Pdf revista buga 2014 by HARRY

Revista Colombiana de

INVESTIGACIONES AGROINDUSTRIALES

Complejo Piloto Agroindustrial

Centro Agropecuario de Buga - CAB

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales ISSN: 2422-0582 Km. 2 Carretera Central Buga - Tuluá Teléfono: 57 (2) 237 63 00 ext. 23291 Email: revistagroindustrial@sena.edu.co agroinvestigaciones@bioagroindustria.com Http://www.bioagroindustria.com Http://senabuga.blogspot.com www.sena.edu.co

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales

Volumen 1 • Enero - Diciembre 2014 • ISSN: 2422-0582

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE

RECIA

Volumen 1 • Enero - Diciembre 2014 • ISSN 2422-0582

RECIA

Centro Agropecuario de Buga - CAB SENA Regional Valle del Cauca

RECIA SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE

El SENA como Institución de Formación Profesional Integral asume la investigación tecnológica para contribuir al desarrollo y la innovación del sector productivo, para alcanzar este propósito incorpora en sus procesos como estrategia, con la participación de instructores y aprendices, el Sistema de Investigación, Desarrollo Tecnológico e Innovación – SENNOVA. Con la apropiación de este sistema el SENA pretende entre otros aspectos: • Incentivar la Investigación, el Desarrollo Tecnológico y la Innovación. • Publicar resultados de investigaciones. • Contribuir a la pertinencia de la Formación Profesional Integral, por medio de la incorporación de nuevas tecnologías y conocimientos en sus programas de formación. • Formar aprendices con habilidades y destrezas que incrementen la capacidad de innovar de las empresas colombianas. • Orientar la creatividad de los trabajadores colombianos y de los aprendices en general, a través del desarrollo de las habilidades y competencias en investigación, desarrollo e innovación. • Realizar eventos de divulgación de ciencia, tecnología e innovación, como foros, seminarios y conferencias con expertos. La investigación aplicada es una herramienta formativa que impulsa SENNOVA a través de diferentes proyectos de formación. En el SENA el aprendiz participa activamente en la investigación mediante estrategias como: Semilleros de investigación, Grupos de investigación aplicada. Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Titúlo abreviado: Rev.colomb.investig.agroindustriales ISSN: 2422-0582 Periodicidad: Anual Enero - Diciembre 2014 Email: revistagroindustrial@sena.edu.co agroinvestigaciones@bioagroindustria.com Http://www.bioagroindustria.com Http://senabuga.blogspot.com

Programas de Formación Formación Tecnológica

-- Procesamiento de Alimentos -- Control de Calidad de Alimentos -- Mecanización Agrícola -- Producción Agricola -- Producción Ganadera -- Producción Agropecuaria Ecológica -- Riego, Drenaje y Manejo de Suelos Agrícolas -- Gestión de Empresas Agropecuarias -- Agua y Saneamiento -- Control Ambiental -- Gestión de Recursos Naturales -- Análisis y Desarrollo de Sistemas de Información (ADSI) -- Salud Ocupacional -- Gestión Hotelera -- Contabilidad y Finanzas -- Dirección Técnica de Fútbol -- Entrenamiento deportivo -- Mantenimiento Electromecánico Industrial -- Producción de Multimedia

Especialización Tecnológica en: -- Fertirriego -- Innovación de productos alimenticios -- Inocuidad e higiene alimentaria

Formación Técnica -- Cocina -- Mesa Bar -- Comercialización de alimentos -- Cultivos agrícolas -- Asesoramiento de la calidad del café en la finca -- Mayordomía de empresas ganaderas -- Sistemas -- Máquinas y Herramientas -- Fabricación de estructuras metálicas soldadas -- Mantenimiento de motores de gasolina y gas -- Operaciones de caja y servicios de almacenes de cadena -- Atención integral a la primera infancia

Formación Complementaría en: -- Comercio y servicios -- Agropecuaria -- Agroindustrial -- Ambiental Certificación de Competencias Laborales Mesa Sectorial de Confiteria

Comité editorial

Comité científico

luis Eduardo Ordóñez Santos Ph.D en Alimentos: Valor Nutritivo, Tecnología y Seguridad Alimentaria. Profesor Asociado Universidad Nacional de Colombia sede Palmira. Palmira, Colombia

Ben A. Faber Ph.D Soil Fertility University of California Los Ángeles, Estados Unidos

Armando Torrente Trujillo Ph.D en Ciencias Agrarias con énfasis en suelos Profesor Titular Universidad Surcolombiana. Neiva, Colombia Margarita María Andrade Mahecha Ph.D en Ingeniería de Alimentos Profesora Asistente Departamento de Ingeniería Facultad de Ingeniería y Administración Coordinadora Programa de Maestría Ingeniería Agroindustrial Universidad Nacional de Colombia sede Palmira. Palmira, Colombia Guillermo Salamanca Grosso Postdoctorado Faculdade Zootecnia e Engenharia de Alimentos. Profesor Titular Facultad de Ciencias, Departamento de Química Universidad del Tolima. Ibagué, Colombia Eliana Setsuko Kamimura Postdoctorado Fac de Ingeniería Química de Campinas Profesora Asociada Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos Universidad de São Paulo (USP). São Paulo, Brasil

Alessandra Lopes de Oliveira Ph.D en Engenharia de Alimentos Profesora Asociada Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos Universidad de São Paulo, São Paulo, Brasil Graciela Bugueño Bugueño Ph.D en Ciencias de los Alimentos Directora Escuela Ingeniería de Alimentos Universidad del Bio-Bio Chillán, Chile Jaime Ernesto Díaz Ortiz Ph.D en Ingeniería Agroambiental Director del Programa de Ingeniería Agrícola Universidad del Valle Cali, Colombia Luz Marina Flórez Pardo Posdoctoral en Valorización de Residuos de Cosecha Docente Departamento de Energética y Mecánica Vicepresidenta Sociedad Iberoamericana de Biorrefinerías SIADEB Universidad Autónoma de Occidente Cali, Colombia

Lida Andrea Quinchía Bustamante Ph.D en Procesos y Productos Químicos Director Product Engineering I.V. formulations Fresenius Kabi Deutschland GMBH. Bad Homburg, Alemania

Meike Stephania Anderson Ph.D en Ciencias Agrícolas Coordinadora de Desarrollo de Productos para HarvestPlus Especialista en Desarrollo de Cultivos CIAT- HarvestPlus Cali, Colombia

Andrezza María Fernandes Ph.D en Ciencia Animal Profesora Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos Universidad de São Paulo (USP) São Paulo, Brasil

Isabel Fernández Segovia Ph.D en Alimentos Profesora titular Departamento Tecnología de Alimentos. Escuela Superior de Ingeniería Agronómica y del Medio Natural. Universidad Politécnica de Valencia Valencia, España ISSN: 2422-0582 Diseño e Impresión: Feriva S.A. Traducción al inglés: José Julián Mejía Tiraje: 500 ejemplares Enero-Diciembre de 2014

Comité transitorio de arbitraje Vol.1 2014

El Director de la Revista y su equipo directivo expresan sus agradecimientos a todas las personas que colaboraron en la evaluación de los artículos publicados en la primera edición de la Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Vol. 1, enero-diciembre 2014. Arcos Alba Lucía Ph.D Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo CIMMYT

Moncada Botero María del Pilar Ph.D Centro Nacional de Investigaciones de Café CENICAFE. Manizales, Colombia

Arias Marín Lida Ph.D Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia

Ortiz Lemus José Félix Ph.D Universidad de Pamplona, Pamplona, Colombia

Bernal Noreña Álvaro Ph.D Universidad del Valle, Cali, Colombia

Ossa Henao Diana Marcela Ph.D Universidad Autónoma del Caribe, Barranquilla, Colombia

Criollo Escobar Hernando Ph.D Universidad de Nariño, San Juan de Pasto, Colombia

Rodríguez Salcedo Judith Ph.D (c) Universidad Nacional de Colombia, Palmira, Colombia

Díaz Ortiz Jaime Ernesto Ph.D Universidad del Valle, Cali, Colombia

Zárate Ramírez Lidia Soledad Ph.D Convenio Sena - OEI Guadalajara de Buga, Colombia

Duque Escobar Ismael Mauricio Ms.C Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia Flórez Pardo Luz Marina Ph.D Universidad Autónoma de Occidente, Cali, Colombia Isáziga David Carlos Hernán Ms.C Universidad Autónoma de Occidente, Cali, Colombia Loaiza Zuluaga Yasaldez E. Ph.D Universidad de Caldas, Manizales, Colombia Malagón Plata Luis Alberto Ph.D Universidad del Tolima, Ibagué, Tolima

Equipo directivo de la revista Alfonso Prada Gil Director General del SENA Esperanza Adriana Ramos Rodríguez Directora SENA Regional Valle Leonardo Tafur Calderón Subdirector Centro Agropecuario SENA, Buga y Director de la Revista José Libardo Tapiero Cuéllar Editor Jefe José Edinson Escobar Salcedo Editor Asociado Aydee Castro Sánchez Coordinadora de la Revista

Políticas Misión La Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales es una publicación científica y tecnológica del SENA, Centro Agropecuario de Buga y su Grupo de Investigaciones en Ciencias & Tecnologías Agroindustriales GICTACAB que permite la divulgación de investigaciones de los sectores agropecuario y agroindustrial, priorizando las áreas relacionadas con las líneas Agrícola, Pecuaria y Agroindustrial, Alimentaria y no Alimentaria; incluye aplicaciones de otras ciencias afines como Biotecnología y Bioprocesos, Ecología y Ambiente, Nutrición e Inocuidad, Informática Aplicada, Economía Aplicada, Matemática Aplicada; está dirigida a la comunidad científica, académica y a los sectores agropecuario y agroindustrial. La revista publica artículos de investigación, reflexión, revisión y estudios de caso, escritos en idiomas español e inglés; su periodicidad es anual y su circulación nacional e internacional. Los autores enviarán sus artículos al director de la revista garantizando que son inéditos, en caso de haberse presentado en alguna ponencia deben garantizar que el escrito no ha sido publicado en otras revistas, se responsabilizan del contenido del mismo y de los permisos para reproducir el material (fotos, imágenes) con derechos de autor, los cuales se anexan dentro de los documentos enviados. Los autores autorizan la cesión de los derechos a la Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales para su publicación por cualquier medio. Mientras el artículo se evalúa no se podrá enviar a otras revistas. Si el artículo es conforme, se somete a un sistema de arbitraje anónimo quienes enviarán el resultado de la evaluación en un plazo máximo de quince días. Si este no se ajusta a la línea editorial, el Comité Editorial se reserva el derecho de enviar un informe al autor para cambiar o rehacer su artículo, total o parcialmente, teniendo el autor y/o los autores que iniciar nuevamente el proceso de envío de su trabajo.

Fomentar el intercambio de experiencias e ideas entre lo científico y lo cultural, mediante la entrega periódica a la comunidad de un referente de actualización e innovación en el ámbito agropecuario y agroindustrial, contribuir con investigaciones de importancia llevadas a cabo en el Centro Agropecuario de Buga y en instituciones de carácter nacional e internacional.

Visión Posicionarse como fuente de conocimiento que impulse, motive y sea reconocida por toda la comunidad científica en el mundo.

Población objetivo Estudiantes, docentes, investigadores, miembros de los sectores agropecuario y agroindustrial, comunidad científica nacional e internacional.

Mission To promote the exchange of experiences and ideas between the scientific and cultural, by routinely delivering to the community a reference for updating and innovation in the agricultural and agro-industrial field, contributing important research conducted at the Agricultural Center of Buga and national and international.

Vision Position as a source of knowledge that encourages, motivates and is recognized by the entire scientific community in the world.

Target population Students, teachers, researchers, members of the agriculture and agribusiness, International and National Scientific Community

Editorial Para el Centro Agropecuario del Sena de Buga-CAB, sus directivos, aprendices, grupos de investigación, investigadores – instructores, personal administrativo es motivo de gran satisfacción y orgullo presentar la primera edición de la Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales- RECIA- cuyo objetivo principal es presentar a las comunidades académicas, científicas, sociales y empresariales los resultados de las investigaciones, en temas relacionados con los sectores Agrícola, Pecuario, Agroindustrial, Alimentaria y no Alimentaria, Biotecnología y Bioprocesos, Ecología y Ambiente, Nutrición e Inocuidad, Informática Aplicada, Economía Aplicada, Matemática Aplicada. Hoy se presentan grandes retos a la humanidad: la sostenibilidad alimentaria, con todo lo que implica, mejores prácticas culturales agropecuarias, mejores procedimientos de cosecha y post cosecha, la comercialización de alimentos, el manejo de cadenas productivas, entre otras; una forma de contribuir a este reto es la investigación, pero más importante es la socialización y visibilidad de los resultados que se obtienen de ese ejercicio y RECIA pretende colaborar con la divulgación y apropiación social del conocimiento científico y tecnológico, por eso, los resultados de las investigaciones publicadas en esta revista podrán incidir en los programas de formación del SENA y de otras instituciones educativas y por ende en la formación de las personas que se vincularán a los sectores agropecuario y agroindustrial; así mismo debe permitir impulsar los programas de extensión de dichos sectores. Con esta publicación queremos alcanzar el reconocimiento nacional e internacional y el aporte de la comunidad científica para quienes ponemos a disposición este medio que, estamos seguros, enriquecerá la labor de investigar y publicar artículos de alta calidad como es nuestro interés en cada edición de la revista. RECIA inicialmente tendrá una periodicidad anual y para llevar a cabo esta primera edición se trabajó con los parámetros exigidos por el Sistema Nacional de Indexación de Publicaciones Científicas y Tecnológicas Colombianas de Colciencias. En el Centro Agropecuario del Sena de Buga encontrarán no solo un espacio para la publicación de las investigaciones científicas-tecnológicas, sino un equipo de trabajo con mucho talento y calidad humana. Leonardo Tafur Calderón Director de la Revista Subdirector CAB

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1 • Enero - Diciembre 2014 • ISSN 2422-0582

Tabla de Contenido EDITORIAL ........................................................................................................................... 4 INVESTIGACIÓN Usos potenciales de la cáscara de banano: elaboración de un bioplástico Potential uses of banana peelings: production of a bioplastic. Javier López Giraldo, Julio César Cuarán Cuarán, Laura Viviana Arenas García, Luz Marina Flórez Pardo...........7

Caracterización fisicoquímica del suero dulce obtenido de la producción de queso casero en el municipio de Pasto. Chemical and physical characterization of sweet serum obtained from homemade cheese in the city of Pasto Clemencia Alava Viteri, Margarita Gómez de Illera, Jorge Aníbal Maya Pantoja........................................22 Efectos fisiológicos de badea (Passiflora quadrangularis) y yuca (Manihot esculenta) utilizando recubrimientos a base de cera y parafina bajo conservación en frío. Physiological effects of badea (Passiflora quadrangularis) and cassava (Manihot esculenta) using paraffin and wax coatings under cold storage. Juan Manuel Sánchez Soto, Licelander Hennessey Ramos, Eyleen Jenniffer Torres Mendoza.......................33 Automatización de un cultivo hidropónico para el control de variables Automation through variable control of a hydroponic cultivation operation Nelson Humberto Zambrano Cortés, Mery Catherine Behrentz Pfalz.....................................................44 Efecto de la roca fosfórica parcialmente acidulada y calcinada en la producción de maíz Effect of partially acidified and kilned phosphoric rock in corn production Armando Torrente Trujillo............................................................................................................55

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014,

REFLEXIÓN Estudio comparativo de los programas de formación del SENA Regional Valle para la cadena hortofrutícola, comparados con un referente nacional e internacional Comparative study of the SENA’S Regional Valle training programs for the fruit-harvesting production chain, compared with a national and international reference Víctor Huver Recalde Rincones.....................................................................................................63 Cambio climático y agrobiodiversidad Climate Change and Agrobiodiversity Carlos Iván Cardozo Conde ..........................................................................................................72 Alianza Educación-Sector Productivo, una apuesta que vale la pena. Caso: Sector Agroecológico del Valle del Cauca Education-Productive Sector Alliance, A Bet Worth. Case: Valle del Cauca Agroecological Industry Fredy Eduardo Vásquez Rizo, Jesús Gabalán Coello, Jaime Flórez Bolaños...............................................80

REVISIÓN Cultivos biotecnológicos en el marco de la bioseguridad Biotechnological crops under the biosecurity framework Jairo Rodríguez Chalarca..............................................................................................................94

Usos potenciales de la cáscara de banano: elaboración de un bioplástico Potential uses of banana peelings: production of a bioplastic. Recibido: 11-09-2014 Aceptado: 27-11-2014

Javier López Giraldo1, Julio César Cuarán Cuarán2, Laura Viviana Arenas García3, Luz Marina Flórez Pardo4.

Resumen En el 2006 se produjeron en el Valle del Cauca cerca de 399.844 toneladas de cáscara de banano, material poco estudiado. Para observar su valorización se efectuó una caracterización morfológica, química y térmica; se utilizaron diferentes tinciones para identificar las estructuras donde se encontraban la celulosa, lignina, lípidos y almidón. Luego se determinó el contenido de extraíbles en cloroformo-metanol, la celulosa, la hemicelulosa y cenizas por el método de Van Soest y lignina por Klason. El análisis térmico se hizo por un análisis TGA – Termogravimétrico y DSC – Calorimetría Diferencial de Barrido. Se encontró que la cáscara de banano tuvo un 11.91% de humedad residual, 23.03% de hemicelulosa, 23.02% de celulosa, 29.87% de lignina y 0.78% de cenizas, además de almidón observado por tinción con lugol. El contenido de holocelulosa (hemicelulosa y celulosa) cercano al 46.05% la hace apta para la elaboración de papel y el tener una humedad menor al 20% y un contenido bajo de cenizas, la estima útil para cualquier aplicación térmica con un bajo impacto ambiental. Sin embargo, se evidenció que por tener un contenido de almidón cercano al 12%, es posible obtener de ella un bioplástico. De acuerdo con estos resultados, se hicieron dos estudios para obtener de este material un uso particular: un biopapel y un bio-plástico. Con el primero no se logró un producto con una buena resistencia mecánica, mientras que con el segundo se obtuvo un bio-material con resultados positivos en cuanto a durabilidad y aspecto físico. Palabras clave: Bioplástico, bio-papel, análisis proximal, biomasa, cáscara de banano.

1 Colombiano, estudiante de Ingeniería Ambiental, Universidad Autónoma de Occidente, Colombia, Facultad de Ingeniería, Departamento de Energética y Mecánica, Programa de Ingeniería Ambiental. Javier_lopgi@hotmail.com 2 Colombiano, estudiante de Ingeniería Ambiental, Universidad Autónoma de Occidente, Colombia, Facultad de Ingeniería, Departamento de Energética y Mecánica, Programa de Ingeniería Ambiental. jucecu92@gmail.com. 3 Colombiana, estudiante de Ingeniería Ambiental, Universidad Autónoma de Occidente, Colombia, Facultad de Ingeniería, Departamento de Energética y Mecánica, Programa de Ingeniería Ambiental. lauragarcia2825@gmail.com 4 Colombiana, Posdoctorado en Ciencias Químicas, Docente Universidad Autónoma de Occidente, Colombia, Facultad de Ingeniería, Departamento de Energética y Mecánica, Programa de Ingeniería Ambiental. lmflorez@uao.edu.co.

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 7 - 21

Abstract In 2006, in Valle del Cauca, 399.844 metric tons of banana peel, a poorly studied material, were produced. To study its value, a morphological, chemical and thermal characterization was effectuated; different tinctions were used to identify the different structures where the cellulose, lignine, lipids and starch are located. Subsequently, the content of extractibles was measured with a methanol-chloroform mixture, the cellulose, hemicellulose and ashes by the Van Soest method and Lignine by Klason. The thermal analysis was made through a TGA - thermogravimetrical analysis and DSC – Differential Scanning Calorimetry. It was found that the banana peel had a 11.91% of residual humidity, 23.03% of hemicellulose, 23.02% of cellulose, 29.87% of lignine and 0.78% of ashes, besides starch, observed by lugol tinction. The holocellulose content (hemicellulose and cellulose) is close to 46.05%, and makes it apt for papel elaboration while having less than 20% humidity and low ash content, making it useful for any thermal application with low environmental impact. However, we evidenced that by having a starch content close to 12%, is possible to obtain from it, a bioplastic. According to these results, studies were conducted to generate from this material, a particular use; a bio-paper and bio-plastic. With the first, the final product had a low mechanical resistance, while with the second, a biomaterial with positive results regarding durability and physical aspect. Keywords: Bioplastic, biopaper, proximal analysis, biomass, banana peelings.

Introducción En Colombia, productos como la caña de azúcar, el maíz, la remolacha, el sorgo dulce, la yuca y el café tienen el potencial para ser usados en la fabricación de etanol de primera generación. El problema reside en que estas materias primas agrícolas también compiten con la producción de alimentos, lo que en algunos casos ha influido para que haya un aumento en el precio de los mismos, por lo que esto no ha generado un buen impacto social y económico en las poblaciones. Por lo tanto, se han desarrollado nuevas tecnologías para producir etanol de segunda generación, a partir de la biomasa residual, que tiene una matriz de materia lignocelulosa que no es de fácil digestión y que no compite con la seguridad alimentaria de las personas; este grupo incluye residuos de maíz, de la producción de forestería (cáscaras de maíz, esterilla de arroz, aserrín) y biomasa de plantas (cultivos productores de energía como pasto, plantas de rápido crecimiento y otras diferentes pasturas) (Ramírez et al., 2012). La tecnología para

aplicar este proceso a escala industrial está en etapa de maduración y se ha encontrado que es más rentable si se integra a la producción de otros componentes como biomateriales, bioplásticos, papel, productos farmacéuticos, nutracéuticos, cosméticos, entre otros. Este concepto, que contempla el uso completo de la biomasa sin generar desechos, se denomina “biorrefinería”. Uno de los residuos frutales a analizar en este proyecto y que se produce en importantes cantidades en el país, es derivado del banano. Existen dos tipos de especies de esta fruta, el banano de exportación Cavendish Valery y el banano criollo o de consumo interno. Este último se produce principalmente en los departamentos del Valle del Cauca, Tolima y Antioquia y generó una producción para el año 2003 de aproximadamente 136.644 toneladas que representaron un 7.5% (13.964 hectáreas) del total de hectáreas de frutas del país (Espinal et al., 2005). Respecto a la participación municipal en el departamento del Valle del Cauca, Sevilla es el primer productor

J. López, J. Cuarán, L. Arenas, L. Flórez: Usos potenciales de la cáscara de banano: elaboración de un bioplástico

con un 36.1%, seguido de Trujillo con el 8.9%, Bugalagrande y Buenaventura cada uno con el 6.5% y por último Obando, con el 6.4% (Ministerio de Medio Ambiente, 2012). En cuanto a la cantidad de residuos que genera el banano se encontró en el Atlas del Potencial Energético de la Biomasa Residual en Colombia (Ministerio de Minas y Energía (2006), que en el Valle del Cauca en el año 2006 se produjeron 399.844 toneladas de residuo/año en 6.202 hectáreas en todo el departamento, consolidándose éste como el segundo residuo de cosecha de mayor producción después de la caña de azúcar, que simplemente se desecha, sin ningún tipo de valorización. También es importante resaltar que debido al contenido de almidón en la cáscara (12.78 g por cada 100 g de cáscara húmeda (Zea et al., 2013) y en base seca del 39.89% (Monsalve et al., 2006), es posible obtener de él un bioplástico mediante métodos químicos, térmicos y mecánicos. Asimismo, se pueden fabricar copolímeros tan flexibles como el polietileno o tan rígidos como el poliestireno (Remar, 2011). Por lo tanto, es factible hacer esfuerzos para el desarrollo de este tipo de aplicaciones complementarias a la del bioetanol, con el fin de organizar una biorrefinería a partir de la cáscara de banano. Por consiguiente, en esta investigación se realizó la caracterización morfológica, química y térmica de la cáscara de banano, para determinar en función de sus propiedades, el adecuado aprovechamiento de ésta. Posteriormente se evaluó la viabilidad de obtener productos como hojas de papel con fibra de banano y bioplástico, a partir de esta biomasa, teniendo en cuenta la norma TAPPI 494 del manual TAPPI Standars: Regulations and Style Guidelines, y las propiedades del bioplástico.

Materiales y Métodos Área de estudio La muestra de cáscara de banano se extrajo de una frutería reconocida en la ciudad de Santiago de Cali. En este establecimiento se compran a la semana alrededor de 1.260 bananos (10.5 racimos) y se generan cerca de 97.67 kg de cáscaras que se descartan como residuo orgánico.

Muestra Se realizó una recolección en el establecimiento de 26.58 kg de cáscaras de banano, correspondiente a los días viernes, sábado y domingo. Esta biomasa se redujo de tamaño en forma manual hasta obtener partículas con un tamaño de 2 cm, para proceder al método del cuarteo (SECOFI, 1985) y conseguir una muestra final de 5 kg. Para la eliminación de contaminantes presentes en la muestra se hizo un lavado con agua caliente por cinco minutos, seguido de un secado a 45 °C por una semana, hasta obtener peso constante. Con la biomasa seca se realizó una trituración para lograr partículas de tamaño de 2 mm, procediendo al cuarteo para la obtención de una muestra de 50 g.

Caracterización morfológica El estudio morfológico tuvo lugar en los tejidos de la parte interna de las cáscaras frescas de banano, mediante la extracción de finos cortes perpendiculares a la dirección de la fibra, los cuales se colocaron en placas de vidrio. Luego se procedió a aplicar la tinción a las diferentes estructuras, de acuerdo con la metodología propuesta por Flórez (2002). Los reactivos utilizados para la tinción se indican en la Tabla 1.

Tabla 1. Reactivos empleados para la caracterización morfológica Componente a identificar Celulosa

Lignina Lípidos Almidón

Reactivo

Cantidad

Solución de cloruro de cinc yodado

1 gota

Yodo

1 gota a 0,1 mol/L

H2SO4 al 60%

1 gota

Solución alcohólica de floroglucinol

Cantidad necesaria

HCl

1 gota

Sudan III

2 gotas

Alcohol al 70%

Cantidad necesaria

Lugol

1 gota

Color indicador de presencia Azul

Rojo Anaranjado Azul

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 7 - 21

Es importante resaltar que la tinción indica la presencia de celulosa, lignina, lípidos y almidón cuando la muestra se torna de color azul, rojo, anaranjado y azul, respectivamente.

Caracterización química Humedad Un gramo de la muestra se llevó al horno a 105 °C hasta lograr un peso constante.

Extracción de compuestos solubles en cloroformo-metanol y agua.

Lignina Klason Para la determinación de lignina total insoluble se pesaron 200 mg (0,2 g) de la biomasa la cual se puso a digestar en un frasco boeco ámbar junto con 2 ml de H2SO4 al 72% (v/v) por una hora. Una vez pasado este tiempo de reacción, se adicionó 56 ml de agua destilada, dejando agitar la mezcla por cinco minutos para posteriormente llevarla a autoclave por una hora. Luego la solución se filtró al vacío y el sólido residual se lavó con abundante agua (aproximadamente 400 ml) hasta lograr un pH neutro y se secó en una mufla a 105°C hasta lograr peso constante.

La extracción de compuestos insolubles se desarrolló con la finalidad de eliminar aquellas sustancias que pudieran interferir con la cuantificación de celulosa, hemicelulosa y lignina que se encuentran en la biomasa, como los azúcares, los ácidos y otras moléculas de bajo peso molecular. Para ello, 5 gramos de la muestra fueron puestos en contacto con 200 ml de cloroformo y 100 ml de metanol en un extractor Soxleth. A medida que transcurrió la lixiviación, la solución contenida en el balón se tornó amarilla indicando que la extracción de insolubles estaba en operación. Este proceso terminó cuando el líquido acumulado en el brazo sifón no presentó coloración, después de 9 lavados. Posteriormente, el cartucho con la muestra se secó a 40°C hasta peso constante y se puso de nuevo en contacto con 300 ml de agua desionizada en el Soxleth, para retirar los solubles en esta sustancia. El proceso terminó después de 7 lavados y el cartucho con la muestra de nuevo se secó a 40°C, para determinar gravimétricamente los porcentajes de sustancias solubles de la cáscara de banano. Todos los análisis se hicieron por duplicado y el error experimental se ajustó a un valor menor a un 5%.

Caracterización térmica

Van Soest

De acuerdo con el contenido de holocelulosa presentado en la caracterización química, se evidenció que una de las posibles aplicaciones de la biomasa era la generación de papel. Para esto, se emplearon 70 gramos de papel reciclado y 30 gramos de cáscara de banano triturada, los cuales se dispersaron en bastante agua hasta obtener una solución más acuosa que espesa. Con la ayuda de un marco en el cual estaba adherida una fina rejilla se recogió una capa homogénea de pasta, de aproximadamente 3 mm de espesor. Esta pasta se

Con el fin de caracterizar los componentes de la pared celular de la cáscara de banano (celulosa, hemicelulosa y cenizas), se utilizó el método de Van Soest (1983). Para ello se partió de un gramo de muestra, proveniente de la extracción de solubles con el Soxleth. Para la digestión de la muestra con la solución detergente neutra y ácida se empleó un fibertest marca RALPA. Los lavados entre cada extracción se hicieron con agua caliente y acetona.

Para esta caracterización se realizó un análisis TGA – Termogravimétrico y DSC – Calorimetría Diferencial de Barrido. En el primer análisis se empleó una muestra previamente adecuada de 8.81 mg de cáscara de banano, colocándola en una placa de cerámica y dentro del equipo, el cual manejaba una tasa de calentamiento de 20 °C/min en una atmósfera de nitrógeno. El rango de temperatura experimental varió entre la temperatura ambiente y 900 °C. Para el análisis DSC el equipo se compone de dos porta muestras (uno para la muestra y el otro para la referencia), con calentadores independientes y sensores de temperaturas. Se emplearon 1.4 mg de cáscara de banano, la cual fue sometida a una tasa de calentamiento de 10 °C/min en una atmósfera de nitrógeno, que inició con la temperatura ambiente y finalizó con 400 °C.

Valorización de la biomasa Elaboración de papel

J. López, J. Cuarán, L. Arenas, L. Flórez: Usos potenciales de la cáscara de banano: elaboración de un bioplástico

separó con cuidado de la malla y luego se puso a secar hasta su peso constante. Al papel de reciclaje y al papel obtenido de la cáscara de banano por comparación, se les aplicó la prueba de materiales TAPPI 494 de la TAPPI Standars: Regulations and Style Guidelines, la cual indica el grado de resistencia mecánica de rompimiento del mismo. Esta prueba se hizo en una máquina INSTRON, a una velocidad de 25 mm/ min. El corte de las láminas o probetas (cinco por tipo de papel), se hizo con una cortadora láser proporcional al tamaño y la velocidad sugerida por la norma, en unas dimensiones de 14 mm de ancho por 140 mm de largo.

Elaboración de bioplástico El almidón es uno de los componentes principales para la elaboración de bioplásticos. Como las pruebas de tinción con lugol mostraron la presencia de este componente en las cáscaras, se utilizó este material para realizar las diferentes pruebas, pero sin extraerlo de la cáscara, lo cual es un aporte frente a otras investigaciones en las que se obtiene el biopolímero a partir de almidón puro nativo o modificado químicamente. Para esto se efectuaron tres ensayos:

Ensayo 1: Para este primer ensayo se emplearon 100 g de cáscara de banano, a los cuales se les realizó una adecuación preliminar para eliminar los contaminantes presentes. Esta adecuación consistió en un lavado de las cáscaras con agua caliente por 5 minutos, posteriormente un secado a 45 °C por una semana hasta obtener peso constante, seguido de una trituración que redujo las cáscaras a partículas de tamaño de 2 mm y finalmente se empleó la técnica de cuarteo (SECOFI, 1985) hasta obtener una muestra de 50 gramos. A partir de esta muestra de 50 gramos, se procedió a calentarla en un vaso precipitado de 500 ml con agua destilada, hasta alcanzar el punto de ebullición. Posteriormente se extrajo la biomasa de la solución calentada y se mezcló en una licuadora hasta lograr una masa, la cual se colocó en el horno a una temperatura de 45 °C durante 24 horas. Trascurrido el tiempo, se trituró la masa seca hasta obtenerla en forma de polvo. De este polvo

se tomaron 50 g los cuales se mezclaron con 50 ml de vinagre, 50 ml de glicerina y 50 ml de agua destilada; estos ingredientes se sometieron a calentamiento y se mezclaron eventualmente durante el proceso, hasta alcanzar una temperatura inferior a 60°C.

Ensayo 2: Para este segundo ensayo se emplearon directamente 143.44 g de cáscaras de banano frescas (sin lavado y secado previos) y se calentaron en un vaso precipitado de 800 ml con agua destilada, hasta alcanzar el punto de ebullición. Posteriormente se extrajo la biomasa de la solución calentada y se mezcló en una licuadora hasta obtener una masa, la cual se colocó en el horno a una temperatura de 45 °C durante 24 horas. Para este ensayo se realizó el mismo procedimiento de elaboración del bioplástico empleado en el ensayo No. 1, ya que lo que se quería demostrar era si la biomasa necesitaba una adecuación previa o si se podía emplear directamente.

Ensayo 3: En este ensayo se emplearon 70.04 g de cáscara de banano, los cuales se depositaron y mezclaron en un vaso precipitado de 800 ml con 400 ml de agua destilada y 2.0481 g de Na2S2O5 durante media hora en ebullición, para evitar el pardeamiento enzimático y que el plástico resultante durara aproximadamente 30 días. Posteriormente se sacaron las cáscaras y se secaron con gasa por otros 30 minutos, para luego hacer una pasta con ellas en una licuadora. De esta pasta acuosa se tomaron 25 ml y se mezclaron con 3 ml de HCl 0,1 M, 2ml de glicerol y 3 ml de NaOH 0,1 M. Una vez mezclados todos los ingredientes se depositó la pasta en una caja Petri y se introdujo al horno a 103 °C por 30 minutos, obteniéndose exitosamente el bioplástico. A partir de las tres experimentos, el resultado exitoso fue el realizado en el ensayo 3, el cual se replicó pero con diferentes biomasas de banano, como se muestran a continuación en la Tabla 2. El objetivo principal de esta experimentación adicional era probar cuál biomasa era la más idónea para la elaboración de bioplástico.

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 7 - 21

Tabla 2. Experimentos para producir el bioplástico No. De ensayo

Tipo de biomasa

Cantidad de biomasa

Cáscara de banano previamente adecuada, pulverizada y sin Na2S2O5.

25 ml.

Cáscara de banano sin adecuaciones, pulverizada y sin Na2S2O5.

19 ml.

Cáscara de banano sin pulverizar y con Na2S2O5.

20 ml.

Cáscara de banano pulverizada y con Na2S2O5.

15 ml.

Resultados y discusión Caracterización morfológica A partir de la metodología sugerida por Flórez, (2013) para caracterizar morfológicamente biomasa, se obtuvo que las paredes primarias del tejido interno de la cáscara de banano en fresco tiñeron de color azul, indicando la fuerte presencia de celulosa Figura 1. En algunas estructuras se observaron engrosamientos en las paredes,

Figura 1. Tinción de las muestras

probablemente de carácter secundario. No se presentó en esta parte del tejido coloración roja propia de la lignina, probablemente porque en esta parte interna de la cáscara no hay estructuras de soporte propias del xilema y el floema de la planta, células piedra o engrosamientos de paredes secundarias ricas en lignina. Es posible que hacia la parte externa de la cáscara aparezcan estos tipos de estructuras que expliquen el alto contenido de lignina encontrado en la caracterización de tipo químico.

J. López, J. Cuarán, L. Arenas, L. Flórez: Usos potenciales de la cáscara de banano: elaboración de un bioplástico

Por otro lado, los lípidos se observaron como pequeñas gotas de color naranja en menor proporción, en contraste con la gran cantidad de gránulos de almidón que tiñeron de morado con el lugol y que indica la presencia de cadenas lineales y ramificadas de amilosa y amilopeptina, que son polisacáridos con los que se puede producir, a través de procesos como la hidrólisis, fermentación y destilación, productos como el etanol, o por procesos de tipo químico, bioplásticos. Al parecer, esta primera caracterización indica que el residuo podría ser empleado para la producción de biocombustibles por el hallazgo de azúcares distribuidos en la celulosa y almidón, además al no estar presente la lignina facilita la extracción de estos, pero es un tema que ya ha sido estudiado. Sin embargo, esta caracterización solo permite la determinación de la presencia o ausencia y no la cantidad, que es una medida entre tantas, que permite la viabilidad del aprovechamiento del residuo. Adicionalmente es importante la determinación de la humedad, ya que es uno de los parámetros principales para la viabilidad económica porque a mayor contenido de éste mayor consumo energético se presentará.

Caracterización química Humedad A través de la prueba de humedad se obtuvo que el porcentaje de este parámetro para las cáscaras de banano es de un 11.91%. Según Arrieta et al. (2006), la cáscara de banano en su proceso de maduración realiza un proceso osmótico donde el agua de la cáscara es transferida a la pulpa del fruto, por lo que su valor varía de acuerdo con el estado de maduración en que se encuentre la cáscara y las condiciones ambientales de la zona que propician este fenómeno. Similares resultados fueron reportados por Campuzano et al. (2010). Es importante mencionar que el contenido de humedad obtenido de esta biomasa es menor al 50%, es decir que respecto a este parámetro no presenta limitaciones en cuanto al desarrollo de diversas aplicaciones incluyendo las térmicas, en donde se requiere que el contenido deba ser menor al 20%. Por medio de un estudio realizado por Kasper et al. (2013), en el que se presenta la humedad

de diferentes biomasas altamente empleadas en diversas aplicaciones térmicas como el bagazo de caña de azúcar (11%), cáscara de arroz (8.8%), hoja de banano (8.3%) y paja de caña de azúcar (9.9%), se observa que la cáscara de banano (11.9%) presenta un porcentaje de humedad similar al bagazo de caña de azúcar y cercano a las otras biomasas. Adicionalmente, en este estudio desarrollado por Kasper et al. (2013), se identifica que otro de los residuos generados por la cosecha de este fruto (hoja de banano) muestra un valor muy bajo de humedad, lo que revela otra posible utilidad de uno de los residuos de este cultivo frutal, probablemente en tratamientos de carácter térmico. Sin embargo, para la determinación de la viabilidad energética de un residuo, aparte del contenido de humedad, es importante evaluar el contenido de material volátil y carbono, los cuales proporcionan una medida del grado de facilidad de ignición de la biomasa, también el contenido de cenizas, azufre y nitrógeno, los cuales indicará el grado de escoria que pueda generar la biomasa en los procesos de combustión. Nogués et al. (2010).

Van Soest y Klason Una vez realizada la metodología propuesta por Peter Van Soest, que determinó que la porción de la muestra es insoluble en un detergente neutro (FDN) y ácido (FDA), se pudo conocer las fracciones completamente digeribles de carbohidratos y proteínas, así como lípidos y algunas cenizas (FDN), mientras que con el segundo método (FDA), se pudo aislar principalmente celulosa y lignina Segura et al. (2007). Cabe resaltar que mediante la diferencia de los valores obtenidos respectivamente por estos métodos, se logró cuantificar la fracción de hemicelulosa presente en la muestra de estudio. Mediante esta técnica se obtuvo la siguiente caracterización química para la cáscara de banano en % en base seca: 23.03% de hemicelulosa, 23.02% de celulosa, 0.78% de cenizas y 29.87% de lignina Klason. A partir de esta caracterización se aprecia que el contenido de holocelulosa (celulosa más hemicelulosa) es de 46.05% y si al 100% se le resta este valor más lo que se extrajo de insolubles en cloroformo-metanol y solubles en agua caliente, que fue de un 12% y el contenido de lignina y cenizas, la diferencia da un 11.3% que podría corresponder al almidón presente en la cáscara (cuya presencia fue corroborada en la tinción con

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lugol), lo que incrementaría a un 57.4% el contenido de carbohidratos útiles para la producción de biocombustibles y otros bioproductos de interés. La relación 1/1 entre celulosa y hemicelulosa hallada en este estudio, también fue cercana a la hallada por Monsalve et al. (2006), para cáscara de banano: 14.8% de hemicelulosa y 13.2% de celulosa, aunque ellos encontraron un 64.5% menos de holocelulosa y un 53.1% menos de lignina que en esta investigación. Las condiciones en que fue recolectada la muestra, el tipo de especie, el estado de madurez del fruto, las condiciones agroclimáticas de cultivo y los métodos usados para hacer la caracterización, entre otros, pueden explicar esta diferencia. El contenido de cenizas es el resultado de la combustión de la parte inorgánica de la biomasa, este valor es importante ya que indicará si existirán problemas de obstrucción, escoria, ensuciamiento y corrosión en procesos de combustión. Nogués et al. (2010). En las biomasas herbáceas un alto contenido de elementos alcalinos indicarán un gran porcentaje de cenizas Doshi et al. (2014). Para el caso de la cáscara de banano el pH varía de acuerdo con el grado de maduración del fruto, cuando éste se encuentra inmaduro (cáscara verde) el pH será alcalino, mientras que al estar maduro (cáscara amarilla) su pH disminuye significativamente a ácido, esto se debe posiblemente a que los ácidos

Figura 2. Curva TG y TGA de la cáscara de banano

orgánicos disminuyen conforme se da el proceso de maduración de la fruta al transformarlos en azúcares (Cardona y Velásquez, 2012). En este estudio, las cenizas fueron mucho más bajas que las reportadas por Monsalve et al. (2006), probablemente porque las cáscaras fueron lavadas antes de hacer la caracterización. Respecto al valor de la lignina, su porcentaje puede ser alto o bajo dependiendo de la aplicación. Si se requiere extraer la fibra, un mayor contenido de ésta dificultará su obtención, mientras que si se precisa la transformación de la biomasa a pellets, un mayor contenido servirá como aglutinante en su elaboración Nogués et al. (2010).

Caracterización térmica Es un método influenciado por el flujo de calor, y la biomasa se ve afectada por este aspecto. La Figura 2 muestra la curva de pérdida de masa que se presenta, de color azul (TGA) y la curva derivativa de pérdida de masa, de color rojo (DTG). De acuerdo con estas gráficas se observa que para el caso de la cáscara de banano se presentaron cuatro etapas de degradación. En el primer proceso se presenta el secado de la muestra desde una temperatura ambiente hasta aproximadamente 100°C, donde se pierde cerca del 1.53 % de su masa.

J. López, J. Cuarán, L. Arenas, L. Flórez: Usos potenciales de la cáscara de banano: elaboración de un bioplástico

La siguiente etapa corresponde a una pérdida de masa de un 21.04% posiblemente asociada a la descomposición de la hemicelulosa entre los 150 y los 230 °C, la cual se visualiza por una bien definida curva que se presenta bajo atmósfera de nitrógeno. La máxima descomposición se dio a los 200°C. En la tercera etapa se pierde una masa de un 35.65% entre los 230 y los 400°C que corresponde a una no muy bien definida curva de descomposición de la celulosa. El hombro que se presenta en esta curva, puede estar asociado a algún compuesto particular ligado con la celulosa, como algún tipo de lignina más lábil. La máxima descomposición de la celulosa se dio a una temperatura de 320°C. Estas temperaturas de descomposición pueden estar asociadas con las características de cristalinidad, el tamaño de cristal de la celulosa o el tipo de atmósfera en la que se da su descomposición. Miranda et al. (2013). El último compuesto en degradarse fue la lignina, a la que es necesario llegar a temperaturas superiores de 400°C para que se dé la descomposición de este elemento, al que le corresponde un porcentaje en pérdida de masa del 18.45%.

Figura 3. Curva DSC de la cáscara de banano

Por medio de las curvas DSC representadas en la Figura 3, se puede determinar la entalpía necesaria para que ocurran los procesos de reacción, transformación o cambio de estado de la materia, la cual se determina hallando el área bajo la curva y mediante la siguiente expresión: ΔH= KΔ Donde: ΔH es la entalpía K es la constante calorimétrica propia del equipo A es el área bajo la curva Los valores consolidados de estas entalpías se muestran en la Tabla 3. Como se observa en la Figura 4, se presenta un aumento del poder calorífico en el primer tramo, debido a la pérdida de humedad, lo que evidencia un proceso exotérmico. Es importante aclarar que a pesar de que exista un aumento en la temperatura no implica un aumento en el poder calorífico. Adicional a esto, hay una relación directa entre el aumento de la temperatura y la volatilización de los constituyentes químicos de

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Tabla 3. Procesos térmicos (exotérmico y endotérmico) por DSC Etapa

Entalpía (J/g)

Proceso energético

Proceso

20,40

Exotérmico (-)

Humedad

2,45

Endotérmico (+)

Hemicelulosa

30,50

Endotérmico (+)

Celulosa

50,85

Endotérmico (+)

Lignina

Fuente: Los autores.

la biomasa (C, H, O, N, S), esto refleja la tendencia descendente en la Figura 3 a partir del primer pico. Como se observa en el tramo 2, se genera un proceso endotérmico probablemente atribuido a que una vez descompuesta la celulosa y hemicelulosa con una entalpía de 32.95 J/mol, Tabla 3 los constituyentes de la lignina tienden a absorber calor ya que no se evidencia una fragmentación solo hasta que la temperatura alcanza los 350 °C, posteriormente se presenta un descenso asociado a una pérdida de poder calorífico. De acuerdo con lo anterior se evidencia que hay un alto contenido de constituyentes químicos como

los C, H, O, N, S. Por lo tanto es probable que exista un alto contenido de cadenas de azúcares dentro de la biomasa, lo que permite pensar en su uso para los bioproductos.

Elaboración de papel Después de elaborar las diferentes probetas, estas fueron sometidas a pruebas de resistencia mecánica. Los resultados se presentan en la Tabla 4, junto con los de la hoja de impresión de papel reciclado (Figura 4). Se observa que la carga máxima que resiste el papel obtenido de la cáscara de banano es aproximadamente tres veces menos que la que resiste el papel reciclado, la tensión

Tabla 4. Resistencia mecánica de la Hoja-banano vs Hoja-reciclable Hoja-Banano

Hoja-reciclable

Probeta

Carga. Max (KN)

Tens. Max (MPa)

Desp. Max (mm)

Defor. Max (mm/mm)

Carga. Max (KN)

Tens. Max (MPa)

Desp. Max (mm)

Defor. Max (mm/mm)

0,0123

1,552

0,666

0,0047

0,0427

31,56

2,333

0,0164

0,0101

1,089

6,083

0,0428

0,0450

33,24

2,292

0,0161

0,0209

2,327

1,125

0,0079

0,0468

34,59

2,542

0,0179

0,0175

1,835

0,999

0,0070

0,0458

33,85

2,625

0,0185

0,0305

3,206

2,750

0,0194

0,0491

36,24

2,500

0,0176

Tensión vs Deformación

Figura 4. Gráficas de tensión-deformación para las diferentes probetas

J. López, J. Cuarán, L. Arenas, L. Flórez: Usos potenciales de la cáscara de banano: elaboración de un bioplástico

máxima es de 10 a 30 veces menos y las fuerzas de deformación son igualmente, 2 a 3 veces menores. También se muestra cómo los resultados de las pruebas son más homogéneos en las de papel reciclado, que en las de papel de cáscaras de banano, debido a la difícil distribución y alineación de las fibras en este último caso. Cabe mencionar que la hoja de impresión reciclable se fabricó según la Norma Tappi T 205 (Forming handsheets for physical test of pulp) y adicionalmente, para determinar las propiedades de este papel, se tuvo en cuenta normas como la Tappi T 220 om-88 (Physical testing of pulp handsheets ), Tappi T 494 om-96 (Tensile properties of paper and paperboard – using constan rate of elongation apparatus),Tappi 410 om-93 (Grammage of paper and paperboard – weight per unit area), entre otras. Por lo tanto, se puede concluir que las fibras de la cáscara de banano no son aptas para fabricar papel en las condiciones en que fue elaborado en esta investigación. Esto se puede deber también a que el material tiene un bajo contenido de holocelulosa (46.05%) y un alto contenido de lignina (García, 2006). Por el contrario, el papel está compuesto en su mayor parte por celulosa y en su fabricación, es fundamental liberarla del denominado complejo hemicelulosa – lignina, que forma la matriz en la que se insertan las microfibrillas elementales de este componente (Núñez, 2008) y tener un bajo contenido de ceniza, como sí lo tiene la cáscara de banano. Esto se puede corroborar con los datos reportados por (García, 2006), quien realiza el análisis del porcentaje de holocelulosa, lignina klason y cenizas a diferentes fibras como lino, cáñamo, kenaf, yute, sisal y abaca, en los cuales el porcentaje de holocelulosa se encuentra en el rango entre 81.6% y 92%, la lignina klason entre 2.9% y el 13.3% y el contenido de cenizas entre el 0.2% y el 2%, siendo el más importante y el que define si es buena materia prima para la producción de papel, el contenido de holocelulosa. Con base en estos resultados reportados por (García, 2006), se observa que la cáscara de banano presenta un valor muy bajo de holocelulosa (46.05%) resultando como materia prima inadecuada para la elaboración de papel.

Elaboración de bioplástico Los bioplásticos son una alternativa emergente que surge a raíz de la gran problemática ambiental que ocasionan los plásticos derivados del petróleo,

ya que estos son altamente contaminantes por degradarse en un largo periodo, ocupan volúmenes considerables en las estaciones de reciclaje y se generan de manera alarmante debido a la cultura consumista de productos cada vez más desechables (Donoso et al., 2009). En la actualidad, los diferentes profesionales del área de la química, las ciencias naturales y el medio ambiente han empleado todos sus esfuerzos en desarrollar técnicas para la elaboración de bioplásticos, estas técnicas se pueden agrupar en tres grandes núcleos: los bioplásticos, procedentes de los recursos renovables, los sintetizados por vía biotecnológica y los polímeros biodegradables sintéticos (Remar, 2011). De acuerdo con esta clasificación, el bioplástico generado en el proyecto hace parte de los procedentes de los recursos renovables, ya que se empleó la cáscara de banano como fuente de almidón y posteriormente se desarrolló el proceso químico de polimerización. El almidón es un polisacárido abundante y biodegradable presente en las plantas, el más utilizado es el proveniente del maíz. Los bioplásticos obtenidos a través de esta fuente son catalogados como material termoplástico, lo que le da un valor agregado al producto final (Remar, 2011). Según se mencionó anteriormente, el principal requisito para la elaboración de bioplástico a partir del almidón es que la biomasa presente un alto contenido de éste. Como se reportó en la caracterización morfológica y química, se estima que la cáscara de banano tiene aproximadamente un 11.3% de almidón, muy similar al encontrado por (Bilgin, 2014) a través de un análisis proximal que se realizó a este compuesto y que se presenta en la Tabla 5. Tabla 5. Composición proximal de la cáscara de banano Elementos de contenido

g/100g de materia seca

Proteína

8,6 ± 0,1

Grasa

13,1 ± 0,2

Almidón

12,78 ± 0,9

Ceniza

15,25 ± 0,1

Fibra dietética total

50,25 ± 0,2

Fuente: Bilgin, 2014

El almidón, junto con la celulosa, son importantes materias primas utilizadas en la industria de ela-

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 7 - 21

boración de bioplásticos. El almidón se compone de dos tipos diferentes de cadenas de polímeros constituidos por moléculas de glucosa asociadas: la amilasa y la amilopectina. En la elaboración del bioplástico desarrollado en este proyecto, el ácido clorhídrico se emplea para la hidrólisis de la amilopectina necesaria para formar la unión entre éste y las cadenas de glucosa. A partir de los ensayos realizados por (Bilgin, 2014), se logró demostrar que si se emplea una cantidad menor a 25 ml de pasta de cáscara de banano, el bioplástico resultante es muy frágil y de resistencia débil. Igualmente se adicionó el bisulfito para incrementar la vida media del bioplástico por encima de los tres días, pero en esta investigación se encontró que este compuesto juega otro papel importante en la elaboración del biocompuesto. Las pruebas dieron negativas (E1, E2, Figura 5) en las que no se agregó este compuesto, lo mismo que en el bioplástico que se sometió a calentamiento en el horno a 45 °C (E4, Figura 5), contrario a la investigación desarrollada por (Bilgin, 2014). El biocompuesto correspondiente al ensayo número 3 fue el único que presentó las características de

un bioplástico, con una duración superior a los 15 días. Desafortunadamente se percibió que el bioplástico obtenido presentó unas partículas pequeñas, propias de la cáscara y que no le daban un aspecto homogéneo al producto (como se observa en la Figura 6) por lo que es importante continuar ensayando técnicas que permitan un mejor acabado del producto. Por la anterior razón, las pruebas de resistencia mecánica generadas al bioplástico no fueron muy satisfactorias, obteniendo esfuerzos de 0.5994 MPa cuando para un polietileno de baja densidad PEBD este esfuerzo en una prueba mecánica en promedio es de 5.44 MPa (Hernández, 2009). Cabe resaltar que durante la prueba mecánica del bioplástico se observó que el rompimiento se generaba en los segmentos en donde se localizaban fragmentos grandes de la cáscara de banano, mostrando que la no homogenización de la biomasa jugó papel clave en esta prueba. En la Tabla 6 y la Figura 7, se muestran los resultados de la prueba de resistencia mecánica realizados para el bioplástico.

E1: La cáscara de banano adecuada5, pulverizada y sin bisulfito.E2: cáscara de banano sin adecuaciones, pulverizada y sin bisulfito E3: cáscara de banano sin pulverizar y con bisulfito. E4: cáscara de banano, pulverizada, con bisulfito y posterior calentamiento en horno a 45 °C.

Figura 5. Variación de la metodología para la elaboración de bioplástico

5 El término adecuada hace referencia a las cáscaras de banano que se lavaron con agua caliente por cinco minutos y se secaron a 45°C por una semana, hasta obtener un peso constante.

J. López, J. Cuarán, L. Arenas, L. Flórez: Usos potenciales de la cáscara de banano: elaboración de un bioplástico

Figura 6. Bioplástico a partir de cáscaras de banano

Tabla 6. Resultados de la prueba de resistencia mecánica Probeta

Carga Max. (KN)

Tens. Max. (MPa)

Tens. Flu. S. (MPa)

Desp. Max (mm)

Defor. Max. (mm/ mm)

Modulo (MPa)

0,0033

0,4248

6,498

0,0846

9,103

0,0037

0,5994

6,786

0,0883

8,216

0,0031

0,3630

0,0529

6,589

0,0858

12,170

0,0030

0,4287

5,267

0,0686

10,110

Figura 7. Gráfica de tensión vs deformación para el biopolímero

Conclusiones • La cáscara de banano tuvo un contenido de 23.03% de hemicelulosa, 23.02% de celulosa, 29.87% de lignina, 11% de solubles, 12.3% de almidón y 0.78% de cenizas. Algunos de estos compuestos dieron positivo a las tinciones hechas durante el estudio morfológico, como la celulosa y el almidón. El estudio térmico indicó que la biomasa se volatiliza en un rango de temperatura entre 200 - 400°C y que la

lignina residual es la más recalcitrante a la descomposición. • Su aplicación en la fabricación del papel generó un producto poco homogéneo y de bajos esfuerzos mecánicos, principalmente por tener un escaso contenido de holocelulosa y un alto contenido de lignina. En este caso, se recomienda un estudio para observar la viabilidad de usarla en la fabricación de pellets.

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• Se desarrolló la metodología para fabricar el bioplástico a partir de todo el material contenido en las cáscaras del banano, sin necesidad de aislar el almidón, como se hace en muchas investigaciones. Pero esto afectó la calidad del biomaterial, por lo que se hace necesario continuar con las investigaciones para mejorar la homogeneidad del producto, que tuvo una vida media superior a los quince días.

Agradecimientos Se agradece al encargado de Laboratorio de Bioprocesos, Javier Jurado, toda su orientación y acompañamiento en la realización de la investigación y a la Universidad Autónoma de Occidente por los recursos aportados en este estudio.

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Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014,

Caracterización fisicoquímica del suero dulce obtenido de la producción de queso casero en el municipio de Pasto. Chemical and physical characterization of sweet serum obtained from homemade cheese in the city of Pasto Recibido: 12-08-2014 Aceptado: 28-11-2014 Clemencia Alava Viteri1, Margarita Gómez de Illera,2 Jorge Aníbal Maya Pantoja3

Resumen La industria láctea en el municipio de Pasto se cataloga como polo de desarrollo local, con posibilidades de consolidarse en uno de los ejes estratégicos dentro del marco de Nariño productivo y competitivo. La producción de un tipo de queso fresco, denominado casero, que trae consigo la producción de suero; puede considerarse como un problema ambiental debido a la descarga de este producto al medio ambiente. El suero obtenido de la fabricación de queso fresco es factible de utilizarse en la elaboración de nuevos productos y la caracterización fisicoquímica del suero que se produce en el municipio de Pasto, procedente del queso casero, contribuye a plantear opciones de industrialización del mismo y evitar que sea desechado de manera inadecuada. Los parámetros que se determinaron fueron acidez, pH, grasa, densidad, lactosa, proteína y sólidos totales. Para ello se tomaron tres plantas dedicadas al procesamiento de queso fresco tipo casero, ubicadas en el municipio de Pasto. Los resultados promedios de las muestras analizadas arrojaron que el suero es dulce, con un pH promedio de 6.52, valores de acidez en promedio de 0.08% de ácido láctico; destacándose los contenidos de proteína con 1.2% y grasa con 0.42% en promedio. En cuanto a la lactosa, se encontró por debajo de lo establecido en la resolución 02310 de 1986 del Ministerio de Salud de Colombia, en lo que tiene que ver con los componentes fisicoquímicos de suero líquido. Palabras clave: pH, queso, acidez, densidad, grasa del suero dulce

1 Colombiana. Magíster en Gerencia de Programas Sanitarios e Inocuidad de Alimentos, Ingeniera de Alimentos, Docente Tiempo Completo de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD, programa de Ingeniería de Alimentos, integrante grupo de investigación Biotics. 2 Colombiana. Magíster en Educación Online, Ingeniera de Alimentos. Docente Tiempo Completo de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD del programa de Ingeniería de Alimentos. Integrante del grupo de investigación Biotics. 3 Colombiano. Especialista en Pedagogía para el Desarrollo del Aprendizaje Autónomo, Zootecnista, Docente Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD, Líder del grupo de investigación DR Desarrollo Rural.

C. Alava, M. Gómez, J. Maya: Caracterización fisicoquímica del suero dulce obtenido de la producción de queso casero en el municipio de Pasto.

Abstract The dairy industry in the city of Pasto is catalogued as local development beacon with possibilities to consolidate itself as one of the strategic axes within the frame of productive and competitive Nariño. The production of a type of fresh cheese denominated as “Casero” (homemade) brings along a byproduct known as whey or serum. It can be considered an environmental issue since it’s being disposed of, in an incorrect manner. The whey obtained from the fabrication of homemade cheese can be used and is feasible for the elaboration of new products. The chemical and physical characterization of the byproduct generated in Pasto, contributes to the analysis and creation of a plan to industrialize and develop its production, to avoid the further mishandling of this commodity. The parameters determined were: acidity, pH, fat content, density, lactose, protein and total solids content. To record this data, 3 different processing plants were selected and samples collected, all located in the Pasto area. The average results from the analyzed samples show that the serum is sweet with a 6.52 pH average value. The acidity levels were in average, 0.08% of lactic acid; highlighting the protein content (1.2%) and fat content (0.42%). As lactose content, its value was below the parameter established by resolution 02310 of 1986, issued by the Colombian Ministry of Health, regarding the physiochemical content of liquid whey. Keywords: pH, Cheese, Acidity, Density, Sweet Serum Fat.

Introducción En la elaboración de quesos se producen dos tipos de suero; dulce y ácido. El primero se obtiene de la coagulación enzimática de la leche y el segundo se produce por acidificación de ácidos orgánicos o inorgánicos que se utilizan en el proceso de elaboración de queso fresco. En el municipio de Pasto, se tiene una producción significativa de suero procedente de la elaboración de queso fresco tipo casero, el cual puede ser utilizado como materia prima para la obtención de productos para consumo humano y animal, lo que permitiría optimizar el suero y disminuir la contaminación ambiental que este puede ocasionar por un manejo inadecuado. Con el fin de determinar el uso que se le pueda dar a este subproducto es importante conocer las características fisicoquímicas del suero. En esta investigación se determinaron los siguientes parámetros: acidez, pH, densidad, grasa, lactosa, proteína y sólidos totales.

En este artículo se presentan los resultados que se obtuvieron en la caracterización del suero producido en la elaboración de queso fresco tipo casero en el municipio de Pasto con el fin de establecer el uso industrial que puede tener en el futuro.

Metodología Se analizaron los parámetros fisicoquímicos del suero obtenido en el municipio de Pasto; teniendo en cuenta el volumen de suero logrado y la disposición que se le está dando a este producto. Para ello se tomaron tres empresas, ubicadas en el municipio de Pasto dedicadas a la producción de queso casero y en donde el proceso de elaboración de quesos incluye la pasterización de la leche lo que hace poco probable la presencia de microorganismos patógenos en el suero. Las muestras fueron tomadas por triplicado en tres días de producción diferentes en el lapso de 30 días; en el día 1, a los 15 días y en el día 30 del mes; con el fin de tener representatividad en los datos

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 22 - 32

durante la producción de queso en las factorías. Se tomaron muestras del primer desuere antes del salado de la cuajada y se enviaron al laboratorio para su análisis. Las variables que se tuvieron en cuenta fueron acidez, pH, materia grasa, densidad, lactosa y proteína. Al respecto, las muestras fueron remitidas al laboratorio certificado en donde se utilizaron los siguientes protocolos para efectuar los análisis fisicoquímicos: la determinación de pH se realizó mediante el potenciómetro, como lo indica el proceso (Miranda et al., 2009). El contenido de materia grasa expresada en (g/100g) fue determinada por medio de hidrólisis ácida en el protocolo de Gerber como lo establece (Reyes, 2002). El contenido de lactosa se determina mediante el método de Munson y Walker (AOAC, 1975) y el de proteína a través del método Kjeldahl. Para el análisis de la información se utilizó la estadística descriptiva de tendencia central como la media y la desviación típica. Para estimar la variación de los promedios de las variables acidez, pH, materia grasa, densidad, proteína y contenido de lactosa se empleó el cálculo de la desviación de la media por la t de estudent. El análisis estadístico se cumplió con el programa SPSS, para comparar las medias entre dos o más grupos independientes y para validar los resultados de la prueba t student se utilizó la prueba de Levene.

Resultados y discusión pH en el suero dulce de quesería La variable pH se encuentra dentro de los valores de 6.45 y 6.60; siendo, 6.52 el valor promedio del pH; en cuanto al pH, se tiene que no está contemplado

en las especificaciones del Ministerio de Salud de Colombia, sin embargo (Amiott, 1991), clasifica al suero como suero dulce cuando presenta un pH próximo a 6.2. (Spreer et al., 1991), también afirman que valores de pH en suero mayores a 6.0 son característicos de sueros dulces obtenidos por coagulación enzimática de la leche. Al respecto, los valores de pH logrados en las muestras de suero analizadas son cercanos a los de la leche fresca (6.60) lo que obedece seguramente a que dicho suero proviene de un queso fresco elaborado con leche pasterizada, sin adición de cultivos lácticos. La leche, una vez pasterizada es coagulada enzimáticamente, lo que prevé que la precipitación de las proteínas se produce por hidrólisis específica de la caseína. Así también, el primer suero que corresponde al analizado no estuvo expuesto a manipulación directa por parte del operario, lo que hace que la carga microbiana sea baja y evita la acidificación del lacto suero. Sin embargo, lo anterior debe confirmarse con reportes microbiológicos que revelen la calidad higiénica del mismo. En la Figura 1 se muestran los valores de pH encontrados. Según el estudio realizado a la variable pH aplicando la prueba de t student y corroborando su normalidad por medio del test de Levene, se obtuvo que no hubo diferencias significativas, dado que el p valor obtenido (0.663) es mayor que el nivel de significancia (0.05). Para el análisis estadístico se utilizó la herramienta SPSS y no se desestimó ningún valor para los promedios obtenidos, como se indica en la Tabla 1. Se acepta la hipótesis nula para la variable de pH.

Figura 1. Valores de pH en las muestras de suero dulce de quesería analizadas en la ciudad de Pasto. Fuente: Autores

C. Alava, M. Gómez, J. Maya: Caracterización fisicoquímica del suero dulce obtenido de la producción de queso casero en el municipio de Pasto.

Tabla 1. Prueba de muestras independientes para el pH Empresa

Media

Desviación típ.

Valor Muestra 3

6.5122

.02774

Muestra 1

6.5900

.02598

Muestra 2

6.3689

.21086

Prueba de Levene para la igualdad de varianzas F=0.197

P= 0.663

Fuente: Autores

Acidez en el suero dulce de quesería En lo que tiene que ver con la acidez se obtuvo en promedio un valor de 0.08% reportado como porcentaje de ácido láctico. En ese sentido, los valores de acidez estuvieron entre 0.08% y 0.09%. Al respecto, el Ministerio de Salud en Colombia toma como referente lo que tiene que ver con las especificaciones del suero líquido; reporta como niveles máximos de acidez expresada como % de ácido láctico de 0.4%. Se tiene que la acidez del suero depende del grado de acidificación que se haya dado durante el proceso de elaboración y varía según el tipo de queso que se procese. Aquellos tipos de queso que utilizan cultivos lácticos en su elaboración pueden presentar valores altos de acidez. Al respecto (Revilla, 1996) manifiesta que la acidez de los productos lácteos es debida a la fermentación de la lactosa a ácido láctico, en la que intervienen bacterias acidificadoras; situación confirmada también por (Pulgar, 1988) quien sostiene que la acidez real

o adquirida es la debida al ácido láctico que se produce por la acción bacterial. Los resultados de la investigación, en lo que tiene que ver con la baja acidez del suero pudieron darse porque se utilizó leche pasterizada para la elaboración de queso, lo que haría suponer que el recuento microbiológico se vea disminuido. Así también, porque el tipo de queso elaborado no tuvo la adición de cultivos lácticos que pudieran transformar la lactosa en ácido láctico. En la Figura 2 se observa el comportamiento de la acidez en el lacto suero analizado. De acuerdo con el estudio realizado a la variable acidez con aplicación de la prueba de t student y corroborando su normalidad por medio del test de Levene, se obtuvieron los siguientes resultados en cuanto a la varianza; siendo diferente para un suero proveniente de una de las plantas tomadas como referente para este estudio.

Figura 2. Valores de acidez en las muestras de suero dulce de quesería analizadas en la ciudad de Pasto. Fuente: Autores

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 22 - 32

La Tabla 2, el p valor del test de Levene confirma que para dos de las plantas, la prueba de t student no presenta diferencias significativas dado que el p valor obtenido (0.414) es mayor que el nivel de significancia (0.05). Por tanto se acepta la hipótesis nula para el análisis de la variable acidez.

trabajo mecánico antes y después de la coagulación del líquido; encontrándose que altos contenidos de grasa y caseína en el suero traen consigo disminución en el rendimiento quesero. El autor manifiesta que un kilo de grasa que se encuentre en el suero ocasiona una pérdida de tres kilos de queso.

Materia grasa en el suero dulce de quesería

En cuanto al trabajo mecánico de las plantas muestreadas, se tiene que una de ellas procesa el queso en tanques provistos de agitadores mecánicos y el transporte de leche desde el pasterizador hasta la tina quesera se hace a través de tubería. En ese sentido, los contenidos de materia grasa en suero para la planta que trabaja la agitación mecánica de la cuajada dieron valores más altos de contenido graso, situándose en 0.6% en promedio debido a que la agitación constante en la tina quesera ocasionó que parte de la grasa de la masa de cuajada fuera transportada por el suero.

Los contenidos de grasa en el suero fluctuaron desde 0.25 % hasta 0.6 %, con un promedio de 0.42% como se observa en la Figura 3. Al respecto, los resultados se encuentran dentro de los parámetros reportados por (Spreer et al., 1991), para suero dulce de quesería que van desde 0.1 – 0.5%. En ese sentido (Amiott, 1995) menciona que el suero es especialmente rico en materia grasa, proteína, lactosa y sales minerales; también, en riboflavina y ácido pantoténico. Autores como (Webber, 1990), reportan que el contenido de grasa en el suero varía en función de la calidad composicional de la leche y el tipo de

Según el estudio realizado a la variable materia grasa con aplicación de la prueba de t student y corroborando su normalidad por medio del test de Levene, se determinó que no existe diferencia

Tabla 2. Prueba de muestras independientes para acidez Prueba de Levene para la igualdad de varianzas Valor

Se han asumido varianzas iguales

Sig

0.703

0.414

No se han asumido varianzas iguales Fuente: Autores

Figura 3. Contenido de materia grasa en las muestras de suero dulce de quesería analizadas en la ciudad de Pasto. Fuente: Autores

C. Alava, M. Gómez, J. Maya: Caracterización fisicoquímica del suero dulce obtenido de la producción de queso casero en el municipio de Pasto.

significativa de la variable materia grasa, dado que el p valor logrado (0.077) es mayor que el nivel de significancia (0.05), como indica la Tabla 3. Para el análisis estadístico, fue tomada la herramienta SPSS y no se desestimó ningún valor para los promedios obtenidos.

Proteína en el suero dulce de quesería En esta investigación se encontró que el contenido de proteína está entre 0.85% hasta 1.25%; siendo el valor más alto de 1.2% y el más bajo de 0.85% proveniente de dos de las plantas tomadas como referencia para el análisis. La proteína en el suero constituye uno de los elementos más representativos del suero, junto con las sales minerales; así también es uno de los elementos con mayor potencialidad para su obtención y posterior uso industrial. De acuerdo con el Ministerio de Salud de Colombia, los contenidos de proteína en suero líquido pueden estar en valores del 0.7% mínimo, aunque autores como (Amiott et al., 1995) reportan contenidos en promedio de proteína del

0.3% Spreer et al. (1991), y valores máximos hasta del 0.8%, especialmente en lo que tiene que ver con las proteínas albúmina y globulina y productos del desdoblamiento de la caseína. Investigaciones como la de (Guerrero et al., 2010), relacionadas con la caracterización fisicoquímica de sueros provenientes de quesos frescos típicos mexicanos, reportan contenidos en promedio de 0.266%. (Hernández, 2012), también en México, encontró en promedio contenidos de proteína en suero de 0.83% y valores de 1.26% para suero obtenido de quesos tipo Oaxaca y panela en México. De otra parte, (Pederson y Harol, 1980), sostienen que el suero más utilizado para la obtención de proteínas es el suero dulce que procede de la coagulación enzimática de la leche. En esta investigación se encontró que el contenido de proteína está por encima de lo reportado por el Ministerio de Salud y dentro de lo consultado por los autores. Lo anterior puede darse por el arrastre de finos provenientes de la cuajada en el suero. En la Figura 4 se observan los valores de proteína.

Tabla 3. Prueba T para la igualdad de medias para materia grasa

Valor Se han asumido varianzas iguales No se han asumido varianzas iguales

Diferencia de medias

40.231

.000

.30889

40.231

9.451

.000

.30889

Fuente: Autores

Figura 4. Contenido de proteína en las muestras de suero dulce de quesería analizadas en la ciudad de Pasto. Fuente: Los autores

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 22 - 32

Según el estudio realizado a la variable proteína aplicando la prueba de t student y corroborando su normalidad por medio del test de Levene, no se obtuvieron diferencias significativas, dado que el p valor obtenido (0.97) es mayor que el nivel de significancia (0.05), para la variable proteína.

El análisis estadístico realizado con la herramienta SPSS no desestimó ningún valor para los promedios obtenidos. Por tanto, se acepta la hipótesis nula para el análisis de la variable proteína, como se observa en la Tabla 4.

Tabla 4. Prueba T para igualdad de medias en proteínas Prueba T para la igualdad de medias

Valor Se han asumido varianzas iguales No se han asumido varianzas iguales

Sig. (bilateral)

Diferencia de medias

28.864

.000

.30000

28.864

16.000

.000

.30000

Fuente: Autores

Lactosa en el suero dulce de quesería Los contenidos de lactosa del Ministerio de Salud de Colombia reportan como parámetro valores mínimos de 4.5%. En cuanto a los contenidos de lactosa se tiene que solo una de las plantas se encuentra dentro de las especificaciones de la resolución, con un contenido de 5.2% en promedio; en cambio en las dos plantas restantes los niveles de lactosa se hallan por debajo de los parámetros de la resolución. Autores como (Spreer et al., 1991) sostienen que la concentración de lactosa en suero destinado para uso industrial es de mínimo 4% de lactosa. Así también, en otra investigación realizada en cuanto a caracterización de suero obtenido del procesamiento de queso, se encontró que el contenido de lactosa en suero dulce fluctuó desde 3.89% hasta 6.81% con un promedio de 4.648% dependiendo del tipo de queso; en donde, para quesos con coagulación ácida los contenidos de lactosa fueron menores y para coagulación enzimática mayores. (Guerrero et al., 2010). En lo que tiene que ver con la composición del suero, los lactosueros difieren en su composición, según la leche usada en la quesería, contenido de humedad del queso y de manera muy significativa del pH al que el lacto suero se separa de la cuajada. Razones a las cuales podría obedecer la variación del contenido de lactosa en las muestras de suero analizadas. Se tiene también que valores menores en el contenido de lactosa se relacionan con la

capacidad de transformarse en ácido láctico, a medida que avanza el tiempo de recolección del suero y por ello, es necesario que se trate adecuada y prontamente en lo que tiene que ver con enfriamiento y eliminación de partículas de queso para evitar la transformación de la lactosa en ácido láctico. En ese sentido, la acidez de los sueros analizados se encuentra dentro de los valores aceptables para un suero dulce, aunque (Spreer et al., 1991), manifiestan que en sueros dulces deben encontrarse vestigios de ácido láctico. En este estudio, se observó que la acidez fue inversamente proporcional al contenido de lactosa; siendo dicho contenido de lactosa menor en las muestras en donde el nivel de ácido láctico fue mayor. Esto podría estar asociado a fermentación por microorganismos de la lactosa o ácido láctico. Los contenidos de lactosa pueden observarse en la Figura 5. De acuerdo con el estudio realizado a la variable lactosa con la aplicación de la prueba de t student y corroborando su normalidad por medio del test de Levene se determinó que no existió diferencia significativa para la variable lactosa, dado que el p valor obtenido (0.097) es mayor que el nivel de significancia (0.05). Según el análisis estadístico utilizando SPSS no se desestimó ningún valor para los promedios obtenidos, por lo tanto como lo indica la Tabla 5, se acepta la hipótesis nula para la variable lactosa.

C. Alava, M. Gómez, J. Maya: Caracterización fisicoquímica del suero dulce obtenido de la producción de queso casero en el municipio de Pasto.

Figura 5. Contenido de lactosa en las muestras de suero dulce de quesería analizadas en la ciudad de Pasto. Fuente: Autores

Tabla 5. Prueba T para igualdad de medias en lactosa Error típo de la diferencia Valor Se han asumido varianzas iguales No se han asumido varianzas iguales

95% Intervalo de confianza para la diferencia Inferior

Superior

.01145

.31461

.36317

.01145

.31455

.36323

Fuente: Autores

Densidad en el suero dulce de quesería En esta investigación la densidad presenta valores entre 1.025g/cc y 1.027g/cc en donde no hubo variación significativa en los valores de densidad. Lo anterior puede evidenciarse en la Figura 6.

Las fuentes de información consultadas reportan, en la mayoría de los casos, valores de densidad para el suero dulce entre 1.024g/cc y 1.027g/ cc. Así lo sostienen investigaciones sobre el tema desarrolladas por (Miranda et al., 2009),

Figura 6. Valores de densidad en las muestras de suero dulce de quesería analizadas en la ciudad de Pasto. Fuente: Autores

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Sólidos totales en el suero dulce de quesería

en donde el suero dulce analizado tuvo una densidad de 1.025g/cc; también (Álvarez, 2013), en la caracterización de diferentes tipos de suero dulce determinó que los valores de la densidad se encuentran entre 1.025g/cc y 1.027g/cc. La densidad se relaciona con los finos que puedan pasar de la masa de cuajada al suero al momento del desuere lo que puede darse por el trabajo mecánico fuerte que se le dé a la cuajada durante la agitación en la tina quesera, o a temperaturas bajas de coagulación de la leche por debajo de 32oC. (Veisseyre et al., 1980).

En este estudio, se tiene que el contenido de sólidos totales está entre 6.0 y 7.3% con un promedio de 6.5%. Así también, se observa que el contenido más alto de sólidos totales fue para una de las plantas con un 7.3% en promedio, en coincidencia con los contenidos de lactosa y proteína que también fueron los más altos tal como se observa en la Figura 7. En ese sentido se tiene que el contenido de sólidos totales puede variar dependiendo del contenido de proteína, lactosa, sales minerales que tenga el suero analizado y puede estar sujeto también, al tipo de proceso utilizado en la elaboración del queso; en donde la materia seca del suero consigue quedarse en la masa de cuajada obtenida. (Miranda et al., 2009).

Según el estudio realizado a la variable densidad aplicando la prueba de t student y corroborando su normalidad por medio del test de Levene no hubo diferencia significativa, dado que el p valor obtenido (0.597) es mayor que el nivel de significancia (0.05). Por tanto se acepta la hipótesis nula para la variable de densidad. Para el análisis estadístico, con la herramienta SPSS y no se desestimó ningún valor para los promedios de densidad.

Al comparar los resultados de lactosa obtenidos con lo establecido por el Ministerio de Salud de Colombia, 1986, se tiene que los niveles de sólidos totales se hallan dentro de las especificaciones de la legislación colombiana.

Teniendo en cuenta la Tabla 6, se acepta la hipótesis nula para el análisis de la variable densidad.

Tabla 6. Prueba T para igualdad de medias en densidad

Valor Se han asumido varianzas iguales No se han asumido varianzas iguales

Sig. (bilateral)

Diferencia de medias

21.200

.000

.00118

21.200

14.837

.000

.00118

Fuente: Autores

Figura 7. Contenido de sólidos totales en las muestras de suero dulce de quesería analizadas en la ciudad de Pasto. Fuente: Autores

C. Alava, M. Gómez, J. Maya: Caracterización fisicoquímica del suero dulce obtenido de la producción de queso casero en el municipio de Pasto.

Autores como (Spreer et al., 1991) sostienen que en promedio el contenido de sólidos totales para el lacto suero se encuentra en entre 5 y 7%; mientras que (Guerrero et al., 2010), encontraron valores entre 6.05 y 9.21% con un promedio de 6.788% y para (Hernández et al., 2012) las muestras de suero dulce analizadas alcanzaron un promedio de 7.17% siendo el valor más alto hallado en las fuentes de información consultadas. De acuerdo con estudio realizado a la variable sólidos totales en aplicación de la prueba de t student y ratificando su normalidad por medio del test de Levene se obtuvo que no hubo diferencias significativas de 0.05 (5%) y una confiabilidad del 95%, como se puede observar en el valor de p. Igualmente para el análisis estadístico se utilizó la herramienta SPSS y no se desestimó ningún

valor para los promedios obtenidos de sólidos totales. Por tanto, se acepta la hipótesis nula para la variable de sólidos totales, como lo indica la Tabla 7. El tratamiento estadístico realizado confirma, en lo que tiene que ver con los resultados de los parámetros fisicoquímicos analizados en los sueros, que se aprobó la hipótesis nula por cuanto no se observaron diferencias significativas en los valores de proteína, lactosa, grasa, densidad y sólidos totales; así como también pH. Ello es indicativo de que en las tres plantas existen similitudes en el proceso de elaboración del queso casero, utilizando como materia prima leche producida en la región. Lo anterior es importante porque asegura que la calidad del suero eliminado es homogénea y esto garantiza que la materia prima a utilizar se mantiene constante en el tiempo.

Tabla 7. Prueba T para igualdad de medias para sólidos totales Prueba T para la igualdad de medias

Valor Se han asumido varianzas iguales No se han asumido varianzas iguales

Sig. (bilateral)

Diferencia de medias

105.835

.000

1.10000

105.835

16.000

.000

1.10000

Fuente: Autores

Conclusiones • Los análisis fisicoquímicos realizados al suero permitieron clasificar al suero analizado como suero dulce, por cuanto los valores de acidez, pH, grasa y proteína se encontraron dentro de los parámetros establecidos para este tipo de suero. En tanto que los valores de lactosa se hallaron por fuera de lo que establece el Ministerio de Salud de Colombia. • Los resultados obtenidos, en cuanto a las variables fisicoquímicas de los sueros analizados, muestran que la proteína es el principal componente, seguida de la materia grasa y de la lactosa. • Los contenidos de sólidos totales de las muestras de suero analizadas se encontraron dentro de los parámetros establecidos por el Ministerio

de Salud en Colombia. Podría considerarse que el suero dulce de quesería sería destinado a diferentes procesos de industrialización para la obtención de productos que se convertirían en materias primas en la elaboración de alimentos para consumo humano y animal. • La baja acidez de las muestras de suero analizadas podría deberse a que la leche destinada para la fabricación de queso fue pasterizada y a que no se utilizaron cultivos lácticos. Lo anterior, favorece el aprovechamiento de este para consumo animal y para su industrialización. • Las características fisicoquímicas del suero analizado como lactosa, proteína y grasa constituyen valiosas materias primas que pueden ser aprovechadas si son sometidas oportunamente a procesos industriales para la

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 22 - 32

obtención de productos destinados al consumo animal y como materia prima en la elaboración de productos para consumo humano como alimento rico en fuente de proteína; además , la similitud en los resultados de laboratorio para los sueros provenientes de distintas plantas puede contribuir al diseño de un proceso de aprovechamiento común para la región, debido a que los resultados obtenidos muestran que no existen diferencias significativas en lo que tiene que ver con la composición fisicoquímica del suero

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Efectos fisiológicos de badea (Passiflora quadrangularis) y yuca (Manihot esculenta) utilizando recubrimientos a base de cera y parafina bajo conservación en frío. Physiological effects of badea (Passiflora quadrangularis) and cassava (Manihot esculenta) using paraffin and wax coatings under cold storage. Recibido: 30-07-2014 Aceptado: 30-11-2014 Juan Manuel Sánchez Soto,1 Licelander Hennessey Ramos,2 Eyleen Jenniffer Torres Mendoza,3

Resumen Los mercados hortofrutícolas ante los retos de la conservación de alimentos dejan al descubierto la necesidad de identificar y evaluar los tratamientos de conservación adecuados para productos en fresco, para disminuir al máximo las pérdidas poscosecha y prolongar su vida en anaquel. El objetivo de este estudio es valorar el comportamiento de los recubrimientos de la badea (Passiflora quadrangularis) con cera y la yuca (Manihot esculenta) empleando parafina grado alimenticio, determinando los cambios fisiológicos que pueden alterar la calidad en condiciones controladas de almacenamiento. En Passiflora quadrangularis, después de 12 días de almacenamiento, se encontró una pérdida de peso de 18.63 g en promedio, con el tratamiento de cera comercial (KMnO4) empacada en bolsas PE perforadas, con una pérdida de 1.11 g/100g, un peso de 1307.11 ± 177.00 g, rendimiento del jugo y arilo 15.01 ± 1.86 %, y pulpa 69.29 ± 4.82 %, pH promedio de 3.91 ± 0.12, sólidos solubles de 10.78, acidez de 0.80 ± 0.10 g/100g. En cuanto a la yuca se encontró un peso de 565.40 ± 323.50 g, longitud 23.58 cm ± 6.18, y diámetro 60.53 mm. El tratamiento de parafinado presentó un rendimiento de 76.68% ± 7.55 y una pérdida de humedad del 16.20% ± 1.2. La tasa respiratoria de la yuca sin parafinar al transcurrir los 15 días fue de 100.57 mg CO2/Kg*h y parafinada fue 116.82 mg CO2/Kg*h, a 8°C. Los tratamientos de conservación son efectivos, mantienen la calidad del fruto y controlan la pérdida de peso por transpiración.

1 Colombiano. Magíster en Gerencia de Programas Sanitarios e Inocuidad de Alimentos, Universidad para la Cooperación Internacional “UCI” en San José de Costa Rica, Instructor de Agroindustria Centro Agropecuario Sena Buga, Integrante Grupo de Investigaciones en Ciencias y Tecnologías Agroindustriales, Líder de la Escuela Nacional de Poscosecha de Frutas y Hortalizas, jusanchez@sena.edu.co, ing_juanma@misena.edu.co 2 Colombiano. Estudiante de Maestría de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible de la Universidad de Manizales, Ingeniero Agroindustrial, Instructor de Agroindustria en la Granja, Espinal Sena ,Tolima,licelander@gmail.com 3 Colombiana. Especialización Tecnológica en Gerencia de Proyectos Agropecuarios, Ingeniera Agroindustrial, Instructora de Agroindustria en el Centro Agropecuario Sena de Buga. eyleenje@misena.edu.co

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 33 - 43

Palabras clave: Poscosecha, Passiflora quadrangularis, Manihot esculenta, fisiología, intensidad respiratoria.

Abstract The fruit and vegetable markets create challenges regarding the storage of perishable foods and exhibits the need to identify and evaluate the proper conservation treatments for products on the shelf, reducing to the minimum proportion the losses after harvest and maximizing its shelf life. The objective of this study is to evaluate the behavior of the coatings on Badea (Passiflora Quadrangularis) with wax and Cassava (Manihot Esculenta) using food grade paraffin, determining the physiological changes that can alter the quality of the product under controlled storage conditions. For Badea, Passiflora quadrangularis, after 12 days of storage, an average weight loss of 18.63 gr was registered, with the commercially available coatings (KMnO4), packed in perforated PE bags with: a loss of 1.11 g/100g, a weight of 1307.11 ± 177.00 g, juice yield and aryl: 15.01 ± 1.86 %, y pulpa 69.29 ± 4.82 %, average pH value: 3.91 ± 0.12, soluble solids of 10.78, acidity of 0.80 ± 0.10 g/100g. With Cassava, the registered weight was 565.40 ± 323.50 g, length: 23.58 cm ± 6.18, and diameter of 60.53 mm. The applied treatment was paraffin presenting a 76.68% ± 7.55 yield and a 16.20% ± 1.2 humidity loss. The breathing rate of the Cassava without paraffin treatment, was 100.57 mg CO2 /Kg*h and with paraffin was 116.82 mg CO2 /Kg*h, at 8°C. The conservation treatments are effective, keeping the quality of the products protected, and controlling the loss of weight by transpiration. Keywords: Post-Harvest, Passiflora Quadrangularis, Manihot Esculenta, Physiology, Respiratory Intensity.

Introducción La investigación se desarrolló en el municipio de El Espinal - Tolima, ubicado a 4°10’19’’ LN 74°10’19’’ LO, con una altitud de 323 msnm. y una precipitación de 1227.4 mm que puede variar año a año; con registros superiores e inferiores de 1500 mm de lluvias. La Granja de El Espinal - Tolima, cuenta con 11 hectáreas destinadas a la producción agrícola con frutos como mango, piña, badea, maracuyá, pimentón, ají jalapeño, pepino y tomate cherry. En este estudio se escogieron la Badea (Passiflora Quadrangularis) y la Yuca (Manihot esculenta) por ser alimentos frescos muy sensibles a las condiciones ambientales y por su alta perecebilidad, reacciones que contemplan estudios para fortalecer la vida útil del producto en fresco. Además, de su análisis durante la maduración para la aplicación de tratamientos que permitan prolongar su calidad (Bohórquez, 2002).

En la Escuela Nacional de Poscosecha en la Unidad del Centro Agropecuario La Granja, Regional Tolima del Servicio Nacional de Aprendizaje - Sena, se realizan actividades de valor formativo para los aprendices y para el entorno productivo. La yuca es un tubérculo de la familia Euforbiácea, género Manihot, siendo de la especie Manihot esculenta Grantz; mundialmente conocida. Es un cultivo perenne, con alta producción de raíces tuberosas, como fuente de carbohidratos y follajes para la elaboración de harinas con alto porcentaje de proteínas, (Rosses, 2005). En su producción Colombia ocupa el puesto 22 con 2.264.460 ton. (FAOSTAT, 2010). La mayor parte de la producción se emplea en la obtención de bioetanol, pero el principal problema que presenta la comercialización de las raíces en zonas distantes al lugar de producción es el deterioro poscosecha que sufren a

J. Sánchez, L. Ramos, E. Torres: Efectos fisiológicos de badea (Passiflora quadrangularis) y yuca (Manihot esculenta) utilizando recubrimientos a base de cera y parafina bajo conservación en frío.

las 48 horas de extraídas del suelo. Los síntomas de deterioro de las raíces se manifiestan con cambio de coloración en los tejidos parenquimatosos y los haces xilógenos, adquiriendo éstos una coloración azulada, para luego pasar a marrón, en forma de estrías vasculares (Montaldo et al., 1973). Los estudios sobre yuca parafinada son pocos, a pesar de ser uno de los productos seleccionados por su potencial de producción y mercados en países como Nicaragua, Costa Rica, Panamá, Honduras entre otros, donde han incursionado en este ámbito como parte integral del proceso de incremento y diversificación de las exportaciones del país, (Fonseca, 2005). Hasta la fecha, la yuca parafinada no está sometida a ningún control de cuarentena, siempre y cuando cumplan con las condiciones higiénicas que indica la Directiva 77/93/CEE de la Comisión y posteriores modificaciones para el caso de Nicaragua. La badea (Pasiflora quadrangularis), se comercializa en el mismo sitio donde se cultiva, no es considerada como un producto para la agroindustralización, (Reina, 1996). Por este motivo los agricultores cultivan pequeñas cantidades que solo abastecen el mercado local; su rápida maduración impide su conservación por largo tiempo, objetivo que se pretende con este estudio para buscar alternativas de conservación como producto en fresco. Una vez cosechada la badea se inicia un proceso de deterioro, lo que hace que su vida útil disminuya y llegue al consumidor por un tiempo reducido; hecho por el cual no ha generado diversidad de productos a base del mismo. (Moreno, 2010). Según la tabla de Composición de Alimentos Colombianos (ICBF, 2000), la badea es una fruta rica en vitamina A, niacina, riboflavina y ácido ascórbico, cuyo contenido de carbohidratos está entre el 10% y 15%, teniendo cantidades significativas de fósforo y calcio. (Duque et al., 1998). El cultivo de badea prospera entre altitudes de 0 a 1000 msnm, en las zonas libres de heladas y vientos fuertes; se desarrolla satisfactoriamente a una temperatura entre 20°C y 24°C; humedad relativa del 80%, precipitación entre 1.000 y 1.800 mm/año; distribuidos adecuadamente. El clima apropiado para su producción es cálido húmedo. (Carrión et al., 2002). Su consumo en fresco está limitado a lo local, en sitios de producción, sin embargo, resultados preliminares indican que productos como trozos mínimamente procesados,

y derivados de la pulpa como mermeladas y bocadillos, podrían ser de interés en la industria de alimentos (Castellanos et al., 2008). La evaluación sobre el comportamiento fisiológico que presentan las frutas y hortalizas ante las coberturas o recubrimientos, es la de prolongar su vida en fresco durante su poscosecha. Los tratamientos de encerado y parafinado se usan para conservar la calidad, combinados con la temperatura crítica de almacenamiento, pero no existe una cera específica para esta Passiflora donde conserve las características de calidad. Por otro lado, el parafinado se debe evaluar según la temperatura a que se someta la parafina para obtener un óptimo proceso de cobertura y solidificación.

Materiales y métodos En los cultivos del Centro Agropecuario la Granja de El Espinal – Tolima, se efectuó una toma de muestras utilizando la norma NTC 756 para frutas y hortalizas; se realizó una selección para cada especie, se higienizó y desinfectó con una solución a 150 ppm. (N-aquil dimel bencil amonio); cada producto se secó a 60°C por 5 min con aire por convección; se realizaron las pruebas de laboratorio para el control de la calidad de poscosecha, .

Badea (Passiflora quadrangularis) Material vegetal: Cultivada en el invernadero del centro de El Espinal, a una altitud de 431 msnm; con una precipitación de 1227.4 mm que puede variar por año, con registros inferiores de 1.500 mm de lluvias; temperatura media de 29º C y humedad relativa del 75%. Procedimiento experimental: Los recubrimientos como la cera han mostrado ser una herramienta eficaz en la conservación de diferentes frutos debido a que oxida el etileno. Con esta premisa se utilizó la metodología de superficie de respuesta. A 15 badeas se aplicaron 3 tratamientos (cera al ambiente, cera en bolsa sellada y con bolsa con orificios) más un tratamiento testigo sin cera por el tiempo de cosecha; se midió la pérdida de peso con una balanza electrónica Explorer Pro; 3100 g; los frutos de badea se almacenaron a 18 ºC y 75% de humedad relativa, cubiertos por Cerabrix, (base de KMnO4, concentración de 1000 ppm) y empacados en bolsas de polietileno (PE) calibre 2 por 12 días, a partir de su cosecha.

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 33 - 43

Análisis fisicoquímico: Se analizaron estados de madurez según el diámetro ecuatorial del fruto (mínimo de 10 cm), partiendo de un fruto recién cosechado hasta un fruto sobre el cual transcurrieron 12 días; estos parámetros se evaluaron frente al jugo, la pulpa y la mezcla 50:50 partes de jugo y pulpa; en la medición de los parámetros se empleó un refractómetro portátil Brixco a 20º C; la acidez total se realizó por el método de volumetría (Rojas, 2004) empleando una bureta de émbolo digital Titronic, con NaOH 0.1 N de tipo analítico; el potencial de hidrogenación (pH) se determinó en la unidad de Hanna pH-Meter. (AOAC. 2005) Se determinaron pruebas físicas para obtener los rendimientos en pulpa, jugo y arilo y diámetro ecuatorial. Encerado: Se utilizó cera (Cerabrix -KMnO4) por medio de inmersión, pasada por el túnel de secado a una temperatura de 39°C por 8 minutos, obteniéndose un secado total del fruto, la temperatura interna de la badea después de este secado se registró en 20 °C

Yuca (Manihot esculenta) Material vegetal: Cultivada en los lotes del Sena, en El Espinal, con una edad de 9 meses. La huerta se encuentra a 365 msnm, cuenta con sistema de goteo para el suministro de agua, con una temperatura promedio en el día de 31 ºC. Procedimiento experimental: Se utilizó la metodología de superficie de respuesta donde se aplicaron dos tratamientos: un testigo y uno con la aplicación de parafina; se tomaron tres réplicas: la pérdida por transpiración se constató con una balanza digital Ohaus Explorer con capacidad de 3 Kg; la intensidad de transpiración se midió en un lapso de nueve días con registros diarios del peso y las condiciones ambientales. En las mediciones del diámetro se utilizó un calibrador pie de rey; la temperatura se registró con un termómetro láser, marca Testo y el índice de respiración se realizó por el método de titulación. Parafinado: Los lotes seleccionados se sometieron al parafinado empleando un tanque parafinador marca Javar, con termostato, 2 resistencias de 1.9 kwatts de 220v, se utilizó una parafina derivada de los hidrocarburos grado alimenticio. (Montaldo, 2008), al derretirse se encontraba a una temperatura de 100 oC. Las raíces se sumergieron

en la parafina durante 2 a 3 segundos por medio de unas pinzas; cuando se cubrieron totalmente se retiraron y se dejaron enfriar al ambiente 28 oC, luego se colocaron en canastas plásticas para su control.

Resultados y discusión Comportamiento de la transpiración en los frutos de badea (Passiflora quadrangularis)

El concepto de transpiración está íntimamente ligado con la pérdida de agua en forma de vapor; es decir, agua en estado gaseoso, que se pierde a través de estructuras celulares como vacuolas, lenticelas y estomas. El agua es el elemento de mayor presencia en los tejidos vegetales y este a su vez el que registra mayores pérdidas, constituyéndose en un punto crítico de control en las tecnologías poscosecha y por ende clave en el proceso de maduración de las frutas. Sin embargo, cuando se refiere a la transpiración en poscosecha, se hace necesario cuantificar el agua que se pierde, ya que no solo deteriora su calidad y presentación, sino también afecta su precio, siendo importante conocer el comportamiento de los frutos y así aplicar el tratamiento más adecuado para controlar su transpiración. Se encontró una pérdida de peso porcentual durante los 12 días de almacenamiento con un promedio de 18.63 ± 1.24 g/100g. En los tratamientos aplicados el que presentó el mejor comportamiento fue el de la cera empacada en bolsas perforadas, con una pérdida del 1.11 g/100g, Figura 1. El mismo tratamiento en bolsas selladas presentó una pérdida del 4.26 g/100g. La muestra de badea con cera perdió 12.64 g/100g, reduciéndose casi a la mitad. La muestra testigo presentó un buena barrera frente a la pérdida de H2O. Es importante anotar que el patrón respiratorio de la mayoría de las pasifloráceas comerciales es climatérico, tal como se reportan para el maracuyá,́ la gulupa, la granadilla, la badea, la curuba y la cholupa. El máximo climatérico de respiración está acompañado por la disminución de la acidez, aumento de sólidos solubles y moderada variación de pH. (Shiomi et al., 1996). Las pérdidas por transpiración en el testigo ascendieron al orden del 18% en badea, un porcentaje alto para el manejo en fresco del producto. Sin embargo, al someterlo a la influencia

Figura1. Comportamiento de la traspiración de la badea en almacenamiento Fuente: Autores

de sustancias externas, como la cera, se observó una pérdida del 1.11%. Esta cera comercial permite prolongar la calidad del producto en cuanto a su transpiración. Existen estudios en otros frutos como banano, donde esta cera permite conservar las propiedades del fruto hasta un 95% durante los primeros 15 días. (TAO química). Se pudo determinar que el método más adecuado fue la aplicación de cera, ya que potencializó las características ópticas y redujo las pérdidas por transpiración a la mitad 12.64% en contraste con los frutos que no presentaron ningún tratamiento en las condiciones que se desarrolló el estudio (18oC y humedad relativa de 75%).

Parámetros fisicoquímicos de los frutos de badea (Passiflora quadrangularis) La pulpa de badea mostró un alto contenido de agua, fibra y vitaminas, al igual que el jugo con semilla y arilo, el cual es rico en vitamina B3 o niacina.

El rendimiento en porcentaje de la pulpa denominada como mesocarpio de la badea, mostró un promedio de 69.29 g/100g, con un rango total de 12.03 g/100g. Tabla 1. El diámetro ecuatorial o transversal promedio de la badea fue en cm, 13.2 ± 0.77, 12.0 y 14.4, para un rango de 2.4 cm, considerándose este diámetro menor que el diámetro longitudinal. pH. Al medir el pH el jugo mostró 3.66 ± 0.14, 3.48 y 3.82, para un rango de 0.34. La pulpa presentó en promedio 5.80 ± 0.63, para un rango total de 1.57. La mezcla de pulpa y jugo en proporciones iguales reveló en promedio 3.91 ± 0.12, 3.8 y 4.1, con un rango de 0.3. Se diferencia notablemente el cambio de pH; del jugo a pulpa, esto obedece a que la badea como tal presenta varias partes aprovechables, es decir, el mesocarpio y el jugo, por tal motivo su constitución fisicoquímica es

Peso y dimensiones: El peso obtenido en gramos de los frutos de badea evidenció un promedio de 1307.11 g ± 177.00 g, con un rango de 425.19 g, (mínimo de 1068.4 g y máximo de 1493.59 g), lo cual indica una alta dispersión de los datos con respecto al peso. En cuanto al rendimiento del jugo y arilo (punto de unión de la semilla al ovario), presentó un rendimiento promedio del 15.01 g/100, para un rango total de 4.88 g/100g. Figura 2

16%

15%

Porcentaje de jugo

69%

Porcentaje pulpa o mesocarpio Porcentaje de cascara

Figura 2. Principales componentes de la badea Fuente: Autores

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 33 - 43

Tabla 1. Resumen estadístico para pesos y rendimientos. Característica

Media

Desviación.

Mín.

Máx.

Rangos

Badea (g)

1307.1

177.0

1068.4

1493.6

425.2

Cáscara (g)

203.67

44.60

168.75

277.81

109.6

Jugo, arilo, semillas (g)

195.01

27.96

160.19

231.59

71.4

Rendimiento Jugo (%)

15.01

1.86

11.96

16.85

4.9

Rendimiento pulpa (%)

69.29

4.82

63.40

75.45

12.0

Fuente: Los autores

Sólidos Solubles (ºBrix). Los sólidos solubles expresados en sacarosa por parte de los frutos, constituyeron un parámetro importante en la industria, especialmente en el campo de los néctares. En la Figura 4, se observa que la mayor

totalmente diferente en este caso. El pH máximo (3.82) se obtuvo al transcurrir los días, mientras que los pH bajo se observaron en los primeros días Figura 3. Al mezclar estos dos productos el pH se estableció en 3.91 (Ácido).

6,77

6,5

6,37

5,7 5,3

5,5

5,2

4,5

4 3,5

3,81

4,1

3,8

3,48

3,52

3,88

3,71

3,8

3,6

3,9 3,82

3 0

pH jugo

pH Pulpa

pH Mix

Lineal (pH jugo)

Lineal (pH Pulpa)

Lineal (pH Mix)

Figura 3. Variación del pH al transcurso de los diez días. Fuente: Los autores

proporción de los sólidos solubles se encuentran en el jugo de la badea con un promedio de (14.7 ± 0.45, 14 y 15) ºBrix, para un rango de 1, y en contraste la pulpa alcanza un máximo de 6 ºBrix y en promedio (5.98 ± 0.74, 4.9 y 7) ºBrix, para un rango de 2.1 ºBrix, demostrando que alrededor del 94% es agua. Según (Castellanos, 2008), la badea tiene 13ºBrix en el momento de cosecha, comparando los re-

sultados obtenidos en el estudio, el promedio del fruto está en 11ºBrix, valor que se referencia para el análisis del suelo y sus propiedades, que inciden en la cosecha y poscosecha del mismo. Al mezclarlas, los sólidos solubles en promedio son de (10.78 ± 0.77, 10 y 12) ºBrix, para un rango de 2ºBrix. Sin embargo, las características organolépticas tienden a disminuir ligeramente pero los rendimientos aumentan notablemente.

y= -0,429x + 14,781 R2 = 0,09643

20 20

y= 0,04x + 10,433 R2 = 0,03717

20 y= 0,0357x + 5,6714 R2 = 0,03289

20 2

ºBrix Jugo ºLineal (ºBrix Jugo)

Días

ºBrix Pulpa ºLineal (ºBrix Pulpa)

ºBrix Mix ºLineal (ºBrix Mix)

Figura 4. Variación de los ºBrix en el transcurso de los dies díaz Fuente: Los autores

Acidez (% Ácido Cítrico). El ácido cítrico es el más representativo, con un porcentaje promedio de jugo de (1.52 ± 0.16, 1.4 y 1.8) g/100g, para un rango de 0.4 g/100g; es notable la disminución de la acidez al transcurrir los 10 días. La pulpa no presentó acidez representativa y es de notar al análisis sensorial por lo que es prácticamente insípida. El promedio de la mezcla fue de (0.80 ± 0.10, 0.7 y 0.97) g/100g, para un rango de 0.28 g/100g, lo cual indica que el porcentaje de ácido cítrico se redujo casi a la mitad, con respecto al jugo. Figura 5. Para P. quadrangularis existe poca información; por ese motivo se relaciónó con la gulupa, que es de la misma familia; fruto que por medio de

tratamientos de encerado, así ́como recubrimientos con polivilideno (vinipel) prolongaron la vida útil del fruto, se maximizó cuando se combinó con la temperatura crítica de almacenamiento de 6oC (Pachón et al., 2006). En términos de maduración de frutas, la badea presentó datos atípicos con dos partes aprovechables: la pulpa con un máximo 6 ºBrix, acidez casi nula y pH promedio 5.80 ± 0.63, 5.80 ± 0.63, sin tener una gran variación. A pesar de que existen cambios de color en el exocarpio y se desarrollan aromas superficiales, el gran potencial se encuentra en el jugo de badea por sus características fisicoquímicas idóneas en un producto: alto contenido de sólidos solubles expresados en sacarosa 14.7 ± 0.45

y = -0,0418x + 1,6658 R2 =0,56645

% de ácido cítrico

1,792 1,5 -

1,50656

1,41824

0,9728

1,14816

y =0,0025x + 0,8942 R2 =0,51094

0,79104

0,8064

0,69504 0,5 0,0384

0 0

0,03712 3

Acidez Jugo Lineal (Acidez Jugo)

0,0384 4

0,768

0,57088

y =0,0025x + 0,0317 R2 =0,49584

0,0384 6

Acidez Pulpa Lineal ( Acidez Pulpa)

Figura 5. Variación del % de ácido cítrico al transcurso de los días. Fuente: Los autores

1,47968

1,39648

0,04096

0,0704 10

Acidez Mix Lineal ( Acidez Mix)

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en promedio, % de ácido cítrico promedio de 1.52 ± 0.16; un pH promedio de 3.66 ± 0.14; las características sensoriales de aroma, olor y sabor se concentran en este jugo, con rendimientos del jugo con semilla y arilo 15.1% en promedio y el de la pulpa 69.28%. Estos son muy extremos. La pulpa presenta un alto rendimiento, pero sus cambios fisicoquímicos no son representativos; por el contrario, el jugo presenta excelentes propiedades fisicoquímicas y rendimientos insuficientes. Variables que se vuelven inversamente proporcionales, indicando que la mezcla permite un equilibrio de las cargas para potencializar sus propiedades. La maduración de la badea (Passiflora quadrangularis) se comporta como un fruto climatérico en el aumento de la respiración y producción de etileno, en el jugo se concentra la mayor presencia de características fisicoquímicas y sensoriales; la pulpa tiene un gran potencial para la agroindustralización de lácteos y confitería, porque sus propiedades son idóneas para el desarrollo de estas líneas.

Comportamiento de la transpiración en yuca fresca (Manihot esculenta) parafinada. La yuca parafinada tiene una mejor presentación para el mercado Figura 6 frente a la convencional,

con una menor vida útil en anaquel. El grado de aceptación o rigurosidad en la aplicación del control de calidad dependerá de las exigencias del mercado, sin embargo, existen parámetros de idoneidad señalados por la “Norma de calidad comercial para la exportación de yuca fresca parafinada”, publicados por la FAO. La parafina se derritió en una hora con 40 minutos, a una temperatura de 99ºC; en promedio se gastó 20.56 g por kg de yuca (Fonseca, 1996), sugiere que la parafina tenga una temperatura de 150 °C, para que la yuca tenga buena apariencia (cristalina transparente). El peso promedio en gramos fue de 565.40 g ± 323.50 g, con un rango de 864.65 g, para un máximo 1113.27 g y un mínimo de 266.22 g. La longitud promedio se consolidó en 23.58 cm ± 6.18 cm, el rango fue de 18 cm, para un máximo de 33 cm y un mínimo de 15 cm. El diámetro promedio registró 6.1 cm, para un máximo de 8.0 cm y un mínimo de 5.0 cm con un rango de 3.4 cm. Se hizo un pelado manual con cuchillos para seis yucas con un rendimiento promedio del 76.68 % ± 7.55, un máximo de 86.81% y un mínimo de 63.04%, para un rango de 23.77 %. La técnica de parafinado en yuca mostró mejor tratamiento frente al fenómeno de la transpiración, puesto que el tratamiento testigo reveló una pérdida máxima del 16.20 % y mínima de 10.40%, en pérdida porcentual de agua en forma de vapor durante 15 días de almacenamiento. Figura 7. Las yucas parafinadas en Nicaragua presentan en los primeros trece días una pérdida de 18% a 19% como deterioro. (Sotelo, 2009). En cuanto a las yucas parafinadas el máximo se registró en 2.83% y un mínimo de 2.07%, lo cual indica que efectivamente la tecnología del parafinado reduce sustancialmente la pérdida de agua, en especial en estas condiciones de estudio. En otros países, como Colombia (Wheatley,1983), se siguen otras técnicas, también útiles, entre ellas la combinación de parafina con fungicida (tiabiendazol).

Figura 6. Yuca sometida a tratamiento de parafinado y muestra sin parafinar Fuente: Los autores

La tasa respiratoria de la yuca sin parafinar después de cosechada y transcurridos cinco días fue de 100.57 mg CO2/Kg*h. La yuca parafinada presentó una intensidad de 116.82 mg CO2/ Kg*h, lo que indica un aumento de la intensidad respiratoria y una disminución de la intensidad

20 16,2 15 11,5

10,4

2,1

2,8

2,4

I.T 1

I.T 2

I.T 3

Parafinada

Sin Parafinar

Figura 7. Comportamiento del Índice de Transpiración en yuca parafinada y no parafinada. Fuente: Los autores

de transpiración, es decir, las variables son inversamente proporcionales. Al transcurrir los quince días, la yuca a la que se le cortó un extremo de su estructura, presentó una mayor posibilidad de fermentación y ablandamiento. Sin embargo, se destaca que las condiciones de la yuca son más difíciles por la estructura de su pericarpio y se debe previamente realizar una operación de curado donde se afectó su corte. Es importante resaltar que la parafina que se emplea es derivado de un hidrocarburo, y en algunos países restringen su ingreso por considerarlos nocivos para la salud; aunque ese no es el objetivo del estudio, es importante revisar nuevas alternativas de recubrimiento que permitan conservar sus propiedades en anaquel.

Conclusiones • Se encontró con el estudio una alternativa de aumentar la vida útil de la badea (Passiflora quadrangularis), para su consumo en fresco o su vida en anaquel, conservando sus propiedades fisiológicas y los grandes privilegios organolépticos hasta por 11 días en condiciones normales de almacenamiento, aclarando que no existe una cera comercial especifica para este producto. • La badea, a pesar de ser un producto de gran peso (1300 g en promedio) presenta un bajo

rendimiento en jugo (15 g/100g), pero gran porcentaje en pulpa (69 g/100g), el cual se conserva con la combinación de los mismos para su transformación. • Como resultado se encontró que el 18% de las pérdidas por transpiración que tiene la badea (Passiflora quadrangularis) sin recubrimiento, en la Escuela Nacional de Poscosecha; alrededor de 120 kg por mes del que es cosechado. Mientras que con el uso de la cera “Cerabrix” se bajará al 1.1%, alrededor de 1.2 kg de pérdidas. • Aunque el uso de cera y parafina reduce sustancialmente la transpiración, la respiración y la maduración, pueden llegar a tener efectos adversos en la calidad, si no se aplican bajo los parámetros y condiciones de almacenamiento, característica que presentaron algunos productos por el exceso de cera en su aplicación y por el aumento de más de 120oC para derretir la parafina. • Para la badea el tratamiento que resultó ser más efectivo es la cera y el empaque (bolsa con orificios) frente a los otros tratamientos; ya que conserva la calidad del fruto en fresco. Sin embargo, cabe resaltar la falta de estudios sobre esta fruta que presenta un gran potencial agroindustrial por sus propiedades nutracéuticas asociadas.

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 33 - 43

• En el parafinado de yuca (Manihot esculenta) a 99oC se observó que el tratamiento testigo (sin parafina) presenta un máximo de pérdida del 16.2 % y un mínimo de 10.40%, en pérdida porcentual de agua en forma de vapor, durante quince días de almacenamiento. En cuanto a las yucas parafinadas el máximo se registró en 2.83% y mínimo de 2.07%.

Duque. B. (1998). El aroma frutal de Colombia, Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Química, Bogotá D.C, p. 345.

• Se encontró que a los 99oC por 3 segundos para realizar la cobertura del parafinado, se tiene una baja transparencia en su visualización del producto, por ello es importante superar la temperatura actual a la que se hace el tratamiento, al menos llegar hasta los 110 ºC para obtener una yuca más cristalina, traslúcida y de mejor calidad.

FAOSTAT, FAO (2013) Statistics Division, January 21.

• El correcto manejo de la temperatura de parafinado se debe combinar con una temperatura de almacenamiento de 8 ºC.; de esta manera se consigue una disminución y control frente al deterioro fisiológico del producto.

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Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014,

Automatización de un cultivo hidropónico para el control de variables Automation through variable control of a hydroponic cultivation operation Recibido: 24-08-2014 Aceptado: 30-11-2014 Nelson Humberto Zambrano Cortés,1 Mery Catherine Behrentz Pfalz2

Resumen La hidroponía es uno de los métodos de producción agrícola que más se ha desarrollado en los últimos años, ya que ha permitido la optimización del espacio físico, dejando en segundo plano el uso de la tierra como base para el crecimiento de especies, ha permitido también incorporar de una forma más simple nutrientes y fertilizantes orgánicos que favorecen el consumo de éstos. Por otra parte los cultivos generados bajo invernadero han beneficiado al productor, ya que protegen a las especies de las variaciones del clima, permiten un control más riguroso de producción y un manejo de plagas más acertado, dependiendo de la especie, aunque limita la producción ya que requiere una infraestructura física importante para su implementación. Es muy utilizado en nuestro país, especialmente en el cultivo de flores y de vegetales. Al fusionar estos dos elementos con la automatización encontramos una oportunidad de trabajar con un proyecto de impacto tanto ambiental como social, desarrollando su tecnología que viene a favorecer al agro y a la comunidad. Se busca así la producción controlada de alimentos de alta calidad, que ofrezcan características fisicoquímicas favorables para el consumo humano. Partiendo de una base documental proveniente de los adelantos logrados en algunos países productores agrícolas, de empresas instaladas en el país y de tecnología de bajo consumo destinada al control de variables ambientales, e integrando la Escuela de Ciencias Pecuarias y Medio Ambiente ECAPMA y la de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería ECBTI, del CCAV de Zipaquirá, se realiza un proyecto que integra el agro y la tecnología, dando soluciones a situaciones reales a través de la investigación y la implementación de sistemas automatizados que permitan el control de variables fisicoquímicas en un invernadero bajo techo, que a su vez proporciona condiciones ideales para la producción de especies vegetales. Este documento recopila las experiencias desarrolladas por el semillero Agrónica & Energías Limpias y los resultados obtenidos durante el desarrollo del proyecto, además de los procesos de diseño y las mejoras a futuro con el fin de optimizar el invernadero hasta su punto de producción máxima. Palabras clave: Hidroponía, invernaderos, automatización, control. 1 Colombiano. Especialista en Educación Superior a Distancia, Ingeniero de Diseño y Automatización Electrónica, tutor de la Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería en la UNAD CCAV Zipaquirá, líder del semillero de investigación Agrónica y Energías Limpias. nelson.zambrano@unad.edu.co 2 Colombiana. Máster of Business Administration, Especialista en Pedagogía para el desarrollo del aprendizaje autónomo, Administradora de Empresas, tutora de la Escuela de Ciencias Administrativas Contables, Económicas y de Negocios en la UNAD CCAV Zipaquirá, líder del semillero de investigación G´Kaira y colaboradora en el semillero de Agrónica y Energías Limpias. Mery.Behrentz@unad.edu.co

N. Zambrano, M. Behrentz: Automatización de un cultivo Hidropónico para el control de variables

Abstract Hydroponics have been one of the agricultural production methods that have developed the most in the recent years, since it has permitted the physical space usage optimization, leaving behind the usage of soil as the base for growth of vegetal species, as well as increasing nutrient and organic fertilizer uptake in favor of its consumption by the plant. On the other hand, the greenhouse-sheltered operations have benefited the producer since it protects the plantation from climate variations, production control and surveillance, and easier, more simple plague control measures are to be taken, depending on the species, although it limits production since it requires a significant physical infrastructure necessary for its implementation. It is well used in the Colombian flower and vegetable production sector. When you fuse these two objects with automation, we find an opportunity to work with a project that has positive agricultural and social impact, developing technology that favors the farmers and their community. We seek the controlled production of high quality food, that offers physical and chemical properties that are favorable for human consumption. Starting from a document base that has been extracted from the advances achieved in some agriculture producing countries, companies that have established operations in this country and low energy consumption technology usage destined to the control of environmental variables, while integrating the School of Aquaculture and Environment ECAPMA, and the School of Basic Sciences, Technology and Engineering ECBTI, that belongs to the CCAV of the city of Zipaquirá, a project is being gestated that integrates agriculture and technology, bringing solutions to real situations through research and implementation of automated systems that allow the control of physiochemical properties in an indoor greenhouse, that provides the ideal conditions for the production of vegetal species. This document compiles the experiences recorded by the Agrónica & Energias Limpias seedbank, and the results obtained during the course of the project, along with the design processes and the further upgrades with the intention of optimizing the greenhouse to the point of maximum yield. Keywords: Hydroponics, Greenhouses, Automation, Control.

Introducción El cultivo y mejoramiento de productos alimenticios ha sido el motor del desarrollo de la sociedad, ha hecho que el hombre recorra grandes distancias con el fin de conseguir alimentos, que implemente granjas por doquier, que busque la forma de ganarle tierra al mar con el único objetivo de cultivar, ha sido la base de la economía, de los desarrollos tanto culturales como tecnológicos.

El aumento de la densidad demográfica mundial durante las últimas décadas ha generado una gran zozobra sobre el futuro de los recursos a los que tenemos acceso actualmente; los combustibles, los sistemas de energía eléctrica, los materiales de construcción y los alimentos se encuentran en los niveles de reserva baja, aunque el reciclaje, la re-manufactura, las soluciones alternativas ayudan a visualizar un futuro posible, la producción de

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 44 - 54

alimentos sigue siendo un tema delicado y crítico que se agudiza con el pasar de los días. La Figura 1 presenta una proyección del crecimiento acelerado de la población mundial donde se puede observar el crecimiento significativo entre 1950 y 1998, el cual influye y se relaciona directamente con el consumo masivo de recursos naturales y la generación de desperdicios no reutilizables (Guerrero et al., 2014).

consumo; teniendo en cuenta la cantidad de recursos naturales en estos territorios el consumo es desmedido y en muchas ocasiones exagerado. Al ver la tendencia de la sociedad hacia el consumo de productos de corto crecimiento y maduración, se genera la necesidad de buscar técnicas y métodos más eficientes y naturales que mejoren la calidad de los productos alimenticios de consumo, así mismo de campañas de concientización de una alimentación saludable y el correcto manejo de los recursos naturales.

La Figura 2 muestra el consumo calórico por persona al día, se ve la tendencia hacia los países subdesarrollados en América Latina por un alto

Población en miles de millones 10

Crecimiento en millones 1000

800 Crecimiento de la población

600

400 Población total mundial 200

1750

1800

1850

1900

Figura 1. Crecimiento de la población mundial Fuente: Martínez, 2001

Calories per person per day >600 >500 - 600 >400 - 500 >300 - 400 >200 - 300 100 - 200 <100 No data

Figura 2. Consumo calórico mundial por persona Fuente: www.fao.org

1985

1988

2050

N. Zambrano, M. Behrentz: Automatización de un cultivo Hidropónico para el control de variables

Culturas antiguas, precursoras en el desarrollo de la sociedad, cercanas al siglo IV a.C., desarrollaron técnicas de mejoramiento en los cultivos, entre los que se encuentran los jardines colgantes de Babilonia, los huertos flotantes de los aztecas, donde se manejaron los cultivos sin suelo, los que se basaron en reemplazar la tierra por elementos acuosos con base en agua enriquecida con los elementos necesarios para el crecimiento de las plantas. Esta técnica, que permite la reutilización del agua, la optimización de espacio, bajos costos de infraestructura y muy buenos resultados, se ha difundido ampliamente en los últimos años y ha sido base en el diseño de las ciudades más modernas. Se presentan algunas variantes en el desarrollo de los cultivos sin suelo, los más conocidos son los hidropónicos, que se han combinado con otras técnicas y permiten un mejor desarrollo y calidad en los productos, la investigación de los cultivos bajo techo se ha difundido de tal forma que en México, Argentina y Chile se encuentran expertos en el tema que vienen realizando estudios sobre el efecto de las variables físicas manipuladas para el crecimiento de especies particulares (Carrillo y Vásquez, 2008), y en Colombia, a nivel empírico, granjas orgánicas vienen incursionando

en esta rama, principalmente en la sabana de Cundinamarca y en el Valle del Cauca. Pruebas realizadas por la Organización Hydroponic Food Production (Productos Alimenticios Hidropónicos) han demostrado la alta eficiencia de los cultivos hidropónicos, una alta reusabilidad de los recursos, optimización de espacio, calidad en los productos obtenidos, la posibilidad de manejarlos sin sustancias químicas que alteren su crecimiento y composición. En la Tabla 1 se muestra un comparativo entre la producción de un cultivo hidropónico con un cultivo en tierra, y se ve la gran diferencia entre estas dos técnicas. Debido a la necesidad de producir alimentos más saludables y de buena calidad, utilizando de una forma más óptima posible los recursos naturales en un tiempo corto y retomando procesos ancestrales, se inició el proyecto de investigación sobre la automatización de un cultivo hidropónico con insumos orgánicos, el cual combina y retoma las técnicas denominadas cultivos hidropónicos, la innovación tecnológica con la automatización y se genera un proyecto a implementarse en el Centro Comunitario de Atención Virtual CCAV, de Zipaquirá, incorporando además fuentes de energía eléctrica alternativa y limpia de alto impacto ambiental con la implementación de un sistema completamente ecológico, automático y autosostenible.

Tabla 1. Comparativo en toneladas por hectárea de la producción entre cultivos en tierra y en hidroponía. Cultivo

En tierra

En hidroponía

Arroz

1.2

Avena

1.12

2.8

Betabel

Col

14.5

Chícharo

2.5

Frijol

Tomate

25 a 30

200 a 700

Lechuga

6 a 10

Papa

150

Pepino

7 a 10

31 a 35

Soya

0.62

1.75

Trigo

0.67

4.6

Fuente: Tello, 2009.

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Objetivos El principal objetivo es medir y controlar las variables físicas y químicas para la dosificación de nutrientes en un invernadero experimental de control de germinación y crecimiento de especies vegetales. Los objetivos específicos son el diseño de un sistema de medición de variables físicas y químicas para un invernadero experimental, diseño del sistema de control de variables físicas y de dosificación de nutrientes, construcción de un invernadero experimental a escala que permita la implementación de los sistemas de medición y control de variables para una especie en particular.

Metodología Para el control de variables en el prototipo de invernadero hidropónico se adoptó la experimentación controlada como método de trabajo, se manipularon las variables independientes de forma cuantitativa para generar datos que sean estadísticamente analizables.

Análisis

Diseño

Determinación de requerimientos

Sistema de medición de variables

Recopilación de la información de la ubicación del invernadero

Caracteristicas de la especie

Variables a controlar

Sistema de control de variables Prototipo de invernadero

Se analizaron los antecedentes en Colombia sobre el manejo de cultivos hidropónicos automatizados, encontrando muy poca bibliografía que aporte en desarrollo tecnológico. Con visitas a distintos cultivos locales y a algunos distribuidores de productos de automatización e insumos para el agro se logró construir el concepto del diseño necesario para obtener un prototipo adaptable a diversas especies. En cada una de las etapas del proyecto se implementó el método instruccional ADDIE, para la recopilación y análisis de la información; en la Figura 3 se presentan las etapas en cada fase del modelo. Se realizaron experimentos con diversos sistemas de control de variables. El diseño inicial se presenta en la Figura 4, donde se trabajaron variables ambientales como la temperatura, la humedad relativa del ambiente, al igual que la luminosidad. El control de la mezcla de la solución de los nutrientes se manejó en tanques contenedores independientes. La humedad relativa del ambiente se controló con un sensor que entrega una señal analógica proporcional al

Desarrollo

Evaluación

Implementación No

¿Mide y controla variables?

Construcción de l invernadero

Si Desarrollo del sistema de medición Desarrollo del sistema de control de variables Incorporación de los sistemas de medición y control Muestreo de las variables

¿Cumple el objetivo?

Si No Sistematización de resultados

Divulgación de resultados

Figura 3. Método ADDIE ajustado a la automatización de un invernadero hidropónico, Fuente: Autores

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porcentaje de humedad, la que pasa al sistema de control encargado de la activación de los elementos reguladores; la iluminación se manejó con diodos emisores de luz LED, los que reemplazaron la radiación solar en la búsqueda de la producción de clorofila y se controló con un sensor de salida análoga, proporcional a la intensidad luminosa.

fenólica, entre otros, que logran efectos en la producción incluso mejores que en un cultivo tradicional con base de tierra (Flórez, V., 2012). El sistema que se implementó se manejó con un sistema de dosificación sin control de nivel de los tanques contenedores. El sistema completo utilizado en el prototipo se presenta en la Figura 5, en el esquema se muestra de forma descriptiva el sistema implementado que permitió asegurar el estado de variables físicas y químicas necesarias para la germinación y desarrollo de las especies vegetales que se quieran manejar.

Dado que los cultivos hidropónicos surgieron como una alternativa de mejoramiento para la agricultura y que el suelo muchas veces impide el crecimiento de las raíces y perturba el desarrollo de las plantas, se buscaron medios alternativos para las camas de crecimiento, de diversos tipos como lo son inorgánicos, orgánicos y sintéticos, dentro de ellos arena, aserrín, arcilla, carbón, fibra de coco, cascarilla de arroz, espuma de poliuretano, espuma de poliestireno, espuma

Resultados Al inicio del proyecto de automatización del invernadero implementado en el laboratorio de electrónica de la sede El Cedro, se logró conformar

Medición de Temperatura

Temperatura ideal? No

Medición de la Temperatura Externa

Si Medición de Humedad Relativa del ambiente

Humedad Relativa ideal? Si

Si Niveles ideales?

Control de dosificación No

Medición de niveles nutrientes

Figura 4. Sistema de medición y control de variables Fuente: Autores

Control de luminosidad LED

Medición de conductividad eléctrica

Control de humedad ambiente

Control de temperatura

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Control CE Temperatura Control pH Radiación Humedad R Unidad de Control de Variables

Interfaz Actuadores de Ambiente

Control Dosificación ácido Disolución de Solución Solución

Control Dosificación ácido Control de Temperatura Control de Radiación - LED Control de Humedad

Figura 5. Esquema de control de variables para el cultivo automatizado. Fuente: Autores

un grupo de trabajo para el manejo del cultivo hidropónico; se propusieron diversos diseños de trabajo, donde el componente electrónico fue el que más variación y evolución presentó; se propuso un sistema con base en controladores lógicos programables PLC, con microcontroladores de diversas familias y fabricantes, controlados directamente desde un PC y finalmente, gracias a su amplio rango de trabajo y versatilidad, se optó por trabajar con los microcontroladores de la familia Microchip. Se utilizaron sensores análogos para la medición de la temperatura, humedad relativa del ambiente, pH, luminosidad, CO2, actuadores tales como dosificadores con motores paso a paso, ventiladores, extractores para el control de ventilación y temperatura, resistencias calóricas, motores, el control de iluminación se hizo por medio de cortinas, bombas hidráulicas para la re

circulación de la solución de agua y nutrientes, agitadores para solución de dosificación, sistemas LED para iluminación artificial. De acuerdo con Colombini (2005), es necesario tener un sistema de calefacción y enfriamiento muy preciso, de tal forma que la temperatura no sea una variable sino una constante, por tal razón, el primer sistema que se implementó fue el control de la temperatura, utilizando un sensor digital LM35 que generó una señal proporcional entre el voltaje y la temperatura censada, se manejaron lecturas internas y externas del invernadero, con el fin de generar un algoritmo de control de esta variable. En la Tabla 2 y en la Figura 6 se pudo observar el comportamiento de la temperatura medida durante cuatro fines de semana en el laboratorio donde se implementaron las pruebas, y se reportan los promedios para cada hora.

N. Zambrano, M. Behrentz: Automatización de un cultivo Hidropónico para el control de variables

Tabla 2. Promedio de temperatura (en grados centígrados), Tiempo

Interna

Externa

08:00

08:30

09:00

12.5

11.5

09:30

12.5

10:00

10:30

11:00

11:30

12:00

12:30

13:00

13:30

14:00

Fuente: Autores

Se implementó un dispositivo calefactor con resistencia eléctrica, que permite aumentar el valor de la temperatura dentro del invernadero, al igual que un ventilador y un extractor de aire que permite regular la temperatura interna hasta el valor de la temperatura ambiente externa al invernadero, se tiene proyectado manejar un sistema de enfriamiento parecido al de los procesadores de alta gama y de las tarjetas de video de PC, con base en tuberías de cobre con gases inertes contenidos. De la mano del control de temperatura se encuentra el control de humedad, por esta razón

16 14 12 10 8 6 4 2 0

Figura 6. Comportamiento de la temperatura. Fuente: Autores

de dependencia, al mismo tiempo se realizaron mediciones de la humedad relativa dentro del invernadero con el sensor DHT11, el cual ha presentado variaciones de 10% +/-. Considerando un valor ideal del 85% para especies de la sabana de Cundinamarca (Muñoz, J., Núñez, D. ,2012), se implementó un aspersor de riego, una resistencia calefactora y un ventilador que permitió el control de la humedad dentro del invernadero llegando a valores mínimos de 40% y máximos de 93%. A través del sensor de luminosidad LX1972, se logró medir la cantidad de lúmenes obtenidos con el sistema de iluminación LED, dadas las necesidades de lúmenes por m2, entre 500 y 10.000 para germinación, entre 15.000 y 20.000 para vegetación, de 40.000 a 50.000 para floración (Florez V., 2012). Teniendo en cuenta que un LED de chorro blanco de 10mm proporciona aproximadamente 1.200 lúmenes, se acondicionó un arreglo con cerca de 50 LED´s en un m2 de tal forma que se logró regular la intensidad de corriente del arreglo asegurando valores desde 50 lx hasta 57.000lx. Los datos presentados son fuentes primarias de información lograda por observación directa del resultado de la experimentación. La recolección de información se realizó por cerca de dos meses; estudiantes y docentes fueron registrando los resultados de las mediciones en un documento digital Figura 7. Se registró la hora y el valor de la medición, buscando tendencias de variación dependiendo de la temporada del año y la hora del día. Se diseñó un documento en google docs y un

Medición de temperatura Interna Medición de temperatura Externa

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formato en Excel donde se registraban los datos los fines de semana y ocasionalmente durante la semana, estos datos se extraen del dispositivo electrónico diseñado para tal fin.

tanque de homogenización de la mezcla cuenta con un motor reductor que permite agitar la solución y está pendiente la instalación del dosificador del homogenizador de la receta según la especie. Figura 8.

Todas las pruebas iniciales se realizaron sin especies vegetales, con el único fin de valorar el control de las variables consideradas. Según Díaz, R., García, L. y Espinosa, D., (2011), los insumos a distribuir hacia el invernadero deben venir estandarizados en recetas que permitan manipular solamente cantidades por tanque contenedor de nutrientes. El sistema de dosificación implementado cuenta con tres tanques contenedores de nutrientes que permiten el control de flujo de sustancias líquidas desde 3ml hasta 150 ml por minuto, ofreciendo un gran rango de variación que se puede adecuar a la especie con la que se desee trabajar, el

Nutriente 1

Nutriente 2

Nutriente 3 Homogenizador

Dosificador

Figura 8. Sistema de dosificación de nutrientes, Fuente: Autores

Figura 7. Recolección digital de la información de las mediciones en el invernadero automatizado Fuente: Autores

La estructura del prototipo se construyó teniendo en cuenta condiciones de diseño pre-establecidas, donde se conservó la forma del cubículo, se toma como base la construcción que presenta (Serrano, Z., 2005), realizando algunas pequeñas modificaciones con el fin de implementar elementos que tienen contacto con el exterior. Se construye en perfil de aluminio, el cual permite que sea modular con unas dimensiones de 1.5m de alto, 1m de ancho y 1m de largo, se recubrieron los costados con plástico de media densidad, dejando instalados el ventilador, el extractor y una puerta frontal. En la parte superior se instaló el arreglo de LED´s para la iluminación, en el costado inferior se colocó la resistencia eléctrica que permite el control de aumento de la temperatura. Esta estructura, aunque es pequeña, ha permitido manejar las mediciones y las modificaciones en cuanto a la ubicación de los elementos; cabe resaltar que recientemente se hizo el traslado de sede donde se encontraban los laboratorios de electrónica y ha sido muy fácil el desensamble y traslado de dicha estructura. Figura 9.

N. Zambrano, M. Behrentz: Automatización de un cultivo Hidropónico para el control de variables

Figura 9. Estructura del Invernadero Automatizado Fuente: Autores

Conclusiones • El trabajo con cultivos hidropónicos automatizados permite el manejo inteligente de nutrientes y condiciones ambientales que en muchas ocasiones resultan inmanejables en cultivos en tierra, además requieren una mayor exigencia en la aplicación de los protocolos de germinación y crecimiento de las especies. • El proyecto ha permitido trabajar a nivel estructural, la optimización y reducción de espacios físicos requeridos, a nivel del agro, el aseguramiento de las condiciones de vida de las especies, y a nivel ecológico, generar conciencia verde y propiciar el uso racional de los recursos. • La recopilación de la información permitió identificar el uso de la automatización en el manejo de cultivos, generar un listado de variables que se deben controlar y de otras que se pueden incluir sin afectar el normal crecimiento de una especie. • El garantizar condiciones físicas y químicas en la germinación y crecimiento de una especie vegetal permite incorporar otros elementos que aportarán en la calidad y el tiempo de maduración. • Viendo la confiabilidad de los sensores implementados se procederá a renovar los mismos por referencias más precisas, que permitan manejar linealidad en la medición y asegurar un control más preciso de las variables.

• Dadas las variaciones que puede presentar el manejo de la receta de nutrientes se contempla la posibilidad de acondicionar sistemas acuapónicos que permitan el control por recirculación de variables químicas como pH, alcalinidad, niveles de fosfatos y otros que pueden ser manejados con esta técnica.

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Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 44 - 54

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Efecto de la roca fosfórica parcialmente acidulada y calcinada en la producción de maíz Effect of partially acidified and kilned phosphoric rock in corn production Recibido: 12-08-2014 Aceptado: 17-11-2014

Armando Torrente Trujillo1

Resumen Se evaluó el efecto de la roca fosfórica (RF) de la mina Media Luna - Huila y los productos de los procesos de acidulación y calcinación, como fuentes de fósforo aprovechable sobre la producción de maíz variedad ICA V-305, y su asimilación en el sistema suelo-planta. Las unidades experimentales se constituyeron con mezcla de suelo arenoso franco, 15% compost de porquinaza y 10% de cascarilla de arroz, distribuidas en tratamientos así: T1 - sin fósforo, T2 - 100 g/planta de Fosforita30P, T3 - 100 g/planta de RF parcialmente acidulada malla 20, T4 - 100 g/planta de RF parcialmente acidulada malla 100, T5 - 100 g/planta de RF calcinada, T6 - 100 g/planta de RF calcinada con serpentina y T7 - 100 g/planta de DAP. Se aplicó un diseño experimental completamente al azar con 7 tratamientos y 9 repeticiones cuyas variables de respuesta fueron: rendimiento de materia seca (MS), altura de plantas (AP), diámetro medio de tallo (DT), contenido de fósforo en tejido foliar de maíz (CFM) y contenido de fósforo en el suelo (CFS). Las mejores características morfológicas y desarrollo vegetativo en maíz, se presentaron con Fosforita-30P y RF parcialmente acidulada, los mayores rendimientos en cosecha se dieron con RF parcialmente acidulada malla 100 y DAP con promedio de 7.8 ton/ha y sin diferencias significativas al 5%. Se observaron rendimientos menores y diferencias significativas con aplicación de Fosforita 30P, roca fosfórica calcinada y el testigo. Palabras clave: Roca fosfórica, fertilización fosfatada, acidulación y calcinación de roca fosfórica, Fosforita Huila.

1 Colombiano. Ph.D. Profesor Titular Universidad Surcolombiana - Neiva. armator@usco.edu.co, armando.torrente@gmail.com Grupo de Investigación Hidroingeniería y Desarrollo Agropecuario - GHIDA.

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 55 - 62

Abstract The effect of phosphoric rock (RF) from the Media Luna mine in Huila and the products of the processes of acidification and kilning, as sources of readily available phosphorus on the production of the corn variety ICA-V305, and its assimilation by the plant-soil system. The experimental units were constituted by sandy soil mix, 15% pig manure compost, 10% rice husk, distributed in treatments like this: T1, no phosphorus, T2, 100 g/plant of 30P-Phosphorite, T3, 100 g/plant of partially acidified RF 20 mesh, T4, 100g/plant of partially acidified RF 100 mesh, T5, 100g/plant of kilned RF, T6, 100g/plant of kilned RF with serpentine and T7, 100g/plant of DAP. An experimental design was applied totally at random with 7 different treatments and 9 iterations whose response variables were: dry matter yield (MS), plant height (AP), median stalk diameter (DT), phosphor content in foliage corn tissue (CFM) and ground phosphor content (CFS). The best morphological features and vegetative development in corn were achieved with 30P-phosphorite and partially acidified RF, the best yields at harvest season were obtained with partially acidified 100-mesh RF and DAP with an average of 7.8 metric tons per hectare, without significant differences at 5%. Lesser yields were registered and significant differences with the usage of 30P-phosphorite, kilned phosphoric rock and the reference sample. Keywords: Phosphoric Rock, Phosphated Fertilization, Acidification And Kilning Of Phosphoric Rock, Phosphorite Huila

Introducción La disponibilidad de fósforo en el sistema suelo-planta juega un papel fundamental en su productividad, dado que la deficiencia de este elemento determina la reducción en el crecimiento y la calidad del forraje y de las gramíneas (Benavídez et al., 2000). Los fertilizantes fosfatados representan una opción para incorporar fósforo al sistema, ya que éste sirve para reemplazar en el suelo el fósforo exportado en la cosecha y para mejorar la fertilidad de los suelos deficientes en este elemento (Fixen, 2003). Una alternativa a los problemas de alta fijación de fósforo en suelos ácidos y a los elevados costos de los fertilizantes solubles, es la utilización de rocas fosfóricas (RF) en combinación con sustancias acidificantes como el H2SO4, que mejora la disponibilidad de P en las rocas (Baquero et al.,1990); (López, 1994), mostrando de esta manera que una acidulación parcial de las rocas fosfóricas puede ofrecer inicialmente fósforo soluble y mantener también sus características de bajo costo y lento suministro, pues el fósforo de la

roca fosfórica parcialmente acidulada soluble en agua estimula el crecimiento de las plantas (Chien and Hammond 1989); (Pérez et al., 1995); Truong y Zapata, F. (2002); (Méndez, 1984); (Zapata y Zaharah 2002); sin embargo, es necesario tener en cuenta que la eficiencia de las rocas fosfóricas también está determinada por otros factores como son el contenido de CaCO3 presente en la apatita, el tamaño de las partículas y de los agregados del suelo entre otros (Chien y Friesen, 2000). El objetivo es evaluar el efecto de la fertilización con productos obtenidos de acidulación parcial y calcinación de la roca fosfórica de la mina Media Luna (Huila).

Materiales y métodos Localización. La investigación se realizó en el municipio de Palermo - Huila, a 2°55’ 58.2” N y 75°20’ 24.8” W y 496 msnm cuyo clima es cálido seco. Se mezcló suelo arenoso franco con 15% de compost de porquinaza y 10% de cascarilla de arroz. El análisis químico del suelo con la incorporación orgánica mencionada, se muestra en la Tabla 1.

A. Torrente: Efecto de la roca fosfórica parcialmente acidulada y calcinada en la producción de maíz

Tabla 1. Análisis químico del suelo

CIC

Cmol+.kg-1

6.35 2.62 4.59

6.10

3.32

1.99

19.64

0.23

ppm 0.02 0.04 34.91 68.36

2.45 3.57

Fuente: Autor

Diseño experimental. La unidad experimental corresponde a plantas de maíz variedad ICA 305, dispuestas en un diseño completamente al azar (DCA), explicadas en el siguiente modelo estadístico:

Yij = u + ti + eij Donde: es la variable de respuesta correspondiente a tratamientos de fósforo i, repetición j; u es la media general de los tratamientos;

ti es el efecto de tratamientos i (fuentes de fósforo) y eij es el error experimental debido al tratamiento i, repetición j.

Los tratamientos fueron: • T1 - sin fósforo, • T2 - 100 g/planta Fosforita-30P, • T3 - 100 g/planta de roca fosfórica parcialmente acidulada malla 20, • T4 - 100 g/planta de roca fosfórica parcialmente acidulada malla 100, • T5 - 100 g/planta de roca fosfórica calcinada, • T6 - 100 g/planta de roca fosfórica calcinada con serpentina y • T7 - 100 g/planta de DAP. Se comparó la aplicación de distintas fuentes de fósforo con una misma dosificación (100 g/planta), excepto el control. Al inicio del experimento se hizo el control de fertilización con urea (N 46%), sulcamag (P2O5 3%, CaO 25%, MgO 13% y S 8%) y cloruro de Potasio (60% K2O y 47% Cl) en igual dosis de 50 g/planta, a todos los tratamientos, incluyendo el control.

El área experimental se compuso de 63 plantas con distribución completamente al azar con 7 tratamientos y 9 repeticiones. Las variables de respuesta experimental evaluadas fueron: • Altura de planta (AP) y diámetro de tallo (DT). En todas las unidades experimentales a los 50 días después de la siembra (dds) se midió: altura de planta (AP) teniendo como referencia la superficie del suelo y el diámetro medio de tallo (DT) de maíz en cm. • Materia seca de la biomasa (MS). Se cortaron las plantas de maíz variedad ICA 305, a los 50 dds, con distancia de un (1) cm sobre la superficie del suelo para medir el peso húmedo, y posteriormente se colocó a la estufa a 700C por 24 horas para obtener el peso seco. • Contenido de fósforo en maíz (CFM). Se determinó en cinco repeticiones el total de los tratamientos de maíz, tomando submuestras foliares a partir de la materia seca tamizada y molida finamente en mortero, para el análisis de fósforo en el espectrofotómetro de absorción atómica – Perkin Elmer. • Contenido de fósforo del suelo (CFS). Al final del proceso se midió el fósforo disponible por el método de Bray II según la Norma Técnica Colombiana (NTC 5350), en una muestra representativa tomada del suelo en cada unidad experimental correspondiente a 5 repeticiones y 7 tratamientos. • Rendimiento de maíz (RM). A los 105 días se cosecharon las mazorcas y se midió su peso en gramos por planta, se estimaron los rendimientos en ton/ha. • Características climáticas. El clima del sitio experimental es cálido seco, con temperatura media de 270C y humedad relativa media de 72%. La temperatura diaria del aire fluctuó

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 55 - 62

entre 19 y 43 0C con importantes efectos sobre la evapotranspiración del cultivo durante el periodo vegetativo. En la Figura 1 se observa la fluctuación del clima en el área, la declinación drástica de la humedad relativa está asociada al incremento de temperatura y determina los periodos de riego para mantener la disponibilidad de agua para las plantas.

de sequía que determinaron la aplicación de riego suplementario para mantener la humedad del suelo y el normal desarrollo de las plantas. Las frecuentes lluvias durante los primeros 18 días permitieron el establecimiento del cultivo de maíz y el sustento en la fase de plántula. La evaporación fluctuó entre 3 y 8 mm con un valor medio de 4.6 mm/día en el periodo experimental Figura 2.

• Durante el periodo vegetativo del maíz de 105 días, la precipitación alcanzó los 907 mm con distribución irregular en el tiempo; se presentaron lluvias intensas y periodos cortos

Se hizo seguimiento a la humedad del suelo, utilizando tensiómetros, la tensión de agua fluctuó entre 4 y 22 centibares durante la experimentación,

TMAX

TMIN

TSUELO

Temperatura ( C) y humedad relativa (%)

90 80 70 60 50 40 30 20 10

97 10 3

Tiempo (dias)

Figura 1. Climatología durante el periodo experimental Fuente: Autor P

TENSION (Cb)

90 80 70 60 50 40 30 20 10

103

Precipitación-Evaporación

Tiempo (dias)

Figura 2. Precipitación, evaporación y tensión de agua en el suelo durante el periodo vegetativo del maíz Fuente: Autor

A. Torrente: Efecto de la roca fosfórica parcialmente acidulada y calcinada en la producción de maíz

manteniendo los niveles de humedad adecuado en el ambiente edáfico, siendo favorables en los procesos fisiológicos del maíz. Obsérvese que las caídas de energía del agua en el suelo coinciden con la precipitación ocurrida en el lugar, de tal manera que la retención de humedad contribuye a su disponibilidad para las plantas Figura 2.

Resultados y discusión En la altura de plantas se presentaron diferencias significativas entre tratamientos para AP y materia seca a los 50 dds, al 5% (prueba Tukey) en altura de plantas del tratamiento 7 (DAP) en relación con los demás, teniendo esta menor desarrollo vegetativo. Nótese las respuestas de Fosforita-30P en cuanto altura, diámetro y materia seca considerando los demás tratamientos, siendo favorable tanto

en la estimulación vegetativa del maíz como en producción de biomasa. El DAP no expresa en la presente experimentación los resultados esperados a los 50 dds. Para el diámetro de tallo (DT), no se presentaron diferencias estadísticas al 5% para la variable diámetro medio de tallos, lo cual evidencia la uniformidad en las plantas para los distintos tratamientos de la variedad ICA V-305, como se observa en la Tabla 2. Materia seca (MS). Existen diferencias significativas al 5% en el rendimiento de materia seca de maíz. La Fosforita-30P mostró el mayor rendimiento de materia seca (93,9 g) con diferencias significativas respecto a RFC2, el Control y DAP según la prueba de Tukey. La menor cantidad de MS ocurrió con la RFC2 Tabla 2.

Tabla 2. ANOVA - variables altura de plantas, diámetro de tallos y materia seca de maíz a los 50 dds Fuente

CME

Tratamiento

6092

1015

Residual

9988

178.4

Total

16080

(α=0,05)

ANOVA Altura de plantas 5.693

2.27

0.0001

1.75

2.27

0.1271

5.002

2.44

0.0014

ANOVA Diámetro de tallos Tratamiento

1.716

0.286

Residual

9.169

0.163

Total

10.88

Tratamiento

17330

2888

Residual

16170

577.4

Total

33500

ANOVA Materia seca

SC suma de cuadrados, Gl grados de libertad, CME cuadrado medio del error, Fc factor calculado Ft factor tabulado, P probabilidad.

Fuente: Autor

Distribución del fósforo. Se observan diferencias significativas tanto en el suelo como en tejidos foliares de maíz para los distintos tratamientos con fuentes de fósforo aplicados edáficamente. Las diferencias significativas son probadas en el análisis de varianza que se muestra en la Tabla 3.

corresponde al tratamiento control T1, tratamiento testigo que no se le hicieron aplicaciones de fósforo. Los tratamientos con roca calcinada (T5 y T6) presentan mayor concentración de fósforo en el suelo y diferencias significativas comparadas con el resto de los tratamientos evaluados Tabla 4.

El tratamiento 5 (RFC1) registró el mayor nivel de fósforo en el suelo con 74.1 ppm, no existiendo diferencia estadística respecto al tratamiento T6 (RFC2). El menor nivel de fósforo en el suelo

El mayor nivel de fósforo en tejido foliar del maíz (CFM) correspondió al tratamiento 7 - DAP, siendo este significativamente distinto al resto de los tratamientos probados. Los tratamientos 2, 4, 5

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 55 - 62

Tabla 3. ANOVA para las variables fósforo en el suelo y en el tejido foliar de maíz Fuente

CME

Ft (α=0,05)

25.9

2.44

0.0001

45.92

2.44

0.001

Fósforo en el suelo (CFS) Tratamiento

1441

240.1

Residual

259.6

9.273

Total

1700

34 Fósforo en el tejido foliar (CFP)

Tratamiento

1.291

0.2152

Residual

0.1312

0.004686

Total

1.422

Fuente: Autor Tabla 4 Efecto de fuentes de fósforo sobre las variables del maíz Variables medidas en plantas de maíz a los 50 dds Tratamiento

Altura (cm)

T1 – Control

102.44

2.24

79.7

T2- Fosforita 30P

110.67

2.42

T3 - RFPA1

105.44

T4 - RFPA2

Diámetro (cm)

Humedad Materia seca (%) (g/planta)

P Suelo (ppm)

P2O5 Planta (ppm)

43.3

25.44

0.45

68.7

93.9

62.57

0.62

2.39

70.9

76.7

61.79

0.50

107.56

2.63

85.8

47.8

55.56

0.66

T5 - RFC1

101.33

2.53

76.8

48.3

74.10

0.66

T6 - RFC2

95.67

2.20

85.0

24.1

69.25

0.70

T7 – DAP

78.78

2.15

81.6

37.1

59.34

1.09

Media

100.27

2.37

78.4

53.0

62.58

0.67

RFPA: Roca fosfórica parcialmente acidulada al 40% (RFPA1 malla 20 y RFPA2 malla 100) RFC: Roca fosfórica calcinada (sin RFC1 y con serpentina RFC2 al 5%).

Fuente: Autor

y 6 presentan resultados estadísticos similares y con mayor concentración de fósforo foliar que los tratamientos T1 (control) y T3 (RF parcialmente acidulada malla 20), los cuales no se diferencian estadísticamente. Las mejores características morfológicas y desarrollo vegetal se evidenció a los 50 dds en plantas de maíz variedad ICA V-30 (MS) correspondió al T2 (Fosforita-30P), seguido del T3 (RFPA1) Tabla 4. Los resultados para la variable altura y diámetro de plantas, humedad y producción de biomasa expresada en materia seca, se muestran en la Tabla 4. El tratamiento con DAP muestra la mayor absorción de fósforo en tejidos seguido de los tratamientos con RF calcinada. Se reconoció la

acción de DAP sobre la asimilación de fósforo por las plantas, lo que se corroboró con los resultados de la presente investigación. La respuesta de la RF calcinada se debe posiblemente al alto grado de mineralización que sufre este material cuando se somete a elevadas temperaturas, alcanzando niveles de mayor disponibilidad para las plantas. Los resultados muestran que el fósforo promueve la formación vegetativa de la plantación hasta la etapa de fructificación. Se observó la efectividad de la Fosforita-30P en el desarrollo vegetativo de la planta, expresando las mejores características en relación con la altura, diámetro y rendimiento de maíz. Los resultados del maíz a los distintos tratamientos aplicados,

A. Torrente: Efecto de la roca fosfórica parcialmente acidulada y calcinada en la producción de maíz

permitió observar las diferencias en las variables de respuesta, si se tiene en cuenta las deficiencias iniciales del suelo. En la evaluación final, la mejor respuesta en producción correspondió a la RF parcialmente acidulada malla 100 (T4) con 7.8 ton/ ha, seguida de DAP (T7) con 7.0 ton/ha Figura 3. Los rendimientos de maíz en los tratamientos con roca fosfórica calcinada (T5) y roca

fosfórica calcinada con serpentina al 5% (T6), resultaron con rendimientos bajos de 5 y 4.3 ton/ha respectivamente, significando que estos tratamientos no fueron efectivos en la disponibilidad nutricional del suelo para promover mayores rendimientos en la producción de mazorcas, a pesar de la mayor concentración de fósforo en el suelo en relación con el resto de los tratamientos probados.

8 7

Maiz (ton/ha)

6 5 4 3 2 1 0

Tratamientos

Figura 3. Rendimiento de maíz con diversos tratamientos de fósforo Fuente: Autor

Conclusiones • El mayor rendimiento de maíz se obtuvo con aplicación de roca fosfórica parcialmente acidulada malla 100, alcanzando 7.8 ton/ha, no existe diferencia significativa al 5% respecto al rendimiento de maíz con aplicación de DAP. • El cultivo de maíz ICA variedad V-305 responde efectivamente a la fertilización con Fosforita-30P, lo cual demuestra la bondad de la utilización como fuente de nutrimentos para las plantas. • Los pretratamientos de la roca fosfórica, que incluyen procesos de acidulación con ácido sulfúrico y calcinación, más adición de serpentina, no muestran superioridad frente a la aplicación de Fosforita-30P en producción de biomasa y rendimiento a excepción del pretratamiento con roca fosfórica parcialmente acidulada al 40% - malla 100.

• El DAP muestra superioridad en asimilación y reactividad frente a cualquiera de los tratamientos en los que se aplicó roca fosfórica o subproductos de ésta.

Referencias Baquero, J. E., Apolinar, P. y Sánchez L. F. (1990). Comportamiento de rocas fosfóricas nacionales parcialmente aciduladas en sorgo (Sorghum bicolor L. Moench) en un inceptisol de los llanos orientales. Suelos Ecuatoriales, 20(2): 21-29. Benavídez, R.A., Boschetti, N.G., Quintero, C.E., Barrera, R., González, A. (2000). Evaluación de la fertilidad fosfatada de los suelos para los principales cultivos extensivos de Entre Ríos. Ciencia Docencia y Tecnología 21:221-266. Fixen, P. (2003). Dinámica del fósforo en el suelo y en el cultivo en relación al manejo de los

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 55 - 62

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Estudio comparativo de los programas de formación del SENA Regional Valle para la cadena hortofrutícola, comparados con un referente nacional e internacional1 Comparative study of the sena’s regional valle training programs for the fruit-harvesting production chain, compared with a national and international reference1 Recibido: 28-05-2014 Aceptado: 25-09-2014 Víctor Huver Recalde Rincones2

Resumen El presente documento realiza una comparación de la cantidad y áreas de desempeño atendidas por los diferentes programas de formación de: operario, técnico y tecnólogo del SENA Regional Valle, para la cualificación de los trabajadores de la cadena hortofrutícola del Valle del Cauca, los del SENACundinamarca y los de España. Para la comparación se utilizó la metodología de EMBRAPA que propone respecto a estudio comparativos, seleccionar un referente nacional y uno internacional, por lo cual se seleccionó el programa del SENA de Cundinamarca, como referente nacional y los programas de España en lo internacional. Se presenta una brecha en los programas de formación de nivel operario, pues en España esta oferta es de siete, mientras que en el Valle del Cauca y Cundinamarca es cero; para todos los niveles en el área de seguridad y medio ambiente y en el nivel de tecnólogos para el área química, en temas referidos a biotecnología. En relación con el referente nacional que es Cundinamarca, se encuentra igual situación con la oferta de programas en el área de seguridad alimentaria y químico, en el nivel técnico y tecnológico, resaltando el tema sobre biotecnología. Palabras clave: Cadena hortofrutícola, programas de formación, benchmarking, cualificación.

1 Forma parte de la tesis de Maestría en Administración, del autor. Inició en enero de 2013 y concluye en febrero de 2014, teniendo como fuente de financiación al SENA Centro de Diseño Tecnológico Industrial. 2 Colombiano. Msc en Administración, Economista. Instructor SENA Centro de Diseño Tecnológico Industrial. vrecalder@sena.edu.co.

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 63 - 71

Abstract This paper makes a comparison of the amount of performance areas attended by the different training programs of: operators, technicians and technologists of the Regional Valle SENA, for the qualification of the workers on the fruit-harvest production chain of the Valle del Cauca and the ones of Cundinamarca and Spain. For the comparison the EMBRAPA method was used, which proposes a comparative study selecting a national and international reference, therefore the SENA Cundinamarca program was selected as a national reference, and the Spain program as an international one. In the operator training programs a gap is found, in Spain the offer is of seven (7) while in the Valle del Cauca and in Cundinamarca the offer is of zero (0) in all the security and environment program levels, as well as the chemical area at technologist level, in biotechnology related topics. Compared to the national reference Cundinamarca, the situation is equal in the offerings of programs in the Chemical and Food Safety area at technic and technologist level, highlighting biotechnology topics. Keywords: Fruit- harvesting production chain, training programs, benchmarking, and qualification.

Introducción Colombia, a través del Valle del Cauca, aspira a ser en 2032 uno de los principales exportadores de productos hortofrutícolas en el mundo, y para ello requiere que la cadena productiva sea competitiva; uno de los elementos para lograrlo es el talento humano cualificado para el desempeño de sus actividades. En este estudio se hizo una revisión de los programas de formación ofertados por el Servicio Nacional de Aprendizaje SENA en la Regional Valle del Cauca, para los cinco eslabones de la cadena productiva hortofrutícola y estos se comparan con un referente nacional como lo es el SENA del departamento de Cundinamarca, pues este evidencia una alta producción de otros productos agrícolas y a nivel internacional con España por el ser el principal exportador hortofrutícola mundial. En la comparación de los programas de formación, se consideró lo planteado en la metodología de EMBRAPA para la definición de agendas de investigación y desarrollo tecnológico en cadenas productivas agroindustriales, que propone respecto a estudios comparativos un referente

nacional y uno internacional; como referente nacional se seleccionó al del departamento de Cundinamarca, por ser el principal departamento productor de Colombia de los productos agrícolas, según las cifras del 2000 al 2011; como referente internacional a España, por ser el principal exportador hortofrutícola del mundo. Se realizó una descripción del Sistema Nacional de Cualificación y Formación de Colombia y España, para enunciar los programas de formación en cada uno de los niveles de formación ofertados por el SENA Valle del Cauca, Cundinamarca y España y mediante un cuadro comparativo identificar las brechas en términos de programas de formación para la cadena hortofrutícola vallecaucana, considerando la oferta de España y Cundinamarca.

Metodologia La cadena productiva de frutas y hortalizas está compuesta por cinco eslabones productivos: Proveedores de materias primas, herramientas, máquinas y equipos • Viveristas • Productores de frutas y hortalizas

V. Recalde: Estudio comparativo de los programas de formación del SENA Regional Valle para la cadena hortofrutícola, comparados con un referente nacional e internacional

• Comercializadores • Agroindustriales Los eslabones requirieron de talento humano capacitado para desempeñar las diferentes actividades que permitieron obtener productos competitivos en el mercado, lo que se logró en la medida que desde el primero hasta el último eslabón realizaron las labores eficientemente. Para el Valle del Cauca, el volver competitiva su cadena hortofrutícola es todo un reto, ya que es considerado por el gobierno nacional como un sector de clase mundial, que se impulsará para llegar a mercados internacionales, donde es llamado a ser el líder nacional en producción de frutas y hortalizas, tras lograrse posicionar como el principal productor de frutas y sexto en hortalizas en Colombia para el 2010 (Ministerio de Salud, 2013), y para ello, uno de los factores que permitió el cumplimiento de este objetivo fue el nivel de cualificación del talento humano que se desempeñó en la misma. Considerando lo anterior, se realizó un comparativo de los programas de formación para el trabajo y tecnólogos con los que cuenta el Valle del Cauca, para la cualificación del talento humano de la cadena hortofrutícola, frente a un referente nacional como lo es Cundinamarca, por ser el primer departamento al revisar las cifras de valor agregado de los cultivos de otros productos agrícolas diferentes al café, del 2000 al 2011 en Colombia y en lo internacional con España al ocupar en 2012 la segunda posición como principal exportador de frutas y hortalizas del mundo. Para analizar los programas de formación ofertados para la cualificación de los trabajadores de la cadena hortofrutícola en Colombia y España, se presenta una descripción del sistema nacional de cualificaciones y formación profesional de España, así como la formación para el trabajo brindada por el Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA. Sistema Nacional de Cualificaciones y formación profesional de España – SNCFP: Establecido por la Ley Orgánica 5/2002, de 19 de junio, formado por instrumentos y acciones necesarios para promover y desarrollar la integración de las ofertas de la formación profesional, así como la evaluación y acreditación de las correspondientes competencias profesionales. Se creó para dar

respuesta a las demandas de cualificación de las personas y de las empresas en una sociedad en continuo proceso de cambio e innovación; sus objetivos son: orientar la formación a las demandas de cualificación de las organizaciones productivas, facilitar la adecuación entre la oferta y la demanda del mercado de trabajo, extender la formación a lo largo de la vida, más allá del periodo educativo tradicional, y fomentar la libre circulación de trabajadores, por lo que cumple una función esencial en lo laboral y en lo formativo. Utiliza como instrumento el Catálogo Nacional de Cualificaciones Profesionales (CNCP) para ordenar las cualificaciones profesionales susceptibles de reconocimiento y acreditación y que han sido identificadas en el sistema productivo, una vez que se han determinado las competencias apropiadas para el ejercicio profesional. Instituto Nacional de Cualificaciones de España, (2012). Los principales objetivos del CNCP son: posibilitar la integración de las ofertas de formación profesional, adecuándolas a las características y a las demandas del sistema productivo y servir de referente para evaluar las competencias profesionales. Comprende las cualificaciones profesionales más significativas del sistema productivo español y además, incluye el contenido de la formación profesional asociada a cada cualificación. Presenta una estructura de módulos formativos articulados en un Catálogo Modular de Formación Profesional (CMFP). El Instituto Nacional de las Cualificaciones (INCUAL) es el responsable de definir, elaborar y mantener actualizado el CNCP y el correspondiente CMF. Las cualificaciones profesionales que integran el Catálogo Nacional de Cualificaciones Profesionales se ordenan por familias profesionales y por niveles de cualificación teniendo en cuenta criterios de la UE. Las 26 familias profesionales en las que se estructura se determinaron según criterios de afinidad de la competencia profesional. Los cinco niveles de cualificación profesional existentes se establecieron en atención a la competencia requerida por las actividades productivas, considerando entre otros, los siguientes criterios: conocimientos, iniciativa, autonomía, responsabilidad y complejidad de la actividad desarrollada.

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Para el sector hortofrutícola sólo hay cualificación profesional de los tres primeros niveles. • Nivel 1: Competencia es un conjunto reducido de actividades de trabajo, relativamente simples, correspondientes a procesos normalizados, en los que los conocimientos teóricos y las capacidades prácticas aplicadas son limitados. • Nivel 2: Competencia es un conjunto de actividades profesionales bien determinadas, para las cuales se necesita la capacidad de utilizar instrumentos y técnicas propias; concierne principalmente a un trabajo de ejecución que puede ser autónomo en el límite de dichas técnicas. Requiere conocimientos de los fundamentos técnicos y científicos de su actividad y capacidades de comprensión y aplicación del proceso. • Nivel 3: Competencia es un conjunto de actividades profesionales que requieren el dominio de diversas técnicas y pueden ser ejecutadas en forma autónoma. Comporta responsabilidad de coordinación y supervisión de trabajo técnico y especializado. Exige la comprensión de los fundamentos técnicos y científicos de las actividades y la evaluación de los factores del proceso y de sus repercusiones económicas. La cualificación profesional es el conjunto de competencias profesionales significativas para el empleo y pueden ser adquiridas mediante formación modular u otros tipos de formación así como a través de la experiencia laboral. Una persona está cualificada cuando, en el desarrollo de su trabajo, obtiene unos resultados que están al nivel demandado por el sistema productivo. La cualificación no regula la profesión. La competencia profesional de una persona se refleja en el conjunto de conocimientos y capacidades que le permitieron el ejercicio de la actividad profesional conforme a las exigencias de la producción y el empleo. La competencia general de una cualificación profesional describe de forma abreviada el cometido y las funciones esenciales del profesional. El Catálogo Nacional de Cualificaciones Profesionales, elaborado por el Instituto Nacional

de las Cualificaciones, regula los certificados de profesionalidad y permanece en continua actualización. La mayor parte de los cursos que ofertan los servicios públicos de empleo son los relacionados con los certificados de profesionalidad, los cuales son un documento de carácter oficial y con validez en todo el territorio nacional, que tiene por finalidad acreditar las competencias profesionales adquiridas por alguna de las siguientes vías: • Vía formativa: Formación profesional y formación continua (actualmente formación profesional para el empleo), y por otras vías no formales de formación. • Vía de experiencia laboral debidamente acreditada. • Vía formativa – experiencia laboral: Programas de formación y empleo, contratos de aprendizaje y para la formación. Los Certificados de Profesionalidad están regulados por el RD 34/2008 de 18 de enero y abarcan las acciones formativas dirigidas a la adquisición y mejora de las competencias y cualificaciones profesionales. La oferta formativa, dirigida a la obtención de los Certificados de Profesionalidad, tiene un carácter de Módulos Formativos, para que se pueda favorecer la acreditación parcial acumulable de la formación recibida y hacer posible que el trabajador avance en su itinerario de formación profesional (Formación para el Empleo o Formación Profesional), cualquiera que sea su situación laboral en cada momento. Cada Certificado de profesionalidad acredita una Cualificación Profesional del Catálogo Nacional de Cualificaciones Profesionales (CNCP) y los Módulos Formativos del Certificado de Profesionalidad son los mismos del Catálogo Modular de Formación Profesional (Calvo,2009). En el ejercicio comparativo se asociaron los certificados de profesionalidad, de acuerdo con el nivel de cualificación a los niveles de formación para el trabajo del SENA, así: El nivel 1 con operarios, nivel 2 con técnicos y nivel 3 con tecnólogos. La duración de los certificados de profesionalidad osciló entre 210 a 820 horas. Sistema Nacional de Formación para el Trabajo Colombia: El Ministerio de la Protección Social,

V. Recalde: Estudio comparativo de los programas de formación del SENA Regional Valle para la cadena hortofrutícola, comparados con un referente nacional e internacional

con el decreto 1120 de 1996, señala para el SENA la responsabilidad de liderar en el país la creación de un Sistema Nacional de Formación para el Trabajo y lo faculta para proponer políticas y trazar directrices a nivel nacional, sobre la formación profesional para el trabajo, de modo que se garantice la calidad, pertinencia, eficacia y cobertura requeridas para promover la educación permanente a través de la cadena de formación.

Los tipos de programas son:

El Gobierno Nacional, mediante Documento CONPES 2945 de 1997, estableció la necesidad de conformar un Sistema Nacional de Formación para el Trabajo, liderado por el SENA, con las entidades que ofrecen educación técnica, tecnológica y formación profesional en el país, para elevar el nivel de calificación y competencia de la fuerza laboral, mediante alianzas entre estas entidades y los sectores productivo y gubernamental (SENA, 2013).

• Técnicos: Programas de formación que buscan que los aprendices adquieran competencias motrices y cognitivas, socio-afectivas y comunicativas para desarrollar actividades determinadas y solucionar problemas en un rango definido de áreas funcionales con respuestas predecibles; que comprendan y apliquen el proceso productivo, que utilicen instrumentos y técnicas definidos, que ejecuten operaciones para obtener resultados concretos y responder por su propio trabajo. Duración: 12 meses.

El SNFT está conformado por tres sistemas interrelacionados e integrados: Normalización de competencias laborales; evaluación y certificación de competencias laborales y formación con base en competencias laborales. Se enfatizó en los programas de formación, orientados a preparar a las personas para desempeñar oficios y ocupaciones requeridas por los sectores productivos y sociales, con el fin de satisfacer necesidades del nuevo talento o de cualificación de trabajadores -que estén o no vinculados al mundo laboral-, en los niveles operativo, técnico o tecnológico. Su duración oscila entre 880 y 3.520 horas, y contempló las etapas: • Etapa lectiva: Periodo en el cual el alumno participa de actividades de formación profesional integral en las aulas y otros ambientes requeridos para el logro de los resultados de aprendizaje. Este periodo se determinó de acuerdo con el diseño curricular de los diferentes programas de formación. • Etapa productiva: Periodo en el cual el alumno aplica los conocimientos, habilidades y destrezas desarrollados en la etapa lectiva. En esta fase, la empresa participa de la acción formativa del alumno, y el acompañamiento y la asesoría son fundamentales para el logro de los objetivos de formación establecidos, a partir de criterios y estrategias concretos.

• Operarios y auxiliares: Son programas de formación profesional que permiten el desarrollo de competencias laborales específicas básicas, transversales y de desarrollo humano, relacionadas con las áreas de desempeño y el perfil idóneo para ejecutar funciones productivas. Duración: 6 a 12 meses.

• Tecnológicos: Programas de formación que buscan que los aprendices adquieran las competencias cognitivas, socio–afectivas y comunicativas para aplicar el conocimiento técnico y tecnológico que solucione problemas estratégicos del área, que coordine y supervise actividades interdisciplinarias en los campos de la técnica y la tecnología, que organice y maneje recursos, que gestione proyectos productivos, que comunique ideas, que responda por los resultados de su trabajo y de otros que estén bajo su control, y que asuma con ética los roles sociales y organizacionales propios de su entorno. Se orientarán igualmente a desarrollar las competencias necesarias para garantizar la interacción de lo científico con lo instrumental y lo operacional con el saber tecnológico. Duración: 24 meses SENA (2003). En la Tabla 1 se presentan los programas de formación ofertados por el SENA Regional Valle del Cauca, Regional Cundinamarca y por España, para la cadena hortofrutícola.

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Tabla 1. Niveles de formación para el trabajo en España, Cundinamarca y Valle del Cauca para la cadena hortofrutícola Nivel de Formación

España

Valle del Cauca

Cundinamarca

Agraria: Actividades auxiliares en agricultura. Actividades auxiliares en viveros, jardines y centros de jardinería.

Operario

Industria Alimentaria Operaciones auxiliares de elaboración en la industria alimentaria. Operaciones auxiliares de mantenimiento y transporte interno en la industria alimentaria. Comercio y Marketing Actividades auxiliares de almacén Actividades auxiliares de comercio Seguridad y Medio Ambiente Limpieza en espacios abiertos e instalaciones industriales. Agraria Tratamientos agroquímicos y biológicos. Cultivos herbáceos. Fruticultura. Horticultura y floricultura. Agricultura ecológica. Actividades de floristería. Producción de semillas y plantas en vivero.

Técnico

Industria alimentaria Fabricación de conservas vegetales. Obtención de aceites de semillas y grasas. Fabricación de productos de tueste y de aperitivos extrusionados. Comercio y marketing Actividades de venta. Cajero. Seguridad y Medio Ambiente. Mantenimiento higiénico-sanitario de instalaciones susceptibles de proliferación de microrganismos nocivos y su diseminación por aerosolización. Servicios para el control de plagas.

Agraria Manejo de Viveros. Cultivos agrícolas. Manejo y comercialización de frutas y verduras en almacenes de cadena. Producción agropecuaria. Industria Alimentaria Agroindustria alimentaria. Procesamiento de Frutas y hortalizas. Comercio y Marketing Comercialización de Alimentos. Venta de productos y servicios. Seguridad y Medio Ambiente Producción Agrícola Ecológica. Explotaciones agropecuarias ecológicas.

Agraria Cultivos agrícolas. Manejo de Viveros. Manejo empresarial de la finca. Mecánica rural. Producción Agropecuaria. Industria alimentaria Agroindustria alimentaria. Comercio y marketing Manejo y Comercialización de alimentos. Formulación y gestión de proyectos agropecuarios. Seguridad y medio ambiente. Vigilancia y control de los factores de riesgos del consumo y del ambiente (saneamiento). Explotaciones agropecuarias ecológicas. Químico Producción biotecnológica de material vegetal.

V. Recalde: Estudio comparativo de los programas de formación del SENA Regional Valle para la cadena hortofrutícola, comparados con un referente nacional e internacional

Tabla 1. Niveles de formación para el trabajo en España, Cundinamarca y Valle del Cauca para la cadena hortofrutícola (Continuación) Nivel de Formación

España

Valle del Cauca

Agraria Gestión de la producción agrícola. Arte floral y gestión de las actividades de floristería. Gestión de la producción de semillas y plantas en viveros. Industria Alimentaria Industrias de conservas y jugos vegetales.

Tecnólogo

Comercio y Marketing Gestión administrativa y financiera del comercio internacional. Atención al cliente, consumidor o usuario. Tráfico de mercancías por carretera. Asistencia a la investigación de mercados. Gestión comercial de ventas. Gestión y control del aprovisionamiento. Marketing y compraventa internacional. Organización del transporte y la distribución. Organización y gestión de almacenes. Control y formación en consumo Químico Ensayos microbiológicos y biotecnológicos. Análisis biotecnológico. Organización y control de procesos y realización de servicios biotecnológicos. Análisis Químico.

Agraria Agricultura de precisión. Riego, drenaje y manejo de suelos agrícolas. Producción Agrícola. Gestión de empresas agropecuarias. Mecanización Agrícola. Producción agropecuaria ecológica Administración de empresas agropecuarias. Industria alimentaria Procesamiento de Alimentos Control de calidad de alimentos. Comercio y marketing Biocomercio sostenible. Gestión de mercados Manejo postcosecha y comercialización de frutas y hortalizas.

Cundinamarca Agraria Mecanización agrícola. Producción agrícola. Gestión de empresas agropecuarias. Riego, drenaje y manejo de suelos agrícolas. Industria alimentaria Control de calidad de alimentos. Procesamiento de alimentos. Comercio y marketing Biocomercio Sostenible. Seguridad y medio ambiente Producción más limpia. Producción agropecuaria ecológica. Gestión en comunidades étnicas de proyectos agropecuarios sostenibles. Químico Agrobiotecnología.

Fuente: Observatorio de las ocupaciones de España (2012); Ministerio de Agricultura(2009); SENA (2013).

En la Tabla 2 se presenta el número de programas de formación por cada nivel de formación en España, el Valle del Cauca y Cundinamarca. Tabla 2. Programas de formación por cada nivel para la cadena hortofrutícola en España, Cundinamarca y Valle del Cauca Nivel de Formación

España

Valle del Cauca

Cundinamarca

Operario

Técnico

Tecnólogo

Total

Fuente: Autor

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En la Figura 1 se presentan las brechas por nivel de formación, considerando a España como referente. En los programas técnicos y tecnológicos existe una gran brecha para la oferta de programas de nivel operario, donde se resalta a España como líder; el Valle de Cauca debe considerar la formulación de programas a este nivel, pues el personal de base que se desempeña en la cadena hortofrutícola solo

cuenta con formación de básica primaria, lo que limita su acceso. En los programas de nivel técnico y tecnológicos la brecha es menor en relación con España, y entre el SENA Regional Valle y Cundinamarca es muy estrecha, sin embargo es interesante revisar la opción de que se apropien programas en el área de biotecnología vegetal y saneamiento de la regional Cundinamarca, que se encuentran dentro del catálogo de programas SENA.

Figura 1 Análisis de brechas por nivel de formación teniendo como referente a España vs Valle del Cauca y Cundinamarca. Fuente: Autor

Conclusiones • Con la información presentada, de la configuración formativa del Valle del Cauca Vs. España, se encuentran faltantes en programas de formación a nivel de operarios y para todos los niveles en el área de seguridad y medio ambiente y a nivel de tecnólogos en el área química, en temas referidos a biotecnología. • Con relación al referente nacional, que es Cundinamarca, se encuentra igual situación con la oferta de programas en el área de seguridad alimentaria y químico de nivel técnico y tecnológico, resaltando principalmente aquellos referidos a la biotecnología. • El buen posicionamiento nacional e internacional que tienen las cadenas hortofrutícolas de Cundinamarca y España,

conllevan a reflexionar sobre la oferta que el SENA pueda realizar sobre programas de formación a nivel de operario en los diferentes eslabones de la cadena, en áreas como la seguridad y medio ambiente, y a nivel del técnico y tecnólogo en biotecnología, considerando que el Valle del Cauca es llamado a ser líder nacional hortofrutícola • Es importante resaltar lo planteado por Recalde (2013), frente a que no se cuenta con programas de formación de operarios en el Valle del Cauca, pues el nivel de formación de algunos cargos ocupacionales que se encuentran en el eslabón de viveristas, productores y comercializadores es de bachiller o por debajo de esta, lo cual limita su acceso a la cualificación, dados los requisitos previos para acceder a formación de nivel técnico o tecnológico.

V. Recalde: Estudio comparativo de los programas de formación del SENA Regional Valle para la cadena hortofrutícola, comparados con un referente nacional e internacional

• Finalmente, es importante para el SENA como institución líder en formación para el trabajo, que incorpore en el plan de diseño curricular de la red agrícola, la elaboración de programas de formación como los ofertados por Cundinamarca y España, quienes son referente nacional e internacional de cadenas hortofrutícolas competentes, escenario al cual se desea llegar para el departamento del Valle del Cauca.

Referencias Calvo, M. (2009). 30 preguntas sobre las cualificaciones profesionales y formación profesional. Recuperado de http://www. certificadodeprofesionalidad.org/ficheros/ preguntas-cualif-fp.pdf Departamento Nacional de Estadística. (2012). Cifras Dane, porcentaje de participación del valor agregado en Colombia en miles de millones de pesos del 2000 al 2011, por cultivos de otros productos agrícolas, a precios constantes del 2005 Recuperado de http:// www.dane.gov.co/files/investigaciones/ boletines/pib/bolet_PIB_IVtrim11.pdf Instituto Nacional de Cualificaciones de España. Sistema Nacional de cualificaciones y Formación Profesional.(2012). Sistema nacional de cualificaciones y formación profesional. Recuperado de http://www. educacion.gob.es/educa/incual/ice_incual. html

Ministerio de Salud y Protección Social, Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura – FAO. (2013). Perfil Nacional de Consumo de frutas y verduras en Colombia. p 212 y 226. Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural. (2009). Manual metodológico para la definición de agendas de investigación y desarrollo tecnológico en cadenas productivas agroindustriales. Recuperado de http:// www.bdigital.unal.edu.co/2079/1/2009__ Manual_I.pdf Observatorio de las ocupaciones de España.(2012). El estudio prospectivo: El sector hortofrutícola en España, SEPE, España, .pp. 106 - 108 Recalde, R., V. (2013). Agenda prospectiva de investigación y formación de la cadena hortofrutícola Vallecaucana, en el horizonte del 2032, desde el SENA Regional Valle del Cauca. SENA. p. 155 Servicio Nacional de Aprendizaje. (2003). Sistema Nacional de Formación para el trabajo. Enfoque colombiano. SENA. Recuperado de www.sena.edu.co/oportunidades/ formacion/Programas%20de%20Formacion/ Paginas/Programas-de-Formacion.aspx Servicio Nacional de Aprendizaje. (2013). Sofia plus. Recuperado de http://senasofiaplus. info/

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014,

Cambio climático y agrobiodiversidad Climate Change and Agrobiodiversity Recibido: 25-09-2014 Aprobado: 29-11-2014 Carlos Iván Cardozo Conde1

Resumen Uno de los principales retos de la humanidad es garantizar la seguridad alimentaria global. Desde los años 60´s se han venido realizando esfuerzos por aumentar la producción de alimentos para una población creciente. Los programas de mejoramiento juegan un papel importante, al igual que las comunidades de medianos y pequeños agricultores quienes conservan un alto porcentaje de la variabilidad genética de los principales cultivos mediante sistemas locales de producción. Nuevas tecnologías se han incorporado, como la biotecnología, la agricultura eco-eficiente, la agricultura inteligente, con el fin de desarrollar sistemas productivos sostenibles. Si bien, el suministro de alimentos se ha incrementado, los fenómenos del Calentamiento Global -CG y el Cambio climático -CC aparecen como una amenaza, pues sus efectos sobre aspectos fenológicos y fisiológicos de los cultivos, estimados mediante modelación, pronostican una fuerte reducción en la biodiversidad y en los rendimientos de los cultivos a nivel mundial, con variaciones según las regiones. En este sentido, es necesario iniciar planes de adaptación oportunos y acordes con los niveles de vulnerabilidad según los diferentes países. Ante esta situación, una estrategia para adaptarse a los escenarios futuros que plantea el Calentamiento Global, es incorporar la mayor biodiversidad posible y disponible en programas de mejoramiento. En este contexto se requiere de gran creatividad, para no solo mantener sino aumentar los rendimientos de los cultivos y mitigar la pérdida de recursos naturales con el fin de garantizar la seguridad alimentaria mundial. Palabras clave: Calentamiento global, cambio climático, seguridad alimentaria, biodiversidad

Abstract One of humanities major challenges is to ensure global food security. Since the 60’s efforts have been made to increase food production for a growing population. Breeding programs have been playing an important role, as well as the communities of medium and small farmers who retain a high percentage

1 Colombiano. Ph.D Profesor Asociado, Universidad Nacional de Colombia, sede Palmira. cicardozoc@unal.edu.co

C. Cardozo: Cambio climático y agro-biodiversidad

of genetic variability of major crops through local production systems. New technologies have been incorporated such as biotechnology, eco-efficient agriculture, and intelligent agriculture to develop sustainable production systems. While the food supply has increased, the phenomena of global warming- GW and climate change -CC appear as a threat, because of its effects on phenological and physiological aspects of crops, estimated by modeling, forecasting a strong reduction in biodiversity and crop yields worldwide with regional variations. As far as these concerns, it’s necessary to make well-timed adaptation plans consistent with the vulnerability levels in different countries. In this situation, a strategy to adapt to future scenarios posed by GW; is to incorporate the most biodiversity possible and available in breeding programs. This context requires great creativity to not only maintain but to increase crop yields and ease the loss of natural resources in order to ensure global food security. Keywords: Global warming, climate change, food security, biodiversity

Introducción Hasta hace relativamente pocos años, los retos de la agricultura fueron cómo lograr más alimentos y acceso para una población en continuo crecimiento. En la llamada Revolución Verde (años 60´s) se dieron grandes adelantos desde el punto de vista de la fisiología de las especies, los sistemas intensivos de producción y el fitomejoramiento, lo que permitió lograr incrementos significativos en los rendimientos de las especies cultivadas. Posteriormente hacia los años 80´s surge una preocupación sobre la necesidad de conservar el medio ambiente y se añade un nuevo reto: Cómo mejorar la producción, la disponibilidad y el acceso pero con sistemas de producción sostenibles, llegando a pensar inclusive en sistemas menos productivos pero ambientalmente sostenibles; esta premisa, por supuesto, no contribuye a la solución del problema, lo que nos exige ser más creativos para lograr mejorar los rendimientos de los cultivos con tecnologías que afecten mínimamente el medio ambiente e incorporando nuevas tecnologías como la biotecnología, la agricultura de precisión, la agricultura ecoeficiente, prácticas climáticamente inteligentes (FAO, 2010) entre otras. Hoy día, aún tenemos en el planeta cerca de 870 millones de personas con problemas de hambre (FAO, 2013), es decir el problema sigue sin resolver, pero adicionalmente,

en los últimos 20 años un nuevo reto apareció: el Calentamiento Global (CG). El IPCC fue creado en 1988, para abordar mediante investigación científica este fenómeno frente al escepticismo de algunos sectores de la comunidad científica. Si bien, los primeros informes del IPCC planteaban como una posibilidad que estuviese ocurriendo un calentamiento del planeta, los informes más recientes (2013) concluyen de manera inequívoca que es un fenómeno real, donde la contribución antrópica, en la emisión de gases efecto invernadero (GEI), ha sido determinante como causa y con efecto real en el cambio climático (CC). (IPCC, 2013). Durante las últimas décadas, y con base en múltiples modelos climáticos de circulación (GMC´s) y diferentes escenarios del desarrollo mundial se ha venido documentando el impacto del CG en los componentes del sistema climático, lo que ha causado cambios dramáticos en el clima terrestre, incrementando desastres causados por la distribución de la precipitación (sequías –inundaciones) como también efectos en los rendimientos de las especies cultivadas que pueden afectar notablemente la seguridad alimentaria (Reddy and Pachepsky, 2000). El objeto de esta reflexión es contribuir a sensibilizar sobre la amenaza que el CG representa para la seguridad alimentaria, al igual que el papel de la agrobiodiverisdad para acciones de adaptación al fenómeno.

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 72 - 79

El Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) en Colombia, con la contribución de Programas como Decision and Policy Analysis (DAPA), Climate Change, Agriculture and Food Security (CCAFS) y organizaciones como Bioversity International, han venido desarrollando investigación científica que ha permitido documentar el impacto del CC en la producción de cultivos en el presente y el futuro. Estos estudios permiten además trazar estrategias de adaptación y/o mitigación con la debida anticipación, también contribuye con los gobiernos para la toma de decisiones y para definir una política pública que les permita enfrentar las grandes amenazas que el CG y el CC causarán en aspectos sociales, en infraestructura, en salubridad, en pérdida de biodiversidad, en desertificación de los suelos, en recursos hídricos, entre otros. Recientemente, CCAFS y colaboradores han venido documentando el impacto del CG y el CC en Centroamérica mediante la publicación de una serie llamada Estado del arte en cambio climático, agricultura y seguridad alimentaria, por países como República Dominicana, El Salvador y Guatemala. Es importante distinguir algunos conceptos que pueden ser tomados en algunos casos como sinónimos. El CG se relaciona con la tendencia al incremento de la temperatura global de la tierra y se atribuye en los últimos 160 años al efecto del aumento de los gases efecto invernadero, especialmente del CO2 a partir de la industrialización, el transporte, la contaminación, el uso de combustibles fósiles y la tala de bosques entre otros. El Cambio Climático, incorpora al CG e incluye todas las variaciones del clima que han ocurrido durante millones de años de evolución de la tierra, por causas como la actividad del sol, circulación oceánica, actividad volcánica, entre otros. Por otro lado, el clima se define como el estado promedio del tiempo y por tanto, el cambio climático y el estado del tiempo se confunden. Si bien el clima y el estado del tiempo se relacionan estrechamente, existen diferencias importantes entre ambos. Una confusión común entre el clima y el estado del tiempo surge al preguntar a científicos cómo pueden predecir qué será el clima dentro de 100 años, si no pueden predecir cuál será el estado del tiempo dentro de unas semanas. La naturaleza caótica del estado del tiempo hace impredecible cualquier pronóstico, más allá de unos pocos días. La proyección de cambios en el clima (es decir, el estado del tiempo promedio a largo plazo) debido a cambios en la composición

atmosférica u otros factores, resulta una cuestión muy diferente y mucho más manejable. Impactos en la producción de los cultivos se han realizado para maíz, trigo y arroz (Howden and O’Leary, 1997; Challinor and Wheeler, 2008). La productividad de los cultivos y los balances de agua en el suelo se han estudiado con modelos de crecimiento de los cultivos con diferentes modelos climáticos globales Tabla 1. Dichos modelos se aplican con diferentes escenarios, determinados por el IPCC. Un escenario climático es una descripción razonable del clima futuro basada en un rango de asunciones climatológicas, pero también de cómo podría ser en el futuro la tasa de crecimiento poblacional, los factores sociales y económicos, el desarrollo de tecnologías limpias, la adopción de nuevas tecnologías. La variabilidad climática es uno de los factores más importantes que influencia año a año la producción de cultivos, incluso en áreas con especies de alto rendimiento y alta tecnología agrícola, lo que incrementa, junto con la disponibilidad de agua, la incertidumbre con respecto a la seguridad alimentaria (Reddy and Pachepsky, 2000). En este sentido es válido determinar los impactos del cambio climático en la producción de cultivos, con el fin de desarrollar estrategias de adaptación. En muchos países del mundo se predicen aumentos en la temperatura de la superficie terrestre para los años 2030-2050. Se pronostica que habrá un aumento promedio en 2°C por lo que todas las regiones del planeta serán más cálidas. Obviamente, habrá efectos regionales diferentes, es así como las temperaturas medias de primavera en regiones de USA, presentarán un aumento entre 3.7 °C a 6.4 °C; algo parecido se prevé que va a ocurrir en China y en Rusia. Del mismo modo, durante el otoño en Harbin, la temperatura media del aire aumentará entre 4.8 °C y 8.8 °C (IPCC, 2007; (Jaggard et al., 2010; El-Sharkawy y Mejía, 2011). Las tendencias de calentamiento en el hemisferio norte son lo suficientemente grandes como para que los ciclos de cultivos de soya, maíz, patata y remolacha se alarguen considerablemente, lo que debe generar aumento en el rendimiento, siempre y cuando se disponga de suficiente agua para los cultivos. Este aparente cambio en los patrones de calentamiento podría incidir en un efecto positivo de impacto en la productividad agrícola en estas regiones. Tal variación se debe a una distribución desigual del calor solar, a las respuestas individuales

C. Cardozo: Cambio climático y agro-biodiversidad

Tabla 1. Modelos de circulación general usados por escenarios. Model

Vintage

Country

Sponsors

Horizontal resolution

Simulated data used in slope analysis

BCC-CMI

2005

China

Beijing Climate Center

1.9 x 1.9L16

1871-2100

BCCR-BCM2.0

2005

Norway

Bjerknes Ceter for Climate Reserch

1.9 x 1.9L31

1850-2099

CCSM3

2005

USA

National Centerfor Atmospheric

1.4 x 1.4L26

1870-2099

2.8 x 2.8L31

1850-2100

CCCM3.1(T 47)

2005

Canada

Canadian Center for Climate Modelline y Analysis

CCCM3.1(T 63)

2005

Canada

Canadian Center for Climate Modelling &Analysis

1.9 x 1.9L31

1850-2100

CNRM-CM3

2004

France

Météo-France/centre National de Recherches Météorologiques

1.9 x 1.9L45

1860-2090

CSIRO-Mk3.0

2001

Australia

CSIRO Atmospheric Reserch

1.9 x 1.9L18

1871-2100

ECHAM5/MPI-OM

2005

Germany

Max Planck Institute for Meteorology

1.9 x 1.9L31

1860-2100

ECHO-G

1999

Germany/ Korea

Meteorological Institute of the University of Bonn, Meteolological Reserch Institute of KMA, and Model

3.9 x 3.9L19

1860-2100

FGOALS-g1.0

2004

China

LASG/Institute of Atmospheric

2.8 x 2.8L26

1850-2099

GFDL-CM2.0

2005

USA

US Dept. of Commerce/ NO AA/ Geophysical Fluid Dynamics Laboratory

2.0 x 2.5L24

1861-2100

GFDL-CM2.1

2005

USA

US Dept. of Commerce/ NO AA/ Geophysical Fluid Dynamics Laboratory

2.0 x 2.5L24

1861-2100

GISS-AOM

2004

USA

NASA/Goddard Institute for Sapace Studies

3.0 x 4.0L12

1850-2100

GISS-EH

2004

USA

NASA/ Goddard Institute for Sapace Studies

4.0 x 5.0L20

1880-2099

GISS-ER

2004

USA

NASA/ Goddard Institute for Sapace Studies

4.0 x 5.0L20

1880-2100

INM-CM3.0

2004

Russia

Institute for Numerical Mathematics

4.0 x 5.0L21

1871-2100

IPSL-CM4

2005

France

Institute Pierre Simon Laplace

2.5 x 3.75L19

1860-2100

MIRO C3.2 (hires)

2004

Japan

Center for Climate System Research

1.12 x 1.12L56

1900-2100

MIRO C3.2 (medres)

2004

Japan

Center for Climate System Research

2.8 x 2.8L20

1850-2100

MRI-CGCM2.3.2

2003

Japan

Meteorological Research Institute

2.8 x 2.8L30

1851-2100

2.8 x 2.8L26

1890-2099

PCM

1998

USA

National Center for Atmospheric Research

UKMO-HadCM3

1997

Hadley Center for Climate Prediction and Research/Met Office

2.5 x 3.75L19

1860-2099

UKMO-HadGEM1

2004

Hadley Center for Climate Prediction and Research/Met Office

1.25 x 1.9L38

1860-2098

Fuente: Suppiah et al., 2007

de la atmósfera, los océanos y la superficie terrestre, a las interacciones entre ellos, y a las características físicas de las regiones (IPCC, 2007); Jaggard et al., 2010; El-Sharkawy y Mejía, 2011). Los efectos en los rendimientos y según el escenario y el modelo que se utilice estiman decrecimientos entre el 1% y el 7% de la producción mundial de cereales, con un efecto más negativo en los países

en desarrollo (-9% hasta -11%), esto como ya se mencionó se debe a que en los países de latitudes altas las estaciones de crecimiento son más limitadas por las bajas temperaturas y por ende un aumento en temperatura aumentará las estaciones de crecimiento de los cultivos. Otro efecto colateral del CG en la agricultura es la variación que puede causar en los sistemas

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 72 - 79

económicos, por la alteración de los precios de los alimentos por una combinación de factores como reducción de la oferta, aumento de la demanda, aumento del consumo por la mejora económica de países como India y China, por ejemplo. Se estima que existen aproximadamente 15 (± 1) mil millones de hectáreas libres de hielo en la superficie terrestre. De estas, aproximadamente el 10% se utilizan en cultivos; el 23% en pasturas; el 29% en bosques; estos tres juntos representan algo más que el 60% de la tierra disponible del planeta (Houghton, 1990; FAO, 2007) y son los recursos naturales disponibles para alimentar a 7 mil millones de personas que existimos actualmente y que podrían ser 10 mil millones en 2060 según proyecciones de (FAO, 2007). En la actualidad, cerca de mil millones de personas, especialmente en países en desarrollo, presentan algún tipo de deficiencia alimentaria (FAO, 2013) y esto podría empeorar como consecuencia del calentamiento global. En este contexto se requiere de gran creatividad para no solo mantener sino aumentar los rendimientos de los cultivos y mitigar la pérdida de recursos naturales, con el fin de garantizar la seguridad alimentaria mundial. Evaluaciones de la FAO indican que los agro-ecosistemas están expuestos a las amenazas de la variabilidad climática estacional y en largo plazo al cambio climático, además de su degradación por las actividades humanas. Por otro lado, el aumento de las concentraciones de CO2 por efecto de las actividades humanas se ha estudiado en algunos cultivos encontrando que las especies C3 como el arroz y el trigo podrían salir beneficiadas con incrementos en rendimiento, al igual que algunas leguminosas como la soya, el fríjol y el maní a diferencia de las C4 como maíz y sorgo. El aumento de la concentración de CO2 mejoró los rendimientos de maíz y soya en un 9% y 14% respectivamente (McGrath and Lobell, 2011). No menos relevante debe ser considerado el impacto del CC en la disponibilidad del agua pues es crítico para el desarrollo de los cultivos. Los cambios en la distribución de lluvias son más importantes que los cambios en los promedios anuales (Gornall et al., 2010). En el pasado las inundaciones han llevado a grandes reducciones en la producción de los cultivos y en términos globales

los eventos de inundaciones vienen aumentando y afectando grandes áreas de producción de los principales cultivos alimenticios. Los cambios anormales en el sistema climático tienen implicaciones en el largo plazo para la viabilidad de los ecosistemas, ya que cuando cambian los patrones climáticos también cambian la distribución espacial de las zonas agroecológicas, la dinámica de los hábitats para las especies de animales y plantas, las estructuras y biomasa de los ecosistemas y la diversidad genética de variedades locales, los patrones de distribución y la incidencia e infestación de plagas y enfermedades de las plantas, que pueden tener impactos significativos en la producción de los cultivos (Parry et al., 2004); (Lobell y Bruke, 2010). En el caso de estrés por aumento de la temperatura se ha documentado efectos en el crecimiento y desarrollo de las plantas por afectación de varios procesos fisiológicos y de rendimiento. Algunos efectos del estrés causan decrecimiento en procesos como la fotosíntesis, la conductancia estomática, uso eficiente del agua, altura de planta, ramificación, área foliar, crecimiento radicular, producción de materia seca, nodulación y fijación de N, floración, viabilidad del polen, número de frutos, entre otros. Por otro lado, se pueden incrementar algunos procesos como la senescencia, la demanda de agua, la transpiración (Egli et al., 2005; Djanaguiraman, et al. 2013). Ante esta situación, una estrategia para adaptarse a los escenarios futuros que plantea el calentamiento global, es incorporar la mayor biodiversidad posible y disponible en programas de mejoramiento. Existen grandes cantidades de germoplasma de cultivos y especies cultivadas en los bancos de semillas (ex situ) alrededor del mundo, al igual que en manos de agricultores y comunidades (in situ). Aún falta mucho por caracterizar y evaluar, pero existe suficiente documentación Tabla 2 para que los fitomejoradores puedan utilizarlas en la generación de nuevos materiales que se adapten a nuevas condiciones bióticas y abióticas generadas por efectos del CG y el CC (Zeigler, 2013). Por otro lado, las especies parientes silvestres de los cultivos (EPSC) juegan un papel fundamental por su potencial para contribuir con caracteres

C. Cardozo: Cambio climático y agro-biodiversidad

Tabla 2. Ejemplos de información disponible para programas de fitomejoramiento Core details Wild barley Hordeum – USDA-ARS National Small Grains Colletion Beta Global chickpea mini-core Finger millet Groundnut reference mini-core Sour orange core Pisum - USDA US peanut mini-core Pigeonpea – mini-core collection Pigeonpea – mini-core collection Oryza sativa – USDA-ARS National Small Grains Collection International rice core Rice core subset Rice USDA core Rice USDA mini-core Oryza sativa Sorghum mini-core Winter wheat USDA core subset Winter wheat core Chinese wheat micro-core

Use Aluminium tolerance

Publication Dai et al., 2011

Aphid resistance

Dahleen et al., 2012

Allele mining Nitrogen fixation capacity Grain nutrients Drought tolerance Citrus tristeza virus resistance Seed nutrients Sclerotinia minor resistance Waterlogging response Fusarium wilt and sterility mosaic disease

Reeves et al., 2012 Biabani et al., 2011 Upadhyaya et al., 2011 Hamidou et al., 2012 Bernet et l., 2008 Kwon et al., 2012 Chamberlin et al., 2010 Krishnamurthy et al., 2012 Sharma et al., 2012

Rice blast disease – pib gene

Roychowdhury et al., 2012

Blast resistance gene Pi-ta Rice clast resistance – Pi-z gene Sheath blight resistance Grain yield QTL Grain quality traits Grain mouold and downy mildew resistance Bacterial leat streak resistance Grain yield under drought Grain dormancy

Wang et al., 2010 RoyChowdhury et al., 2012 Jia et al., 2011 Li et al., 2004 Redestig et al., 2011 Sharma et al., 2012 Adhikari et al., 2011 Dodig et al., 2012 Chang et al., 2010

Fuente: Brian, Johannes and Michael, 2013

benéficos para los cultivos tales como resistencia a plagas y enfermedades y estabilidad en los rendimientos Tabla 3. La diversidad de las EPSC es muy importante por su alta diversidad genética que puede aportar caracteres para factores bióticos y abióticos que pueden ser transferidos a los cultivos mediante técnicas convencionales o biotecnológicas. En este sentido, las EPSC ofrecen una oportunidad para la mitigación al CC como una estrategia para contribuir a la seguridad alimentaria futura (Maxted et al., 2012). Con base en lo anterior, es clara la necesidad de realizar esfuerzos por conservar y caracterizar las EPSC, pues su alta variabilidad genética es una fuente potencial que permitirá contribuir a la seguridad alimentaria global. Una de las mayores preocupaciones es cómo se verán afectados los sistemas de semillas por el CG y el CC en cuanto a garantizar la seguridad alimentaria mundial. En México (Bellon et al., 2011) concluyeron que los mayores impactos serán sobre los pequeños agricultores, especialmente la capacidad de los sistemas tradicionales de semillas de maíz para proveer a los agricultores de

materiales genéticos que les permitan afrontar los impactos del cambio climático en el futuro. La mayoría de los países ya viene sufriendo por el rigor de eventos climáticos extremos como sequías, inundaciones, huracanes. En este sentido es necesario avanzar en estudios de vulnerabilidad para los diferentes sistemas productivos (pequeños, medianos, grandes) en cada país/región/localidad como también en la planificación de la adaptación al cambio climático. Los países necesitan conocimientos sólidos sobre la vulnerabilidad de sus sistemas alimentarios, ecosistemas, sociedades y economías nacionales al CC y al CG. La FAO ha desarrollado una amplia gama de sistemas de datos innovadores y fáciles de usar, además de herramientas para evaluar la repercusión del clima y las vulnerabilidades y planificar las prácticas de adaptación, como por ejemplo: una metodología de optimización de la adaptación dinámica de las explotaciones agrícolas (FAO, 2014). La adaptación es un proceso integrado y flexible que depende del manejo sostenible de los recursos naturales. En la actualidad ya se cuenta con una gran cantidad de conocimientos sobre las

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 72 - 79

Tabla 3. Ejemplos de caracteres de las EPSC que podrían ser transferidos con potencial para mitigación al CC CROP

CWR

Applications

Chickpea (Cicer arientinum)

Cicer reticulatum

Drought and temperature tolerance

Sunflower (Helianthus annuus)

Helianthus paradoxus

Salt tolerance

Barley (Hordeum vulgare)

Hordeum spontaneum

Drought and temperature tolerance

Lycopersicon cheesmanii Lycopersicon pennellii Lycopersicon peruvianum Manihot angustiloba, Manihot davisiae, manihot rubricaulis Musa balbisiana, Musa itinerans, Musa nagensium Oryza longistaminata

Various forms of resistance, drougth and salinity tolerance, soluble solids, insect resistance Drought tolerance, adaptation to hihg altitudes and cool temperature Drougth resistance, water – logging resistance

Tomato (Lycopersicon esculentum) Cassava (Manihot esculenta) Banana and plantain (Musa acuminatae Musa balbisiana) Rice (Oryza sativa)

Oryza rufipogon

Drougth resistance and yeld increase Drougth resistance Salt tolerance

Aegilops cylindrica, Thinopyrum Junceum

Wheat (Triticum aestivum)

Aegilops spp., Thinopyrum spp Elytrigia elongata, Hordeum Spp. Aegilops speltoides, T. turgidum aegilops tauschii, triticum turgidum Agropyron elongatum Thihopyrum bessarabicum

Salt tolerance Salt tolerance Water-logging tolerance Drought tolerance Salt tolerance

Fuente: Adaptado de Maxted and Kell, 2009

tecnologías sostenibles y las prácticas innovadoras para fomentar un mejor manejo de los recursos naturales y una mayor resiliencia del ecosistema. El ajuste de estas prácticas al contexto de los impactos actuales y futuros del cambio climático es esencial. (FAO, 2013).

Referencias

Conclusión

Brian, F.; Johannes, M. and Michael Jackson. (2013). Genetic Resources and Conservation challenges under the Threat of Climate Change In: Plant genetic resources and climate change / edited by Michael Jackson, Brian Ford-Lloyd and Martin Parry. ISBN 978-1-78064-197-3

La seguridad alimentaria mundial se encuentra amenazada por efecto del CG y el CC. Ninguno de los sistemas de producción de alimentos, por si solo, garantiza un abastecimiento eficaz. En este sentido, en los diversos cultivos se deben incorporar recursos genéticos de la biodiversidad para la mitigación y/o adaptación a los problemas bióticos y abióticos. Esto requiere el fortalecimiento de los programas nacionales de fitomejoramiento y de las estrategias de conservación y uso de los parientes silvestres que son la fuente de soluciones a los problemas que nuestras especies de cultivo tienen hoy y los que tendrán en los próximos años por efectos del CC y el CG.

Bellon, M.R., Hodsonb, D. and Hellinc, J. (2011). Assessing the vulnerability of traditional maize seed systems in Mexico to climate change. Proccedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 108(33): 13432– 13437.

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C. Cardozo: Cambio climático y agro-biodiversidad

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Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014,

Alianza Educación-Sector Productivo, una apuesta que vale la pena. Caso: Sector Agroecológico del Valle del Cauca Education-Productive Sector Alliance, A Bet Worth. Case: Valle del Cauca Agroecological Industry Recibido: 18-07-2014 Aceptado: 17-11-2014

Fredy Eduardo Vásquez Rizo,1 Jesús Gabalán Coello,2 Jaime Flórez Bolaños3

Resumen Se presenta la evaluación de impacto del proyecto de la alianza para el sector agroecológico de la caña de azúcar, en el departamento del Valle del Cauca, bajo la dirección del Ministerio de Educación Nacional-MEN y la coordinación de la Universidad Autónoma de Occidente-UAO. En la evaluación se analizaron diversos factores, tales como: cobertura, proceso formativo, capacitación docente, resultados SABER 11 en las instituciones de educación media, impacto y ambientes de aprendizaje. Se realizó una investigación mixta que reunió los métodos y elementos cuantitativos y cualitativos, con el propósito de maximizar los recursos de información existentes y responder efectivamente a las necesidades de información del estudio, analizando diversas fuentes (estatales, educativas, empresariales), relacionadas de alguna forma con el proyecto de la Alianza. Palabras clave: Evaluación de impacto, relación educación-agroindustria, alianza estratégica, agroecología, Valle del Cauca.

1 Colombiano. Magíster en Ciencias de la Información y Administración del Conocimiento del Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey, ITESM, México. Comunicador Social-Periodista de la Universidad Autónoma de Occidente, Colombia. Coordinador del Sistema de Información de la Oficina de Planeación y Desarrollo Institucional de la Universidad Autónoma de Occidente. fvasquez@uao.edu.co. 2 Colombiano. Magister en Ingeniería con énfasis en Ingeniería Industrial de la Universidad del Valle, Colombia. Ingeniero Industrial de la Universidad Autónoma de Occidente, Colombia. Profesor del Área de Investigación de Operaciones de la Universidad Autónoma de Occidente. Coordinador del Área de Calidad de la Oficina de Planeación y Desarrollo Institucional de la Universidad Autónoma de Occidente. jgabalan@uao.edu.co. 3 Colombiano, Magister en Economía con énfasis en Economía Financiera de la Pontificia Universidad Javeriana. Economista de la Universidad Autónoma de Occidente, Colombia. Jaime.florez@ucp.edu.co.

F. Vásquez, J. Gabalán, J. Flórez: Alianza Educación Sector Productivo, una apuesta que vale la pena. Caso: Sector Agroecológico del Valle del Cauca

Abstract The impact assessment is presented for the, “Alliance for the sugarcane agro-ecologic sector” Project, in the Valle del Cauca department, conducted by the National Ministry of Education, and coordinated by the Universidad Autonoma de Occidente – UAO. Various factors were analyzed, like: Coverage, learning process, teacher training, SABER 11 test results in high schools, impact and learning environments. A mixed investigation took place, that gathered all the quantitative and qualitative elements, with the purpose of maximizing the existing information resources and respond effectively to the information needs of the investigation, analyzing diverse sources (state, educational, business), related in some way to the Alliance project. Keywords: Impact assessment, education-related agribusiness, strategic alliance, agroecology, Valle del Cauca.

Introducción El sector productivo de la caña de azúcar ha sido seleccionado como prioritario para el desarrollo de la región del valle geográfico del río Cauca; por que involucra actividades relacionadas con la protección del recurso suelo, la utilización racional y eficiente de los recursos hídricos y la producción sostenible de caña de azúcar, la generación de un significativo número de productos agroindustriales entre los que se encuentran el azúcar y sus derivados, la confitería, el alcohol y la sucroquímica. Sin embargo, la consolidación de esta cadena como líder en la región depende de la capacidad que tenga para: i) hacer la transición en todos sus procesos productivos de modelos fundamentados en la revolución verde y la eficiencia a ultranza hacia otros de naturaleza sostenible, basados en el aprovechamiento racional de los recursos naturales para garantizar un medio ambiente limpio, y ii) ampliar el espectro de usos industriales de todos los productos generados en la producción de caña de azúcar y de azúcar y sus derivados, de tal forma que se añada valor a la cadena. Esta Alianza fue creada en 2007 con el objetivo de diseñar y ofertar programas técnicos profesionales y tecnológicos por ciclos y competencias, dirigidos a formar talento humano calificado para el sector agroecológico de la caña de azúcar, al tiempo que busca incrementar la calidad y pertinencia de la

educación del departamento del Valle del Cauca (MEN, 2014). La Alianza se integró por: • Instituciones de Educación SuperiorIES: Universidad Autónoma de Occidente, Corporación Universitaria Minuto de Dios y Fundación Universitaria Católica Lumen Gentium • Sector productivo: Asociación de Cultivadores de Caña de Azúcar de Colombia – Asocaña • Gobierno: Gobernación del Valle del Cauca y • Centros de investigación, productividad.

innovación

El programa Técnico en Procesos y Operaciones Agroindustriales de la Caña de Azúcar y programa Técnico Profesional en Aprovechamiento de Residuos Sólidos, impartidos por la alianza para el sector agroecológico de la caña de azúcar, apuntaron a la formación de profesionales competentes para la resolución satisfactoria de esos dos grandes desafíos sectoriales, resumidos en la sostenibilidad ambiental y la profundización de los usos industriales de la caña de azúcar y sus derivados. Es por ello que dichos programas se centran en la formación de técnicos profesionales y competentes en el manejo de residuos sólidos para descontaminar los suelos y el aire; en el manejo del recurso hídrico para mejorar los niveles de eficiencia en su uso y la descontaminación

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 80 - 93

de las aguas utilizadas en la producción de la caña y sus derivados y en procesos industriales de mayor elaboración. Las potencialidades de industrialización de los productos de la caña de azúcar son muy amplias y hay necesidad de estimular el desarrollo de nuevos usos, sobre todo en el contexto de una economía abierta, con claras opciones de exportar nuevos productos. Los programas respondieron de manera adecuada al tipo de calificación deseada por los productores, en la medida en que hace énfasis en satisfacer las demandas de mano de obra del nivel técnico y tecnológico, dejando la formación profesional como el último escalón del ciclo. De esta manera, se da un proceso de formación por acumulación gradual de competencias, flexible y ajustada a los requerimientos del medio laboral. Se resolvió así el problema que presentan la mayoría de los programas de formación existentes en la región, concebidos más desde la oferta y las posibilidades de las universidades que desde la demanda y las necesidades del medio, lo cual generó una sobreoferta de profesionales en medio de un gran déficit de técnicos y tecnólogos. Además de hacer énfasis en crear oportunidades de educación superior para la población con recursos limitados en la región. Con base en lo anterior, el principal objetivo de esta Alianza consistió en diseñar y/o transformar programas de formación para crear competencias que permitan el desarrollo pleno del sector azucarero del Valle del Cauca, siendo la medición del impacto de dicha Alianza un proceso fundamental para garantizar la efectividad de la misma y el cumplimiento de las expectativas generadas en la región y en el sector azucarero. Se observó una importante, mancomunada y sinérgica participación de las instituciones de educación superior, las instituciones de educación media, las

empresas y las entidades gubernamentales de la región, situación que permite constatar la relevancia del proceso y la actitud colaborativa y proactiva de todas las partes involucradas, en la pretensión por sacar adelante la región vallecaucana. Se analizó cada uno de los factores que permiten medir el impacto de la conformación de esta Alianza en la región, presentando la importancia de su constitución (en su momento), en el escenario descrito, analizando aspectos como: cobertura, proceso formativo, capacitación docente, resultados SABER 11 instituciones de educación media, impacto y ambientes de aprendizaje.

Factor cobertura La cobertura educativa está definida como la capacidad del sistema educativo en llegar a todos los sectores de la población de un país. En esta dirección, el Gobierno Nacional, por medio del Ministerio de Educación Nacional desde el año 2002 ha venido adelantando políticas públicas con el objetivo de mejorar la calidad de la educación, ampliar la cobertura e incrementar la eficiencia del sector educativo mediante la creación de nuevos proyectos (Ayala, 2011). Entre los principios rectores del proyecto de la Alianza para el Sector Agroecológico de la Caña de Azúcar, se encontraron la ampliación de la cobertura en formación técnica y tecnológica en el Valle del Cauca, especialmente en aquellos municipios en los cuales era más difícil acceder a la educación superior. Se realizó un análisis descriptivo con información histórica de matrículas en programas de formación técnica y tecnológica, en los municipios del Valle del Cauca (excepto Cali), que se presenta en la Tabla 1; adicionalmente y para reforzar la evidencia en cobertura, se estima un escenario contrafactual basado en tendencia, con el fin de cuantificar el impacto del proyecto de la Alianza.

Tabla 1. Oferta educativa de programas técnicos y tecnológicos en el Valle del Cauca (excepto Cali).

Oferta Educativa

Total

2005-1

2005-2

2006-1

2006-2

2007-1

2007-2

2008-1

2008-2

2009-1

2009-2

5.976

6.789

6.982

7.280

8.118

8.284

8.624

9.414

9.694

9.508

Fuente: Autores (información del SNIES, Ministerio de Educación Nacional-MEN 2010).

F. Vásquez, J. Gabalán, J. Flórez: Alianza Educación-Sector Productivo, una apuesta que vale la pena. Caso: Sector Agroecológico del Valle del Cauca

El levantamiento de la oferta educativa se hizo con base en el Sistema Nacional de Información de la Educación Superior-SNIES y a través de contacto directo con los rectores y/u oficina de planeación de las instituciones. Un aspecto importante que se debe tener en cuenta al momento de realizar el análisis, es el aumento del número de matriculados por efectos estacionales asociados al calendario académico de las Instituciones de Educación Media-IEM, lo que quiere decir que el número de alumnos matriculados en el segundo semestre de cada año fue mayor que el del primer semestre4, teniendo en cuenta que en Colombia existen dos calendarios: A (enero-agosto) y B (septiembre-diciembre). En este sentido, los cálculos estimados arrojaron que, sin la Alianza, en el primer semestre de 2008, la oferta educativa creció en un 4.7%, y para el primer semestre de 2009 la tasa de crecimiento hubiera sido de 4.2%. Para los segundos semestres, en el 2008, la matrícula se creció en un 7%, mientras que para el 2009 decreció en un -0.56%. Con la Intervención de la Alianza, en el primer semestre del 2008 la matrícula creció en un 6.11%, mientras que el primer semestre del 2009 la matrícula aumentó hasta el 12.7%. Los segundos semestres esquematizan un impacto mayor, ya que para el 2008, la tasa de crecimiento fue de 13.44% y en el 2009 fue de 1.20% , como se presenta en la Figura 1.

Factor proceso formativo Relación SABER 11-SABER PRO Este factor se enfocó en las pruebas realizadas a los programas Técnico en procesos y operaciones agroindustriales de la caña de azúcar y Técnico profesional en aprovechamiento de residuos sólidos; diseñados e implementados por la Alianza para el Sector Agroecológico de la caña de azúcar en el departamento del Valle del Cauca. En este sentido se calculó la situación del percentil para cada estudiante de estos programas, en la prueba de “Lenguaje” (en SABER 11) y su posterior desempeño relativo, de acuerdo con el concepto de percentil, contrastándolo en función de diversas pruebas estadísticas estandarizadas. La proporción de estudiantes que igualan o superan su percentil (SABER PRO-SABER 11) se definió según la siguiente notación:

. La sumatoria permite contabilizar el número de estudiantes en los cuales los percentiles SABER PRO son mejores o iguales que los percentiles SABER 11. Donde: persaberpro= Percentil del estudiante en SABER PRO; pericfes= Percentil del estudiante en SABER 11 y n = Número total de estudiantes del programa que presentaron SABER PRO.

Figura 1. Impacto del proyecto de la Alianza en el Valle del Cauca en la oferta educativa. Fuente: Autores

4 En Colombia existen dos calendarios: A y B. El primero va de enero a agosto y le segundo de septiembre a diciembre. Por lo menos hasta que esté vigente el calendario B, este efecto se descuenta

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Los indicadores permitieron evidenciar que más de la mitad de los estudiantes mejoraron su posición relativa en “Comprensión Lectora” (en SABER PRO), luego del proceso de intervención para los programas; Técnico en procesos y operaciones agroindustriales el 68% y para el Técnico Profesional en Aprovechamiento de Residuos Sólidos el 57%. Se contrastó la prueba de “Lenguaje”, en SABER 11, con la de “Comprensión Lectora”, en SABER PRO, porque esta última permite analizar si existe algún cambio en los estudiantes relacionado con la capacidad de leer comprensivamente diversos tipos de textos, mediante la aplicación de estrategias comunicativas y lingüísticas específicas, evaluando competencias interpretativas, argumentativas y propositivas (ICFES, 2010 y Rocha et. al., 2011), a pesar que las dos pruebas son independientes, pues el desempeño en una no condiciona el desempeño en la otra, simplemente, en este estudio se toman como referentes de contrastación. De la misma manera, se llegó a la conclusión que no existe una asociación muy fuerte entre los percentiles antes y después, situación que podría considerarse adecuada en un proceso de intervención educativa, pues de alguna manera los estudiantes no “cargan con un destino académico” y la Alianza, a través de sus programas pudo hacer algo por ellos en función del mejoramiento de sus desempeños en el contexto que los rodea, desde lógicamente un beneficio social intrínseco. Cuando se realizan pruebas estadísticas para determinar si se podría considerar un progreso significativo en los percentiles antes y después del proceso formativo, en las pruebas empleadas, se llegó a la conclusión que los percentiles demuestran diferencias significativas, y, por tanto, la posición relativa en SABER PRO es realmente mejor a la que tenían antes de ingresar a la formación universitaria (SABER 11).

Integración del sector productivo La integración entre el proceso formativo y el sector productivo fue lo que le otorgó el sentido al quehacer de la Alianza, pues es la prueba fehaciente del fortalecimiento de la relación institución de educación-empresa, lo que se enseñó por la institución de educación tuvo su materialización y utilidad fuera del aula de clase, en un ambiente de aprendizaje distinto, donde se conjugan la teoría y la práctica. Integrar el sector productivo y el sector

educativo es el principal reto para promover una educación innovadora y de calidad (MEN, 2009). En esta dirección, para poder evaluar efectivamente el impacto dentro de dicha integración, se consideró la cuantificación de las horas de clase y la cuantificación de las horas de práctica en empresa por semestre, estableciendo la proporción de horas de su quehacer académico destinadas por los estudiantes a prácticas empresariales. Posteriormente, se realizó el cálculo de las proporciones, comparando la proporción de horas de clase en salón de los estudiantes de la Alianza, en relación con las horas de clase en salón de los “cursos tradicionales”; se compararon las anteriores proporciones con aquellas correspondientes a los cursos tradicionales. Para ello, se contrastaron los programas de la Alianza con el Programa de Tecnología en Logística, adscrito a los Centros Regionales de Educación Superior-CERES, también en el departamento del Valle del Cauca. En este punto es conveniente hacer una aclaración; la duración de los programas técnicos es diferente a los programas tecnológicos, pues los primeros duran cuatro semestres y los segundos seis, se hizo necesario tomar un espectro real que permitió comparar en una instancia similar los dos tipos de programas. Por ello, se optó por tomar el número de horasclase y el número de horaspráctica en empresa en sus semestres finales (segundo, tercero y cuarto para los programas técnicos; y cuarto, quinto y sexto para el programa tecnológico). Con lo anterior se garantizó la realización de un análisis fidedigno, que permitiera explicar el comportamiento según el factor integración del sector productivo, en una instancia de medición donde se supone existe el mayor número de horaspráctica como componente de un programa. La Figura 2 muestra la relación hora práctica/hora clase en cada uno de los tres programas, a lo largo de los tres periodos analizados. Como se pudo apreciar, para los programas de la Alianza el aumento en la proporción periodo a periodo de esta relación es importante para poder evaluar favorablemente el impacto del proyecto en el ítem integración con el sector productivo. Además, se hace evidente que el porcentaje de horas de práctica utilizadas en los dos programas de la Alianza es permanente y creciente y mantiene una gran diferencia en relación con el programa

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Figura 2. Proporción horas práctica/horas clase en tres semestres de los estudiantes matriculados. Fuente: Coordinaciones Programas Técnicos y Tecnológicos Universidad Autónoma de Occidente.

tecnológico revisado. Se pudo evidenciar que a lo largo del proyecto de la Alianza existió una integración permanente entre el proceso de formación de los estudiantes matriculados en sus programas con el sector productivo, lo que garantizó para los educandos una gran posibilidad de formarse no solo teóricamente sino a través de la práctica en verdaderos espacios empresariales (metodología ABP).

Factor capacitación docente Se evaluó la capacitación docente en el marco de la medición del impacto del proyecto de la Alianza para el Sector Agroecológico de la Caña de Azúcar en el departamento del Valle del Cauca, partiendo de uno de los preceptos del MEN (2002), en el que se afirma que la formación, capacitación, actualización y perfeccionamiento de los educadores en servicio debe contribuir de manera sustancial al mejoramiento de la calidad de la educación. La medición se analizó con base en la pertinencia que tuvo la Alianza para las instituciones de educación (en sus docentes) revisando tres categorías:

• Diplomados en formación por competencias5, los procesos de formación nacional y/o en el exterior6, se realizaron los siguientes: Herramientas curriculares y Pedagógicas, 11 de julio-30 de agosto de 2009; Diplomados en Educación Basada en Estándares de Competencias, 15 de diciembre de 2008-23 de enero de 2009, y Diplomado en Desarrollo Curricular para la implementación de programas con base en competencias, 4 de septiembre-3 de octubre de 2009 y desde el 9 de octubre-7 de noviembre de 2009, talleres de capacitación por competencias generales en las Instituciones de Educación Media y programas de formación por competencias en la formación tecnológica superior, en la Institución TECSUP del Perú y • Pasantías7, realizadas en Chile, para ello se definieron unas variables pertinentes y se diseñaron las investigaciones respectivas, tendientes a recolectar información primaria, utilizando estrategias propias de paradigmas cuantitativos y cualitativos que permitieron la medición del impacto, su valoración y su posterior análisis.

5 Diplomado Formación por Competencias: Herramientas Curriculares y Pedagógicas, realizado desde el 11 de julio hasta el 30 de agosto de 2009; Diplomado Educación Basada en Estándares de Competencia, llevado a cabo desde el 15 de diciembre de 2008 hasta el 23 de enero de 2009, y Diplomado Desarrollo Curricular para la Implementación de Programas con base en Competencias, realizado desde el 4 de septiembre hasta el 3 de octubre de 2009 y desde el 9 de octubre hasta el 7 de noviembre de 2009. 6 Talleres de Capacitación por Competencias Generales en las Instituciones de Educación Media y Programa de Formación por Competencias en la Formación Tecnológica Superior, en la Institución TECSUP del Perú. 7 Pasantías realizadas en Chile.

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“Utilizar métodos cuantitativos y cualitativos como complementarios en un mismo estudio puede ayudar a responder, desde diferentes perspectivas, a distintas preguntas” (Patton, 2002). Al respecto, (Hernández et al., 2003) afirmaron que un estudio que recolecte y analice datos cuantitativos y cualitativos será mucho más enriquecedor. Con la información obtenida se realizó un proceso de triangulación que permitió construir el informe valorativo correspondiente, tendiente a determinar la pertinencia de la capacitación profesoral y su incidencia en términos de mejoras en los procesos

de enseñanza-aprendizaje. Finalmente, con base en la aplicación de los instrumentos y demás mecanismos investigativos mencionados, se elaboró un informe consolidado que involucró el análisis de las opiniones. En la Figura 3 se observa el impacto de la capacitación en el proceso de formación pedagógica de los docentes, donde el 71% afirmó haber tenido un alto impacto. En la Figura 4 se muestran los aspectos de mayor impacto que hicieron referencia principalmente

Figura 3. Impacto de las capacitaciones en el proceso de formación Fuente: Los autores

al uso de otras herramientas (28%), elaboración de guías (22%), nuevas metodologías (17%), más responsabilidad de los estudiantes (11%), mayor exigencia (6%), uso de TIC (6%) y acceso a la educación superior de los estudiantes (6%).

En la Tabla 2 se evidenció el impacto que tuvo el proceso de la Alianza en las diferentes dimensiones académicas, desde la óptica de los docentes. En el interior de la evaluación, se visualizó el efecto sobre el estudiante en aspectos académicos: interés

Figura 4. Aspectos de mayor impacto Fuente: Los autores

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Tabla 2. Impacto de la Alianza en otras dimensiones. Ítem Pensamiento regional Infraestructura tecnológica y dotación de laboratorios Acceso a internet Cobertura y equidad en el acceso a educación superior Ambientes de aprendizaje Capacitación docente Uso de TIC Diseño de cursos

Antes Bajo Bajo Bajo Bajo Bajo Bajo Bajo Bajo

Durante Medio Medio Medio Medio Medio Alto Medio Alto

Fuente: Los autores.

por estudiar, el rendimiento escolar, tiempo de dedicación al estudio y aspectos relacionales con sus compañeros, docentes, directivas, familiares cercanos y la calidad de su colegio. La Tabla 3 muestra el impacto del proceso en el estudiante, en sus dimensiones académicas y personales. Se puede observar que el interés por estudiar de los estudiantes mejoró en un 68%, y que el rendimiento escolar alcanzó un 45%. En cuanto a tiempo de dedicación y relación con los compañeros, el proceso llevó a una mejoría en un 53% y 45%, respectivamente. La relación con los

docentes (38%) y las directivas del colegio (22%) no evidenció un cambio importante. En cuanto a la relación intrafamiliar presentó una mejora del 43%, y la calidad del colegio, un 67%.

Factor resultados SABER 11 Instituciones de Educación Media Se realizó un estudio comparativo entre las instituciones 1 y 2 representativas de educación media, antes y después del proceso de articulación donde se organizó, sistematizó y analizó la información del examen SABER 11. Se seleccionaron dos instituciones representativas.

Tabla 3. Impacto del proceso en el estudiante. Ítem Interés por estudiar Su rendimiento escolar Tiempo de dedicación Relación con los compañeros Relación con los docentes Su relación con las directivas del colegio Su relación con los familiares cercanos Calidad de su colegio

Mejoramiento 68% 45% 53% 45% 38% 22% 43% 67%

Permanece igual 30% 49% 45% 53% 60% 76% 55% 28%

Fuente: Los autores

Resultados para la Institución 1 Los estudiantes de la Institución 1 presentaron las pruebas de Estado en los años 2008 y 2009 (año en el que ya se tenía presencia de la Alianza). Como se observa en la Figura 5, en tres de las siete pruebas se registraron diferencias que permitieron inferir un nivel de mejoramiento“Ciencias Sociales”, “Biología” y “Física”).

Resultados para la Institución 2 Cada una de las pruebas revela los puntajes promedios y su nivel de progreso o descenso. Como

se observa en la Figura 6, en cuatro de las siete pruebas se revelaron diferencias que permitieron inferir un nivel de mejoramiento en: Lenguaje, Matemática, Biología y Química.

Factor impacto desde la perspectiva de diferentes actores La medición de este componente se realizó teniendo en cuenta que la Alianza no solo posee beneficiarios directos, sino que también consideró beneficiarios indirectos cuya percepción también es válida.

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Figura 5. Puntajes promedios y su nivel de progreso o descenso. Fuente: Los autores (con base en información ICFES, 2010b).

Figura 6. Puntajes promedios y su nivel de progreso o descenso. Fuente: Los autores (con base en información ICFES, 2010).

Se desarrolló un análisis tendiente a identificar, determinar y establecer la valoración que los beneficiarios indirectos hicieron del trabajo de la Alianza. Con lo anterior, se pretendió que por parte de los actores directos, se identificaran y mencionaran aquellos procesos que emergieron por causa de la Alianza y que muy seguramente no hubiesen aparecido sin este proyecto8. Con la información obtenida se realizaron triangulaciones para construir el informe valorativo

correspondiente, utilizando cuestionarios, entrevistas y los grupos focales giraron en torno a un escenario que permitió indicar de forma aproximada lo que hubiese sucedido normalmente (contra-factual o simulado) o lo que hubiese ocurrido si el proceso de articulación no se hubiese llevado a cabo. En la Figura 7 se pudo observar que la mayoría de los estudiantes (67%) percibió los beneficios para la Institución de Educación MediaIEM al estar involucrada con la Alianza.

8 Se desarrolló un análisis tendiente a identificar, determinar y establecer la valoración que los beneficiarios indirectos hicieron del trabajo de la Alianza. Con la información obtenida se realizaron triangulaciones para construir el informe valorativo correspondiente.

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Figura 7 Grado de beneficio para la institución. Fuente: Los autores.

Entre los principales beneficios por estar vinculado al proceso se destacan:

• dotación de equipos (19%) y • acceso a la educación superior (14%).

• mayores oportunidades académicas (36%) que estuvieron asociadas: enseñanza de nuevos elementos y profundización en lo que ya saben (cultivo de caña), entre otros

En la Figura 8 se puede observar todo lo relacionado desde el inicio del proceso en algunos cambios en la institución educativa, percibidos desde el proceso de formación: mejor nivel académico

Figura 8. Cambios en la IEM después de la Alianza. Fuente: Los autores.

(29%), aumento del interés por estudiar (17%) y oportunidades académicas asociadas a los nuevos elementos que se enseñan (10%).

focales, que esperan un cambio más asociado a la infraestructura del colegio que a la formación propiamente dicha.

Vale la pena aclarar que si bien existe un alto porcentaje de estudiantes (16%) que plantean que en la IEM no se ha evidenciado un cambio importante desde el inicio del proceso, estos son estudiantes, según lo evidenciado en los grupos

Segmento docentes En la Figura 9 se observa que el 42% de los docentes afirmaron que el impacto de la Alianza en la IEM para 35% fue alto; para el 11% aceptable y el 11% y

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Figura 9. Beneficios de la Alianza a la IEM. Fuente: Los autores.

para el 12% muy alto; el resto dijo que el impacto fue moderado. Los beneficios más destacados: acceso a la educación superior para los estudiantes (35%), capacitaciones para los docentes (30%) e interés por el estudio (15%). En consonancia con lo anterior, en la Figura 10 se presenta que el 46% de los encuestados manifestó que el cambio más evidente en la IEM, desde el inicio del proceso, fue la forma de enseñar a los estudiantes (45,8%), seguido por el grado de exigencia (21%), el mejoramiento de las expectativas de vida de ambos, docentes y estudiantes (12%) y el interés por el estudio (8%).

En cuanto al mejoramiento del rendimiento académico de los estudiantes, el 31% de los docentes dijo estar totalmente de acuerdo con esta afirmación. Esto, evidenciado desde el aumento de la asistencia a clases y el aumento del interés por el estudio. Afirmación correspondiente con lo expuesto en los grupos focales.

Segmento rectores Desde la perspectiva de los rectores, se señaló que los principales beneficios se dieron desde la calificación de la mano de obra (docentes), acceso a la educación superior, mejores expectativas de vida y formación de los estudiantes. En una hipotética

Figura 10. Cambios del colegio desde inicio de la Alianza. Fuente: Los autores.

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situación en la cual se planteó qué hubiera pasado si no se hubiera dado la Alianza, se estableció que sin ella no hubiesen sido posibles los procesos de capacitación y articulación. Entre las virtudes a destacar, los rectores señalaron los procesos de selección de estudiantes, de capacitación y la presencia de la IES en la IEM. Los aspectos susceptibles de mejoramiento fueron las prácticas de los estudiantes y la asesoría a los docentes en desarrollo de los módulos. Los principales beneficios identificados desde el proceso de articulación fueron, profundización en la asignatura “Matemáticas”, mejor calidad educativa y acceso a la educación superior. Sin la Alianza difícilmente estos beneficios se hubieran alcanzado. En materia del fortalecimiento de la relación Estado, IEM y sector productivo, la opinión general fue aceptable, destacando que la articulación entre la IEM y la IES y el acceso a educación superior fueron los aspectos más significativos de la relación alianza-colegio; así mismo, el rediseño del Proyecto Educativo Institucional-PEI y la capacitación docente fueron otros beneficios derivados del proceso.

Por otro lado, los aspectos más relevantes en los cuales cambió el colegio con la Alianza, fueron: responsabilidad de los estudiantes y pedagogía del docente. Esto debido a que los docentes participantes mejoraron la forma de dictar clases (producto del proceso de formación por competencias y los trabajos por módulos). La Tabla 4 muestra cómo era el antes y después de la Alianza en diferentes dimensiones. Se debe destacar el esfuerzo realizado en materia infraestructura. Cuando se compararon los cursos tradicionales con los cursos de articulación, los aspectos de cambio positivo más representativos para los cursos de la Alianza fueron: metodología, material de clase y dificultad de los temas. En este mismo sentido, el rendimiento académico de los estudiantes evidenció una mejora sustantiva.

Segmento oficial Desde el sector oficial, se tiene que los principales beneficios que trajo la Alianza fueron: posibilidades de acceso a la educación superior, capacitación docente y ampliación de la cobertura educativa. Además, también se planteó como beneficio la posibilidad de que los docentes conozcan

Tabla 4. Comparativo antes y después de la Alianza. Items

Antes - Sin rumbo claro de la IEM Pensamiento regional - Poco interés en completar la secundaria - Sin laboratorios de física y Infraestructura tecnológica química - Sin salas de sistemas Acceso a internet - Acceso a internet limitado Cobertura

- Difícil acceso

Capacitación docente Uso de TICS Diseños de cursos

- Metodología tradicional - Clases magistrales - Modelo pedagógico tradicional - Muy reducido - Curso tradicional

PEI

- PEI desactualizado

Ambientes de aprendizaje

Fuente: Los autores.

9 Desde la capacitación de los docentes.

Después - Norte institucional definido - Mejor calidad de vida - Mayor conocimiento desde las clases - Con salas de sistemas - Con dotación de laboratorios - Acceso a internet limitado - Mayor cobertura - Mas oportunidades de financiación - Diferente metodología - Diferentes lugares para la clase . Modelo en formación por competencias. - Ha mejorado poco - Cursos mas dinámicos y enriquecedores - Se cuenta con un PEI contextualizado y ajustado a las necesidades de la comunidad.

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otros escenarios de formación9, así como los subsidios a los estudiantes y el mejoramiento de las expectativas de vida de los estudiantes. Esto también fue compatible con las percepciones de los docentes capacitados, así como por los estudiantes.

educativa de la zona de cada una de las fases del proceso, atención del Instituto Colombiano de Crédito Educativo y Estudios en el Exterior-ICETEX con los estudiantes del proceso y patrocinios de la empresa privada

El acceso a la educación superior y la capacitación docente constituyeron los principales alcances del proyecto, ya que sin la Alianza, según la percepción de los encuestados, esto hubiese sido muy difícil de obtener.

Conclusiones

En el marco del proceso de articulación, los beneficios más tangibles para la región fueron: los ajustes realizados a los PEI de las IEM, la flexibilidad de los programas técnicos y tecnológicos y la homologación a créditos según intensidad horaria, la eficiencia en el uso de los recursos y el fortalecimiento de las relaciones interinstitucionales. Aspectos que también, sin el proceso de la Alianza, muy difícilmente se hubieran logrado. Entre los aspectos más representativos, que merecen ser destacados del proyecto de la Alianza se tienen: la caracterización de las necesidades de los establecimientos educativos, lo que permitió adecuar el diseño curricular de los programas a la demanda de la zona, así como la vinculación con el sector productivo y la articulación con la IES10 (Universidad Autónoma de Occidente). En materia de fortalecimiento de las relaciones entre las IEM, entes gubernamentales (municipales) y empresa (sector productivo), los encuestados percibieron que dicho fortalecimiento fue aceptable (así lo dieron a conocer en los grupos focales). En cuanto al fortalecimiento entre las IEM y la IES todos consideraron que éste fue alto11. En contraste con lo anterior, los aspectos que se sugirieron fueran mejorados estuvieron asociados a: falta de claridad en algunos elementos contractuales (al momento de adherirse a la Alianza12 principalmente con las capacitaciones), procesos de sensibilización con la comunidad

• En materia de cobertura se destaca el aumento de los estudiantes matriculados en carreras técnicas y tecnológicas desde el inicio de la Alianza. Se considera de capital importancia continuar este tipo de proyectos dado su alcance para la población. En cuanto al proceso formativo: relación SABER 11– SABER PRO, se evidenció una notable diferencia en favor de los percentiles de salida. • En términos de las capacitaciones docentes, éstas se consideran como el impacto clave del proceso; ya que el 86% de los estudiantes estimaron que la pedagogía ha cambiado. Hay un segmento importante de la población estudiantil (66%) que identificó diferencias muy marcadas entre un curso tradicional y uno de la Alianza. Al respecto, se destacaron los procesos de capacitación docente, nacional e internacional. • Para las instituciones analizadas se observaron mejoras en algunas de las pruebas SABER 11 “Ciencias Sociales”, “Biología” y “Física”, en una, y “Lenguaje”, “Matemática”, “Biología” y “Química”, entre otras. Sin embargo, valdría la pena ser cautelosos en atribuir como un resultado directo de la Alianza el mejoramiento de la calidad en las pruebas. No obstante, sí se observa una mejora que bien podría corresponder, en parte, a la explicación del fenómeno. • Para los ambientes de aprendizaje se puede decir que el impacto del proyecto de la Alianza para el Sector Agroecológico de la Caña de Azúcar en el departamento del Valle del Cauca también fue significativo, pues los

10 En este caso la Universidad Autónoma de Occidente-UAO 11 Es importante resaltar el acompañamiento desde lo académico que brindó la Universidad Autónoma de Occidente a los establecimientos educativos, para la comprensión e implementación del diseño curricular por competencias, la redefinición de las actividades metodológicas y didácticas, las formas de evaluación por competencias y la movilidad e intercambios a través de pasantías regionales e internacionales por parte del profesorado participe de la propuesta. 12 Principalmente con las capacitaciones.

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programas que lo conformaron presentaron una multiplicidad de escenarios para el aprendizaje, inexistentes en las instituciones de educación media antes de la incursión de dicho proyecto. Esta diversidad habla bien de la Alianza, en términos de la búsqueda e incorporación de ambientes de aprendizaje alternos, poco tradicionales, que pretenden hacer de las clases espacios más dinámicos, prácticos y participativos (donde el estudiante aprende haciendo). Cabe resaltar que entre los principales ambientes de aprendizaje señalados por estudiantes, docentes y directivos, aparte obviamente del aula de clase, se mencionaron: empresas (ingenios), laboratorios (de las propias instituciones (laboratorios tradicionales, salas de cómputo y de audiovisuales), de la Universidad Autónoma de Occidente, de los ingenios y de los Centros Regionales de Educación Superior-CERES) y espacios externos (vertederos municipales, cañaduzales, reservas naturales, madreviejas, lagunas, ríos, etc.).

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Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014,

Cultivos biotecnológicos en el marco de la bioseguridad Biotechnological crops under the biosecurity framework Recibido: 14-10-2014 Aceptado: 01-12-2014 Jairo Rodríguez Chalarca1

Resumen Con la aprobación y liberación del algodón biotecnológico durante el 2002 en Colombia, se han generado una serie de cuestionamientos sobre la pertinencia o no de su incorporación en sistemas agrícolas tropicales. Dentro de todas las preocupaciones que se puedan suscitar en torno a los cultivos modificados genéticamente (CMG) se destacan: (i) el posible efecto sobre los organismos no blanco de las tecnologías (parasitoides, depredadores, polinizadores, entre otros), (ii) la pérdida de la susceptibilidad en condiciones de campo de las poblaciones de plaga blanco de las diferentes tecnologías liberadas comercialmente en Colombia. La introducción, liberación y comercialización de estos cultivos en Colombia, están enmarcados dentro del Protocolo de Cartagena sobre Bioseguridad, como un instrumento internacional que regula los organismos vivos modificados (OVM), producto de la biotecnología moderna. Con el propósito de poder responder a las inquietudes relacionadas con la susceptibilidad de las plagas blanco de las diferentes tecnologías en Colombia, el Comité Técnico Nacional de Bioseguridad (CTN) consideró como de alta prioridad establecer un programa de monitoreo de la susceptibilidad a las proteínas Cry y Vip. La información sobre el impacto de los CMG sobre plagas blanco de la tecnología en Colombia se puede ejemplarizar con estudios sobre Spodoptera frugiperda que nos indican los efectos sub-letales como un efecto indirecto del consumo de materiales que expresan proteínas insecticidas Bt. Los estudios involucran parámetros como: (i) porcentaje de peso con respecto al testigo, (ii) parámetros demográficos, entre otros. Aspectos que han permitido determinar los efectos sub-letales como una consecuencia del mecanismo antibiótico de los CMG. Palabras clave: Biotecnología, susceptibilidad, No blanco, Proteína Cry

1 Colombiano. Msc. Protección de cultivos. Ingeniero Agrónomo, Asociado de Investigación, Proyecto Agrobiodiversidad: Evaluación Riesgo OGM, CIAT. j.chalarca@cgiar.org

J. Rodríguez : Cultivos biotecnológicos en el marco de la bioseguridad

Abstract With the approval and release of the biotechnological cotton during 2002 in Colombia, a series of questions have been generated about the appropriateness or not of its incorporation in tropical agricultural systems. Among all the concerns that genetically modified crops (GMC) may arise are: (i) The possible impact on the technology’s non target organisms (parasitoids, predators, pollinators). (ii) loss of susceptibility under field conditions of the pest populations, target of the different technologies commercially released in Colombia. The introduction, release and marketing of these crops in Colombia, are marked in the Cartagena Protocol on Biosafety as an international instrument regulating living modified organisms (LMO) resulting from modern biotechnology. With the purpose of responding to concerns related with the susceptibility of the pests, target of the different technologies in Colombia, the National Biosafety Technical Committee, considered to be a high priority to establish a susceptibility monitoring program to “Cry” and “Vip” proteins. The information over the impact of GMC on pests target of Colombian technology can be instantiated with studies on Spodoptera frugiperda that indicate the sub-lethal effects as an indirect effect of the material consumption that express Biotechnological Insecticidal proteins. The studies involve parameters such as: (i) percentage of weight compared with the control, (ii) demographic parameters among others. Aspects that have led to the sub-lethal effects as a consequence of antibiotic mechanism of GMC. Keywords: Biotechnology, Susceptibility, No Target, Cry protein

Introducción Existe en el mundo una controversia por la conveniencia o no de la implementación de los cultivos genéticamente modificados (CGM). Durante el 2014, el área global con cultivos biotecnológicos fue de 181.5 millones de ha (James, 2014). Más del 90% de los 18 millones de agricultores que han incorporado en sus sistemas los cultivos genéticamente modificados, son pequeños agricultores agrupados en 28 países, de los cuales 20 son países en desarrollo. Durante el 2013 en Bangladesh, se aprueba la berenjena Bt y para el 22 de enero del 2014 solo 100 días después de su aprobación es comercializada (James, 2014). En el 2014, el área sembrada con maíz tolerante a sequía en los Estados Unidos reflejó un incremento de cinco veces lo plantado durante el 2013, alcanzando 275.000 hectáreas. Para el 2014, diecinueve países habían incorporado en sus sistemas agrícolas más de 50.000 ha, de los cuales siete corresponden a América Latina y donde Colombia se ubica en la posición número 18 con más de 100.000

ha (James, 2014). La tolerancia a herbicidas continúa siendo la característica más sembrada actualmente, seguida de los eventos apilados (más de una característica). Estudios sobre el impacto de los cultivos biotecnológicos se resumen en un meta análisis riguroso, publicado durante el 2014 (Klümper y Qaim, 2014), se involucra el análisis de los resultados de 147 publicaciones en los últimos 20 años (1995 a 2014), confirmándose entre otros: (i) reducción del uso de pesticidas en un 37%, (ii) incremento en la producción del orden del 22% y (iii) aumento en los ingresos de los agricultores del 68% (Klümper y Qaim, 2014). De igual manera, (Areal y Riesgo, 2015), reportan que los cultivos modificados genéticamente como táctica de manejo generan entre un 70% y un 78% menos impacto que los convencionales. Durante el 2013, las emisiones de gases de dióxido de carbono disminuyeron considerablemente y son comparables con la acción de haber retirado de circulación, a nivel global, 12.4 millones de carros (James, 2014).

Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014, p 96 - 102

Características de la biotecnología moderna Actualmente, la biotecnología moderna tiene como objetivo en el tema de plantas, conferirles características que les permitan ser competitivas a factores bióticos y abióticos como: (a) resistencia a plagas, (b) resistencia a enfermedades, (c) tolerancia a herbicidas, (d) tolerancia a sequías, y (e) tolerancia a la salinidad elevada del suelo, entre otras (Agro-bio, 2014; Altieri y Rosset, 1999; James, 2010; Smith y Clement, 2012). Estos avances en la biotecnología han permitido que los cultivos GM tomen un lugar preponderante en los sistemas agrícolas actuales, como una alternativa de manejo eficiente y respetuoso del medio ambiente, en la continua lucha del hombre contra los insectos plaga (Betz, Hammond, y Fuchs, 2000; Miklos et al., 2007; Perlak et al., 2001; B. E. Tabashnik et al., 1994; Williams et al., 1998). Desde la introducción de los CGM que expresan la endotoxina (proteína Cry) de Bacillus thuringiensis (Bt), se ha constituido en una herramienta más para los agricultores dentro de un sistema de manejo integrado, con el propósito de mitigar el impacto de algunos insectos plaga (Fernández-Cornejo y McBride, 2000; Macrae et al., 2005). La adopción del algodonero Bt no solo ha facilitado el manejo de ciertas plagas de lepidópteros, sino que ha permitido una reducción en el uso de insecticidas de síntesis artificial, con su concebido efecto en el medio ambiente (Carrière et al., 2003; Huang et al., 2003; Perlak et al., 2001; Pray et al., 2002; Wu et al., 2008). Adicionalmente, la adopción del maíz (Zea mays L.), ha contribuido sustancialmente a la reducción del impacto del barrenador del tallo (Ostrinia nubilalis) (Armstrong et al., 1995; Pilcher y Rice, 2003). La incorporación de estos cultivos Bt en los sistemas agrícolas ha dado lugar a enormes beneficios económicos y ambientales, como efecto de mayores rendimientos por una menor afectación de las plantas y una reducción significativa del uso de insecticidas (Perlak et al., 2001; Shelton et al., 2002).

Cultivos biotecnológicos en Colombia Durante el 2002, Colombia inicia el proceso de incorporación de los cultivos biotecnológicos a sus sistemas agrícolas y específicamente el caso del algodón Bt (resistente a insectos). La introducción, liberación y comercialización de estos cultivos

en Colombia están enmarcados dentro del Protocolo de Cartagena sobre Bioseguridad, como un instrumento internacional que regula los organismos vivos modificados (OVM), producto de la biotecnología moderna. Este acuerdo, que se enfoca específicamente en el movimiento transfronterizo de OVM, promueve la seguridad de la biotecnología al establecer normas y procedimientos que permiten la transferencia segura, la manipulación y el uso de OVM. Para establecer la bioseguridad de la incorporación de cualquier OVM (CGM) se deben cumplir las evaluaciones de riesgo para la salud, el ambiente y la biodiversidad; las cuales se desarrollan teniendo en cuenta: (i) la evaluación caso por caso y paso por paso, y (ii) fundamentos científicos sólidos (Agrobio, 2014). Para el caso específico de Colombia, los Comités Técnicos Nacionales en Bioseguridad se establecen mediante el artículo 18 del Decreto 4525 de 2005. Su función es recomendar a la Autoridad Nacional Competente respectiva, la expedición del acto administrativo que aprueba o niega las solicitudes para desarrollo de actividades con OVM en territorio nacional. Esta recomendación se realiza luego que el Comité examina y evalúa los documentos de medición de riesgo de los OVM, solicita la información que debe ser presentada por el interesado y examina las medidas dentro del marco de la Ley 740 de 2002. Desde su aprobación en Colombia dentro del marco regulatorio, el comportamiento de la adopción de estas nuevas tecnologías por parte de nuestros agricultores, no dista del comportamiento global, lo cual se refleja en las 26.913 ha sembradas durante el 2013 en 11 departamentos, que contrastan con las 2.000 sembradas durante el 2002, año de su liberación (Agro-bio, 2014). Durante el 2007 se incorpora el maíz biotecnológico en nuestros sistemas agrícolas con 6.000 ha bajo el esquema de siembras controladas, llegando en la actualidad a las 75.094 ha reportadas para la temporada 2013. distribuidas en 18 departamentos (Agro-bio, 2014). De igual manera, desde el 2009 Colombia aprobó la siembra comercial de rosas azules genéticamente modificadas, las cuales estarán destinadas exclusivamente para exportación (Obrist et al., 2006). Con la aprobación y posterior liberación de los CMG se discuten las incertidumbres que se pueden presentar por su rápida adopción, destacándose entre otros los posibles riesgos sobre especies

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no-objetivo. Entre estos organismos no-objetivo se involucran aquellos organismos que cumplen funciones relevantes dentro del ecosistema como: (a) controladores bilógicos, (b) polinizadores, (c) descomponedores, y otros que eventualmente pueden llegar dado el momento a ser afectados. Pero la gran diversidad de organismos involucrados, sumado a sus dinámicas poblacionales, dificulta la estandarización de métodos para la evaluación del impacto asociado a la liberación y su posterior monitoreo en campo. La falta de información científica sobre el impacto en organismos no-objetivo para los países tropicales fue incorporada como una oportunidad única dentro del Proyecto LAC-Biosafety, para generar herramientas en países megadiversos, que permitan tomar decisiones acertadas y el cumplimiento de lo pactado en la Convención de Diversidad Biológica y el Protocolo de Cartagena sobre Bioseguridad.

de las tecnologías se puede evidenciar cuando los supuestos alelos de resistencia son conferidos a las generaciones posteriores. Por lo tanto, cambios en la susceptibilidad de las plagas objetivo de la tecnología no necesariamente indican cambios en la susceptibilidad (resistencia) en campo (Tabashnik et al., 2014; Tabashnik et al., 2009). No se debe dejar de lado que las poblaciones de insectos expresan una variación genética natural que afecta la respuesta a una determinada proteína, con algunos alelos que le confieren susceptibilidad y otras resistencias. Los alelos que confieren resistencia son generalmente poco frecuentes en las poblaciones de insectos, mucho antes de que estas estén expuestas a un agente de control Bt, algunas consideraciones empíricas mencionan estimaciones alrededor del uno por mil (Downes, Parker, y Mahon, 2009; Gould et al., 1997; Huang et al., 2009; Tabashnik, 1994; Tabashnik, et al., 2008).

Por otra parte, se refleja un especial interés por parte de la academia en la implementación de estrategias para prevenir o retardar la aparición de resistencia por parte de los insectos objetivo de los CMG (Andow et al., 2000; Lewis et al., 1997; Tabashnik, 1989; Tabashnik et al., 1994). Adicionalmente, se involucra el tema relacionado con el posible surgimiento de otras especies fitófagas que estaban limitadas en espacio en la planta por la competencia y que ocupen los nichos que dejan las plagas controladas por estas nuevas tecnologías. Los posibles cambios en la susceptibilidad por parte de las plagas objetivo de los CGM (Bt), pone en alerta la continuidad y eficacia de estos cultivos como táctica de manejo (Agency, 2001; Carriere et al., 2010; Gould, 1998; Siegfried et al., 2007; Tabashnik, 1994; Tabashnik y Carrière, 2009). Como estrategia para el conocimiento de los posibles cambios en la susceptibilidad de las plagas objetivo se establecen los programas de monitoreo, cuyo objetivo principal es poder detectar a tiempo los cambios en la respuesta a la acción de las proteínas que permitan en su momento, tomar acciones correctivas antes que la medida de control pierda su eficacia (Agency, 2001; Siegfried et al., 2007; Tabashnik et al., 2008). Por lo tanto, como se viene mencionando, cambios en la susceptibilidad de las plagas blanco de la tecnología basados en la variación de la DL50, no necesariamente implican cambios en el modo de control en condiciones de campo (Council, 1986; Tabashnik et al., 2008). De otra manera, los posibles cambios en la susceptibilidad de las plagas objetivo

En otro sentido, variaciones en la susceptibilidad de las plagas blanco de las tecnologías también pueden ser detectadas mediante la comparación en los cambios en la densidad de las poblaciones al comparar campos con Bt y no Bt (Tabashnik et al., 2000; Venette, Hutchison, y Andow, 2000). Aumentos significativos en la densidad de la población en cultivos Bt con respecto a no-Bt, no ofrecen información contundente sobre cambios en la susceptibilidad de las plagas, debido a que esta relación de la densidad de población puede verse afectada por variaciones en la proteína Bt por factores bióticos y abióticos (B. E. Tabashnik et al., 2009). Esto significa que las decisiones regulatorias, sobre el uso continuo de las tecnologías Bt deben incorporar información sobre la relación entre la variación de la susceptibilidad y el control en condiciones de campo (Tabashnik et al., 2009). Las variaciones que puedan ser registradas en algunos monitoreos de la susceptibilidad en condiciones de campo, pueden ser en su momento influenciadas por las diferencias en las fuentes de la proteína empleada en los diferentes bioensayos en laboratorio y que están relacionadas directamente con los métodos de purificación. Actividad de la tripsina o de la formulación son factores que ejercen un impacto significativo en los resultados obtenidos sobre las poblaciones de campo evaluadas (Siegfried et al., 2007; Siqueira et al., 2004). Esto confirma que la característica de la proteína empleada para los bioensayos, debe ser una variable a tener en cuenta al momento de

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analizar y comparar los resultados de laboratorio con los reportados en la literatura. De igual forma, la interpretación de la dosis letal media (DL50) a partir del concepto de razón de resistencia (RR) entendida como el resultado de dividir el valor de la DL50 de campo/ DL50 población susceptible. Según Tabashnik (1994), una razón de resistencia superior a 10 refleja una variación en la susceptibilidad de la población, pero no específicamente generación de resistencia. De igual forma, el parámetro de mortalidad para calcular DL50 no es contundente y se requiere de un buen número de concentraciones para esto (Roush y Miller, 1986). Los resultados hasta ahora referidos en la literatura para el estado de la susceptibilidad de plagas blanco de los cultivos biotecnológicos, se fundamentan específicamente en determinar la mortalidad e interpretarla mediante un análisis probit para obtener de esta manera una dosis letal. Ali y Luttrel (2007), mencionan la conveniencia de implementar como parámetro de evaluación la pérdida de peso y mortalidad que a menudo se correlacionan (Tabashnik et al., 2009). En este sentido, el Comité Técnico Nacional de Bioseguridad (CTN) consideró como una alta prioridad establecer un programa de monitoreo de la susceptibilidad a las proteínas Cry y Vip aprobadas y liberadas en Colombia, con el propósito de poder identificar en su momento los posibles cambios en la susceptibilidad de las poblaciones de campo de las diferentes plagas objetivo de las tecnologías Bt Vip. Este programa comprende entre otros aspectos: (1) determinar la dosis letal media (DL50), para las poblaciones de campo objetivo de las tecnologías, (2) establecer una dosis de referencia para cada una de las especies objetivo en cada una de las zonas donde las tecnologías sean liberadas, y (3) establecer monitoreos periódicos en poblaciones de campo. Estas actividades se enmarcan dentro de las resoluciones 682 de 24 febrero de 2009 y 2894 de 6 septiembre de 2010, por medio de las cuales se implementa el plan de manejo, bioseguridad y seguimiento para siembras comerciales de algodón y maíz GM en Colombia, respectivamente. Dentro de estas resoluciones se destaca “Monitoreo al desarrollo de posibles resistencias por especies plaga objetivo”. La ejecución de este programa está bajo la coordinación del Instituto Colombiano Agropecuario (ICA) como ente regulador, cuenta con la participación de los agricultores, las compañías propietarias de las tecnologías y todos aquellos que

estén involucrados, directa e indirectamente, con la implementación de estas tecnologías en Colombia.

Conclusiones Para el caso de Colombia, la literatura reporta algunos estudios que involucran otros parámetros adicionales a la mortalidad para determinar el impacto de estas nuevas tecnologías sobre la biología del insecto plaga y más específicamente de S. frugiperda (Zenner et al., 2005), concluyeron que: 1) Después de solo una generación de alimentación con tejido vegetal de algodón modificado, el ciclo de vida de la plaga se alarga, lo cual podría disminuir el número de generaciones por año, 2) La concentración de la D-endotoxina Cry1Ac existente en cotiledones, hojas terminales y botones florales de la planta utilizada como alimento para las larvas, no causa mortalidad al insecto, pero sí influye negativamente en el peso de las pupas, 3) La disminución de peso de pupas, tanto de machos como de hembras, no afecta la fertilidad y fecundidad de la plaga. Por otra parte, en el CIAT, basados en las características en la generación de los cultivos biotecnológicos que involucran la resistencia varietal a insectos y específicamente en el mecanismo de antibiosis (Cardona y Mesa, 2011), se han implementado estudios para establecer cómo el consumo de algodón que expresa proteínas Bt afectan el desarrollo normal de S. frugiperda en aspectos relacionados con alteraciones del comportamiento y metabolismo del insecto como: la orientación, el contacto, establecimiento o colonización, la alimentación, el metabolismo de los alimentos ingeridos, el crecimiento, la longevidad de adultos y la ovoposición (Saxena, 1969; 1974; Visser, 1983). La viabilidad de los huevos es también un factor clave para el establecimiento de los insectos, particularmente aquellos que ponen sus huevos dentro del tejido de la planta (Saxena y Pathak, 1977). Los índices nutricionales son ampliamente utilizados para detectar la resistencia a insectos en varios cultivos, por ejemplo, en maíz contra gusano cogollero, Spodoptera eridania (Cramer) (Manuwoto y Scriber, 1982), en algodón contra Alabama argillacea (Hubner) (Montandon et al., 1987), en tabaco para H. virescens (Montandon et al., 1987; Mulrooney, Parrott, y Jenkins, 1985), en papa para Leptinotarsa decemlineata (Say) (Cantelo et al., 1987) y en soya para Pseudoplusia includens (Walker) (Reynolds, Smith, y Kester,

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1984). Por otro lado, la implementación de estudios de tablas de vida suministra información válida para la comprensión de la dinámica poblacional de una especie en particular (Carey, 1993); éstas resumen la información esencial de una población con respecto a la tasa de mortalidad, supervivencia y esperanza de vida de la especie (Silveira et al., 1976). Es así como Valencia et al. (2014) reportan efectos antinutricionales en larvas de S. frugiperda con un 58% menos peso en larvas alimentadas con algodón que expresa las proteínas Cry1Ac y Cry2Ab2 comparado con el peso de larvas alimentadas con algodón no Bt. Los resultados hasta ahora obtenidos sobre S. frugiperda por Valencia (2013), reportan los efectos poblacionales sobre S. frugiperda por el consumo de algodón DP141B2RF (Cry1Ac + Cry2Ab2) con una menor tasa de reemplazo (Ro) y un mayor tiempo de doblaje (Dt), comparado con los mismos parámetros evaluados sobre larvas alimentadas con algodón no Bt Delta Opal RR. Estos estudios se enmarcan dentro de las estimaciones empleadas para evaluar la resistencia de plantas (Trichilo y Leigh, 1985) y además, como un patrón para la selección de enemigos naturales (Janssen y Sabelis, 1992). Rodríguez y Valencia (2013), evaluaron el parámetro porcentaje de pérdida de peso por efecto del consumo de proteínas Cry sobre larvas de S. frugiperda colectadas en el Caribe Húmedo y valle geográfico del Río Magdalena, reportando pérdidas superiores al 80% de peso con respecto al testigo para concentraciones del orden de los 5 y 10 µg/ml de proteína Cry (Cry1Ab, Cry1A.105 y Cry2Ab2). El propósito del CIAT es seguir adelantando este tipo de estudios para determinar los efectos subletales que pueden generarse sobre larvas de S. frugiperda alimentadas con materiales de maíz que expresen proteínas Bt, como información complementaria a los monitoreos de la susceptibilidad y poder determinar los efectos poblacionales en las plagas blanco de la tecnología por la implementación de CMG en nuestros sistemas agrícolas y la implementación de tácticas de manejo complementarias a las nuevas tecnologías en Colombia.

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(GM) de algodón sobre larvas y adultos del falso bellotero Spodoptera frugiperda Smith (Lepidoptera: Noctuidae). Universidad Nacional de Colombia. Valencia, S. J., Rodríguez, C. J., y Mesa, N. C. (2014). Efecto de variedades de algodón genéticamente modificadas sobre larvas de Spodoptera frugiperda Smith (Lepidoptera: Noctuidae). Acta Agronómica , 63(1): doi: 63 - 70 Venette, R. C., Hutchison, W., y Andow, D. (2000). An in-field screen for early detection and monitoring of insect resistance to Bacillus thuringiensis in transgenic crops. Journal of Economic Entomology, 93(4), 1055-1064. Visser, J. (1983). Differential sensory perceptions of plant compounds by insects. Paper presented at the Symposium Series No. 208 Plant Resistance to Insects. American Chemical Societ, Washington. Williams, W. P., Buckley, P. M., Sagers, J. B., y Hanten, J. A. (1998). Evaluation of transgenic corn for resistance to corn earworm (Lepidoptera: Noctuidae), fall armyworm (Lepidoptera: Noctuidae), and southwestern corn borer (Lepidoptera: Crambidae) in a laboratory bioassay. Journal of agricultural entomology (USA). Wu, K.-M., Lu, Y.-H., Feng, H.-Q., Jiang, Y.-Y., y Zhao, J.-Z. (2008). Suppression of cotton bollworm in multiple crops in China in areas with Bt toxin–containing cotton. Science, 321(5896), 1676-1678. Zenner De Polania, I. Z., Álvarez, R. J. A., Mejía, C. R., y Bayona, R. M. A. (2005). Influencia de la toxina Cry1Ac del Bacillus thuringiensis sobre el desarrollo del cogollero del maíz, Spodoptera frugiperda (J.E.Smith). Revista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Científica 8 (2): 129-139.

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Indice de autores Authors

Alava Viteri, Clemencia del Socorro. Colombiana, Magíster en Gerencia de Programas Sanitarios e Inocuidad de Alimentos, Ingeniera de Alimentos. Docente Tiempo Completo de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD programa de Ingeniería de Alimentos, integrante del grupo de investigación Biotics. clemencia.alava@unad.edu.co Arenas García, Laura Viviana. Colombiana, estudiante de Ingeniería Ambiental, Universidad Autónoma de Occidente, Colombia, Facultad de Ingeniería, Departamento de Energética y Mecánica, Programa de Ingeniería Ambiental lauragarcia2825@gmail.com Behrentz Pfalz, Mery Catherine. Colombiana, Master of Business Administration, Especialista en Pedagogía para el desarrollo del aprendizaje autónomo, Administradora de empresas, tutora de la Escuela de Ciencias Administrativas Contables, Económicas y de Negocios en la UNAD CCAV Zipaquirá, líder del semillero de investigación G´Kaira y colaboradora en el semillero de Agrónica y Energías Limpias. Mery.Behrentz@unad.edu.co Cardozo Conde, Carlos Iván. Colombiano Ph.D Profesor Asociado, Universidad Nacional de Colombia, sede Palmira. cicardozoc@unal.edu.co Cuarán Cuarán, Julio César. Colombiano, estudiante de Ingeniería Ambiental, Universidad Autónoma de Occidente, Colombia, Facultad de Ingeniería, Departamento de Energética y Mecánica, Programa de Ingeniería Ambiental jucecu92@gmail.com Flórez Bolaños, Jaime. Colombiano, Magíster en Economía con énfasis en economía financiera de la Pontificia Universidad Javeriana. Economista de la Universidad Autónoma de Occidente, Colombia. Jaime.florez@ucp.edu.co

Flórez Pardo, Luz Marina. Colombiana, Posdoctorado en Ciencias Químicas, Docente Universidad Autónoma de Occidente, Colombia, Facultad de Ingeniería, Departamento de Energética y Mecánica, Programa de Ingeniería Ambiental lmflorez@uao.edu.co. Gabalán-Coello, Jesús. Colombiano. Magíster en Ingeniería con énfasis en Ingeniería Industrial de la Universidad del Valle, Colombia. Ingeniero Industrial de la Universidad Autónoma de Occidente, Colombia. Profesor del Área de Investigación de Operaciones de la Universidad Autónoma de Occidente. Coordinador del Área de Calidad de la Oficina de Planeación y Desarrollo Institucional de la Universidad Autónoma de Occidente. jgabalan@uao.edu.co Gómez de Illera, Margarita. Colombiana, Magíster en Educación Online, Ingeniera de Alimentos, docente tiempo completo Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD programa de Ingeniería de Alimentos, integrante del grupo de investigación Biotics. margarita.Illera@unad.edu.co López Giraldo, Javier. Colombiano, estudiante de Ingeniería Ambiental, Universidad Autónoma de Occidente, Cali, Colombia, Facultad de Ingeniería, Departamento de Energética y Mecánica, Programa de Ingeniería Ambiental Javier_lopgi@hotmail.com Maya Pantoja, Jorge Aníbal. Colombiano Especialista en pedagogía para el desarrollo del aprendizaje autónomo, zootecnista, docente Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD, líder del grupo de investigación DR. Desarrollo Rural. jorge.maya@unad.edu.co

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Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014,

Ramos, Licelander Hennessey. Colombiano, estudiante de Maestría de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible de la Universidad de Manizales, Ingeniero Agroindustrial, Instructor de Agroindustria en la Granja, Espinal, Sena, Tolima, licelander@sena.edu.co, licelander@gmail.com Recalde Rincones, Víctor Hoover. Colombiano Maestría en Administración, Economista, Instructor SENA Centro de Diseño Tecnológico Industrial Cali, vrecalder@sena.edu.co. Rodríguez Chalarca , Jairo. Colombiano, Msc en protección de cultivos, Ingeniero Agrónomo, Asociado de Investigación, Proyecto Agrobiodiversidad: Evaluación Riesgo OGM, CIAT. j.chalarca@cgiar.org Sánchez Soto, Juan Manuel, Colombiano, Magíster en Gerencia de Programas Sanitarios e Inocuidad de Alimentos, Universidad para Cooperación Internacional “UCI” en San José de Costa Rica, Instructor de Agroindustria Centro Agropecuario Sena Buga, Integrante Grupo de Investigaciones en Ciencias y Tecnologías Agroindustriales, Líder de la Escuela Nacional de Postcosecha de Frutas y Hortalizas, jusanchez@sena.edu.co, ing_juanma@misena.edu.co Torrente Trujillo, Armando. Colombiano Ph.D. Profesor Titular Universidad Surcolombiana - Neiva.

Líder Grupo de Investigación Hidroingeniería y Desarrollo Agropecuario, GHIDA. armator@usco.edu.co, armando.torrente@gmail.com Torres Mendoza, Eyleen Jenniffer. Colombiana, Especialista en Gerencia de Proyectos Agropecuarios, Ingeniera Agroindustrial, Instructora de Agroindustria en el Centro Agropecuario Sena de Buga. eyleenje@misena.edu.co Vásquez Rizo, Fredy-Eduardo. Colombiano, Magíster en Ciencias de la Información y Administración del Conocimiento del Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey, ITESM, México. Comunicador Social-Periodista de la Universidad Autónoma de Occidente, Colombia. Coordinador del Sistema de Información de la Oficina de Planeación y Desarrollo Institucional de la Universidad Autónoma de Occidente. fvasquez@uao.edu.co Zambrano Cortés, Nelson Humberto. Colombiano Especialista en Educación Superior a Distancia, Ingeniero de Diseño y Automatización Electrónica, tutor de la Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería en la UNAD CCAV Zipaquirá, líder del semillero de investigación Agrónica y Energías Limpias. nelson.zambrano@unad.edu.co

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Pautas para publicar artículos en la Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Sena Centro Agropecuario de Buga La revista recibe para su publicación artículos originales.

de la American Psychological Association (APA). Las referencias completas van al final del artículo.

Los archivos deben presentarse en formato Word, tamaño carta (21,59 cm x 27,54 cm), en letra Times New Roman tamaño 12, interlineado 1.5 y alineado a la izquierda, en una sola columna.

La revista usa el Sistema Internacional de Unidades (SI).

En la presentación de los artículos se debe tener en cuenta: Título: Debe ser conciso, en español y en inglés. Autores: Nombre completo y afiliación ( Universidad o institución, departamento o sección, facultad o centro experimental, dirección postal, ciudad, departamento o estado, país y correo electrónico, preferiblemente correo institucional, indicar el autor que mantendrá correspondencia con el editor y equipo editorial en primera instancia y una vez publicado con el público en general. Resumen: Debe contener los resultados más significativos, no debe contener referencias 250 palabras máximo, incluir una versión del resumen en inglés (abstract). Palabras clave: Sin repetir las del título entre cinco (5) y ocho(8), en español e inglés (keywords). Introducción: Debe ser original y atraer la atención del lector y explicar por qué se realizó el estudio. Materiales y Métodos: Se deben presentar los pasos seguidos y los instrumentos empleados para llegar a los resultados. Se debe escribir en pasado. Resultados: Deben responder al objetivo planteado en el trabajo, los más importantes a nivel estadístico, se deben describir brevemente. Tablas y Figuras: Se deben numerar y referenciar en el texto. Use los símbolos de las unidades del Sistema Internacional de Pesos y Medidas. No separe los números en miles, use el punto para los decimales. Presente los parámetros estadísticos. La bibliografía debe citarse conforme se relacione con el cuerpo del documento, debe ir en orden alfabético y sin numeración alguna. Usar el estilo

De la tipología de artículos establecida por el Servicio de Indexación de Revistas Científicas y Tecnológicas Colombianas de Colciencias PUBLINDEX, la revista acepta: 1. Artículo de investigación científica y tecnológica. Documento que presenta, de manera detallada, los resultados originales de proyectos de investigación. La estructura utilizada contiene : Título (español e inglés) datos del autor(es), resumen, abstract, palabras clave, keywords, introducción; metodología, resultados, conclusión y referencias bibliográficas. 2. Artículo de reflexión. Documento que presenta resultados de investigación desde una perspectiva analítica, interpretativa o crítica del autor, sobre un tema específico, recurriendo a fuentes originales. Título, datos del autor(es), resumen, abstract, palabras clave, keywords, Introducción, desarrollo, conclusiones y referencias bibliográficas. 3. Artículo de revisión. Documento resultado de una investigación donde se analizan, sistematizan e integran los resultados de investigaciones publicadas o no publicadas, sobre un campo en las disciplinas o multidisciplinas agorindustriales, 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, incluyendo título (en español e inglés), resumen, abstract, introducción, capítulos y subcapítulos para desarrollar el tema, agradecimientos y referencias. Recibimos los artículos en: revistagroindustrial@sena.edu.co jtapiero@sena.edu.co jeescobars@sena.edu.co

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Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014,

Guidelines for Publishing Articles in The â&#x20AC;&#x153;Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustrialesâ&#x20AC;? (Colombian Agronindustrial Research Journal) The magazine accepts original articles for their publication. The files must be presented in Word format, letter size paper (21,59cm x 27,54cm), in Times New Roman font, size 12, 1,5 interlining and aligned to the left, in a single column.

numbering. Use the American Psychological Association (APA) quoting style. The complete references are to be located at the end of the text.

When presenting articles, the following must be accounted for:

Regarding types of articles indexed by PUBLINDEX, the Colombian Scientific and Technological Publication Indexing Service, this magazine ACCEPTS:

Title: It must be concise, in Spanish and English. Authors: Complete name and affiliation (University or Educational Institute, department and/or section, faculty and/or experimental center, postal address, city, province, department or state, country and electronic mail address, institutional email is preferred. Please indicate which author will keep in mail contact with the editor and the editing crew in first instance and once the publishing takes place, with the public. Abstract: It must contain the most significant results, no more than 250 words. Please include an english version. Keywords: Without repeating the title words, between 5 (five) and 8 (eight), in english and spanish. Introduction: It must be an original production and it must be appealing to the readerâ&#x20AC;&#x2122;s attention. It should explain the reason why the study was conducted. Materials and methods: The consequent steps and list of materials to achieve the results must be presented. Must be drafted in past tense. Results: They must respond to the objective planned. The most relevant results at statistical level, should be described briefly. Tables and illustrations: They must be enumerated and referenced in the text. Use the symbols according to the International Unit System. Do not split numbers in the thousands. Use a dot for decimal values. Present the statistical parameters. Bibliography must be cited as it appears in the text body. Must be in alphabetical order and without

The magazine uses the International Unit Standards.

1. Scientific and technological research articles. Documents that present in a detailed manner, the original results obtained with research projects. The structure used contains: Title (spanish and english), author(s) information, abstract, keywords, introduction, methodology, results, conclusion and bibliographical references. 2. Reflexive articles. Documents than present research results from an analytical, critical or interpretative perspective of the author regarding a specific theme or topic, while recurring to original sources. Title (spanish and english), author(s) information, abstract, keywords, introduction, execution, conclusion and bibliographical references. 3. Articles Review. Document resulting from a research process in which the results of published and unpublished articles are analyzed, integrated and systematized, regarding a topic in specific in the different disciplines in the agroindustrial field, in order to inform the latest about the advances and development tendencies. It is characterized by presenting a careful bibliographical revision of at least 50 references, including title (english and spanish), abstract, introduction, chapters and subchapters to expand the topic even further, greetings and references. Receive the articles in: revistagroindustrial@sena.edu.co jtapiero@sena.edu.co jeescobars@sena.edu.co

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