Revista Colombian de Investigaciones Agroindustriales
Centro Agropecuario Sena Buga
Carretera Central, Vía Buga-Tuluá
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REVISTA COLOMBIANA DE
INVESTIGACIONES
AGROINDUSTRIALES
ISSN Impreso: 2422-0582 - ISSN electrónico: 2422-4456
Revista Colombiana de Investigaciones
Equipo Directivo de la revista
Agroindustriales
Alfonso Prada Gil
Director General del SENA
TÍTULO ABREVIADO:
Cesar Alveiro Trujillo Solarte
Director SENA Regional Valle
Rev.colomb.investig.agroindustriales
ISSN Impreso: 2422-0582
ISSN electrónico: 2422-4456
PERIODICIDAD: Anual
Leonardo Tafur Calderón
Subdirector Centro Agropecuario Buga
y Director de la Revista
Km. 2 Carretera Central Buga-Tuluá
José Libardo Tapiero Cuellar
Editor Jefe
Teléfono: 57 (2) 2376300 ext. 23291
José Edinson Escobar Salcedo
Editor Asociado
[email protected]
Aydee Castro Sánchez
Coordinadora de la Revista
[email protected]
http//www.bioagroindustria.com
http://revistas.sena.edu.co/index.php/recia
http//senabuga.blogspot.com
RECIA
Revista Colombiana de
Investigaciones Agroindustriales
GICTACAB
Grupo de Investigaciones
en Ciencias & Tecnologías Agroindustriales Gictacab
Semillero de Investigaciones en
Ciencias & Tecnologías Agroindustriales Sictacab
ESCUELA NACIONAL DE
SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE
CONFITERÍA
Henry Drouven – Hernando Hernández)
La Mesa Sectorial de Confitería es una instancia de concertación en la
cual participan los sectores productivo, académico y gubernamental, su
objetivo es aportar a la cualificación del talento humano, esto se logra
mediante el desarrollo de:
• Elaboración de normas sectoriales de competencia laboral.
• Proyectos de certificación de competencias laborales.
• Identificación y desarrollo de acciones de formación en
confitería.
• Acceso a proyectos de investigación, desarrollo tecnológico
e innovación.
Uno de los resultados de la Mesa Sectorial de Confitería, es la creación
de la Escuela Nacional de Confitería, ubicada en el Centro Agropecuario
de Buga de la Regional Valle del Cauca, ambiente al servicio de las
empresas del sector para la formación del talento humano y el desarrollo
de nuevos productos. Está dotada con equipos de última tecnología para
la producción de confitería tales como: caramelos duros y blandos,
gomas, masmelos, grageados, gomas de mascar y confitería de
chocolate.
Fotografías: Adolfo Aragón y Fredy Paz
II
SEMINARIO INTERNACIONAL
DE INVESTIGACIONES AGROINDUSTRIALES
CENTRO AGROPECUARIO DE BUGA • OCTUBRE 15 Y 16 DE 2015
Auditorio
Muestra Agroindustrial
Catalina Arroyave
Hernán Ceballos Lascano
Con la realización del II. Seminario Internacional de Investigaciones Agroindustriales,
la Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales y el Grupo de
Investigaciones en Ciencias & Tecnologías Agroindustriales-GICTACAB, del Centro
Agropecuario del SENA de Buga quieren mostrar la producción científica y
tecnológica de investigadores nacionales e internacionales que trabajan en las
líneas de investigación relacionadas con la revista.
Satoshi Ogawa
Las ponencias resultaron de gran interés para los asistente quienes tuvieron la
oportunidad de conocer sobre:
• Mejoramiento genético de la yuca y su potencial para la seguridad alimentaria y
usos industriales.
• Efecto de recubrimientos comestibles sobre la calidad del mango tommy atkins
mínimamente procesado.
• Transformación de una planta de etanol en una biorrefinería para la producción
de energía.
• Productos químicos y fertilizantes a partir de caña panelera.
• Agroquímica desde las Macromoléculas para el área de frutas y hortalizas.
• Investigación y desarrollo de empaques biodegradables elaborados a partir de
yuca.
• Cremogenados de Frutas Tropicales: Tendencias y Perspectivas.
• Métodos de conservación no térmicos en la industria alimentaria.
• Innovaciones recientes en el procesado de frutas y hortalizas Avances de
Proyecto colaborativo entre Colombia y Japón para impulsar el sector arrocero.
• Elaboración de Caramelo duro con Jengibre: Una alternativa de alimento
funcional para la industria confitera.
• Cambio Climático: Implementación de medidas de adaptación del sector Agrario
Colombiano frente a la variabilidad climática regional.
• Estrategias de conservación y fomento de la raza Hartón del Valle en el Centro
Agropecuario de Buga.
• Cloro orgánico como alternativa para potabilización de aguas y control de
enfermedades infecciosas en el sector agropecuario.
En el evento participaron en la modalidad de posters proyectos de investigaciones de
estudiantes de las universidades del Cauca, Nacional de Colombia, Bogotá,
Universidad del Tolima, Sena Regional Bogotá-Cundinamarca, Grupos de
investigación CIDE-INNOVA, CIDENNOVA y
Grupo GICTACAB del Centro
Agropecuario del Sena de Buga; esta actividad se acompañó con la Primera Muestra
de Fotografía Agroindustrial que permitió mostrar aspectos relacionados con la
producción agroindustrial del Centro Agropecuario de Buga.
Exposición de pósters