Análisis Energético de la Cadena Productiva hasta la Obtención Del Producto Final

como Herramienta para Comparar la Sostenibilidad Técnica, Económica y Ambiental de Varios Sistemas Productivos y Beneficio de la Caña Panelera en las

Regiones de La Hoya Del Río Suárez (Sistemas con Beneficio a Vapor), Cundinamarca (Sistema Tradicional) y Antioquia (Cisneros – Centro de Acopio de

Mieles - CAM).

INSTITUTO DE ESTUDIOS AMBIENTALES (IDEA) - UNIVERSIDAD NACIONAL DE

COLOMBIA MIISTERIO DE AGRICULTURA Y DESARROLLO RURAL

FEDEPANELA

(Contrato número 146-2008p5784-3501)

DOCUMENTO Descripción de las características ambientales de 11 unidades productivas

(pequeña, mediana y grande)

JUNIO 2010

Instituto de Estudios

Ambientales IDEA

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CONTENIDO

RESUMEN PROYECTO .................................................................................................... 6 1. OBJETIVOS .............................................................................................................. 7 2. MARCO CONCEPTUAL ............................................................................................ 7

2.1. CARACTERISTICAS DE LOS SUELOS .............................................................. 7 2.1.1. Características físicas ................................................................................... 8 2.1.2. Características Químicas .............................................................................. 9

2.2. BALANCE HIDRICO .......................................................................................... 15 2.2.1. La Evaporación .............................................................................................. 15 2.2.2. Precipitación .................................................................................................. 16 2.3. DESCARGAS DE GASES DE EFECTO INVERNADERO – GEI ....................... 16 2.4. EL AGUA EN LA PRODUCCION DE PANELA .................................................. 18 2.4.1. Agua de consumo. ......................................................................................... 18 2.4.2. Vertimientos ................................................................................................... 19 2.4.3. Caracterizacion fisicoquímica de vertimientos ................................................ 20

3. METODOLOGIA ...................................................................................................... 21 3.1. MUESTREO SE SUELOS ................................................................................. 21 3.2. METODOLOGÍA PARA EL BALANCE HIDRICO ............................................... 22 3.2.1. Método Racional Deductivo............................................................................ 22 3.2.2. Método de los Polígonos de Thiessen ............................................................ 23 3.3. METODOLOGIA PARA EL MUESTREO Y ANALISIS DE AGUAS .................... 25 3.4. EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO.................................... 26

4. RESULTADOS ........................................................................................................ 27 4.1. COMPONENTE SUELOS .................................................................................. 27 4.1.1. Los suelos del nordeste de Antioquia ............................................................. 27

4.1.1.1. Asociación Yarumal - Typic Hapludands. Símbolo (YA) ......................... 28 4.1.1.2. Monitoreo y seguimiento de los suelos estudiados en el Nordeste Antioqueño ............................................................................................................... 29

4.1.2. Los Suelos de las unidades en Cundinamarca ............................................... 32 4.1.2.4. Monitoreo y seguimiento de los suelos ................................................... 36

4.1.3. Los suelos de la Hoya del rio Suárez ............................................................. 38 4.1.3.1. Departamento de Boyacá ........................................................................ 38 4.1.3.2. Monitoreo y seguimiento de los suelos de la Hoya del río Suárez .......... 42 4.1.3.3. Departamento de Santander ................................................................... 45 4.1.3.4. Monitoreo y seguimiento de los suelos de Santander ............................ 47

4.1.4. Análisis biológico de los suelos de las unidades seleccionadas ..................... 49 4.2. CARACTERÍSTICAS CLIMÁTICAS Y BALANCES HÍDRICOS CLIMÁTICOS REGIONALIZADOS PARA ZONAS EVALUADAS DE ANTIOQUÍA CUNDINAMARCA Y LA HRS ........................................................................................................................ 52 4.2.1. Hoya del río Suarez ....................................................................................... 53 4.2.2. Nordeste Antioqueño...................................................................................... 57 4.2.3. Cundinamarca ................................................................................................ 59 4.3. EMISION DE GASES GEI ................................................................................. 63 4.4. CALIDAD DE AGUA .......................................................................................... 64 4.4.1. Características de las aguas residuales en el proceso de elaboración de la panela en Cundinamarca. ............................................................................................ 65 4.4.2. Caracteristicas de las aguas residuales en la HRS. (Boyacá) ........................ 67 4.4.3. Características de las aguas de consumo en la HRS. (Boyacá) ..................... 68

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4.4.4. Caracteristicas de las aguas residuales en el proceso de elaboración de la panela en la HRS. (Santander) .................................................................................... 69

BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................... 72 ANEXO 1. MÉTODOS ANALÍTICOS EMPLEADOS POR EL LABORATORIO DE SUELOS Y CUADRO GUÍA PARA INTERPRETAR LOS ANÁLISIS DE SUELOS ........ 73 ANEXO 2. RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS DE LABORATORIO DE SUELOS ........ 77 ANEXO 3. MAPAS DE SUELOS ................................................................................... 132 ANEXO 4. DATOS CLIMATOLÓGICOS ....................................................................... 137 ANEXO 4. ANÁLISIS DE LABORATORIO DE AGUAS ................................................ 158

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LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Funciones de los nutrientes en las plantas y sus síntomas de deficiencia .......... 11 Tabal 2. Se presenta los intervalos de consumo de agua durente el proceso de fabricación de panela es trapiches tradicionales y tradicional mejorado en Cundinamarca ................ 18 Tabla 3. Fuentes de abastecimiento, etapa del proceso en la cual se utiliza el agua, medidas de uso eficiente del recurso y existencia de tratamiento a vertimientos. ............ 19 Tabla 4. Tasa de vertimientos y lugar de disposción en varios trapiches ......................... 20 Tabla 5. Parámetros de calidad de vertimientos por tipo de trapiche ............................... 20 Tabla 6. Estaciones seleccionadas para el cálculo del balance hídrico ............................ 25 Tabla 7. Análisis físico–químicos de los suelos de las unidades evaluadas en los municipios del Oriente Antioqueño................................................................................... 30 Tabla 8. Puntos de retención de humedad y densdad aparente de suelos en Nordeste antioqueño ....................................................................................................................... 31 Tabla 9. Análisis físico – químicos de los suelos de los sistemas productivos de los municipios de Utica y Villeta en Cundinamarca. ............................................................... 37 Tabla 10. Análisis hidrofísicos de los suelos de los sistemas productivos de los municipios de Utica y Villeta en Cundinamarca. ................................................................................ 38 Tabla 11. Análisis físico – químico Perfil PB -55. Septiembre 24 de 1998 ....................... 42 Tabla 12. Análisis físico – químicos de los suelos de las unidades productivas del Río Suarez – Junio 8 de 2009. ............................................................................................... 44 Tabla 13. Análisis físico – químico Perfil PS -65. Diciembre 11 de 1987 ........................ 47 Tabla 14. Análisis físico – químicos de los suelos de los sistemas productivos de Santander – Junio 10 de 2009 ......................................................................................... 48 Tabla 15. Análisis microbiológico de los suelos de los sitemas productivos de Cundinamarca ................................................................................................................. 49 Tabla 16. Análisis microbiológico de los suelos de los sitemas productivos de la Hoya del río Suarez (Boyacá) ........................................................................................................ 50 Tabla 17. Análisis microbiológico de los suelos de los sistemas productivos de Santander ........................................................................................................................................ 50 Tabla 18. Análisis microbiológico de los suelos de los sistemas productivos de Antioquia ........................................................................................................................................ 51 Tabla 19. Determinación de la precipitación media en la Hoya de río Suarez .................. 56 Tabla 20. Determinación de la precipitación media en el Gualivá .................................... 62 Tabla 21. Emisión de gases GEI ...................................................................................... 64 Tabla 22. Resultados análisis de aguas para Cundinamarca: .......................................... 66 Tabla 23. Resultados análisis de agua residual HRS. (Boyacá): ...................................... 67 Tabla 24. Resultados análisis de aguas utilizadas para el lavado de pisos en la unidad productiva de la Mercedes en la HRS. (Boyacá): ............................................................. 67 Tabla 25. Resultados análisis de agua para consumo humano y agua utilizada en la elaboración de la panela en la HRS.(Boyaca): ................................................................. 69 Tabla 26. Resultados análisis de agua residual HRS. Santander: ................................... 70 Tabla 27. Resultados análisis de aguas utilizadas para el consumo humano y elaboración de la panela HRS. (Santander): ....................................................................................... 71

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Variación de la temperatura mensual en la HRS ............................................... 53 Figura 2. Variación de la humedad relativa mensual en la HRS ....................................... 54 Figura 3. Variación de la nubosidad mensual en la HRS ................................................ 55 Figura 4. Aplicación Polígonos de Thiessen Hoya del Rio Suarez .................................. 55 Figura 5. Balance hídrico HRS ......................................................................................... 56 Figura 6. Variación de la temperatura mensual en Cisneros Antioquia ............................ 57 Figura 7. Variación de la humedad relativa mensual en Cisneros Antioquia .................... 58 Figura 8. Variación de la nubosidad mensual en Cisneros Antioquia .............................. 58 Figura 9. Balance hídrico Cisneros - Antioquia ................................................................ 59 Figura 10. Variación de la temperatura mensual. ............................................................. 61 Figura 11. Variación de la humedad relativa mensual ...................................................... 61 Figura 12. Variación del brillo solar mensual .................................................................... 62 Figura 13. Balance Hídrico para Cundinamarca ............................................................... 63

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RESUMEN PROYECTO

El análisis de la energía se ha constituido en un instrumento trascendental para el análisis de los procesos mecánicos, biológicos y sociales. Actualmente, su importancia como unidad cuantificable y valorable ha sido utilizada como herramienta en la ecología, economía, ambiente complementado con la identificación análisis de criterios o indicadores de medición y control de la sostenibilidad. Por tanto, algunos sistemas agrícolas desde hace mas de 30 años han sido objeto del análisis energético bajo componentes diversos en cuanto a la tecnología, economía, cultura y ambiente principalmente en lo que se conoce a través de las entradas y salidas de energía. La presente investigación permite valorar y evaluar los balances de energía en forma global y particular de cada una de las actividades y etapas de la cadena desde la adecuación y preparación de tierras, establecimiento y desarrollo del cultivo de la caña panelera, su beneficio y/o industrialización bajo escenarios diversos de los sistemas productivos las regiones más representativas del cultivo de caña para la fabricación de panela. El análisis de estos balances complementado con el estudio de otras variables derivadas por el uso de los recursos suelo, aire y agua, permitirá, fuera de obtener una aproximación a los indicadores de sostenibilidad, identifica puntos críticos de la cadena productiva que deben ser referentes implementar estrategias de reconversión tecnológica del subsector, que a su vez conducirán a reducción de los costos de producción, mejoramiento de la calidad del producto, a la conservación y uso racional de los recursos naturales, mitigación de impactos ambientales y en general a mejorar la calidad de vida de los productores ya sean del cultivo y/o de panela.

Ante esta situación, es necesario conocer y evaluar otros aspectos ligados al sistema de producción, los cuales desde una visión sistemica integral contribuyen de varias formas a la sostenibilidad de estos sistemas productivos, como son las características y propiedades del recurso suelo, las características de las aguas usadas para consumo humano generalmente provenientes de fuentes naturales, y algunos parámetros que defien la calidad de las aguas residuales del proceso de elaboración de la panela. Además, desde el punto de vista ambiental y con base en el análisis del comportamiento cuantitativo de las variables energéticas, se plantean las proyecciones en cuanto a emisión de gases con efecto invernadero GEI, asociados principalmente al porceso de evaporación y concentración de jugos para lo cual utiliza principalmentge bagazo de caña como fuente energética.

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1. OBJETIVOS

Determinar las siguientes características ambientales, por unidad productiva: Características Ambientales: Características de los suelos: propiedades físico-químicas y biológicas.

Características climáticas: Temperatura del aire, velocidad y dirección de vientos, humedad relativa, precipitación (información agroclimática de estaciones ubicadas en la zona de influencia IDEAM). Los análisis físico-químicos y biológicos que se llevaron a cabo en las 11 unidades productivas de las tres (3) regiones sobre el recurso suelo fueron los siguientes:

Características físicas de los suelos: Densidad aparente, temperatura (método geotermometro), humedad natual, retención de humedad a diferentes presiones (PPM, CC), textura, compactación (método de cono penetrómetro), profundidad. Características químicas: pH, capacidad de intercambio catiónico (CIC), Nitratos, amonio, materia organica, saturación de aluminio, carbonato de calcio (CaCO3), carbono orgánico (C.O.), nitrogeno total, saturación de bases (SB), elementos mayores (N, P, K) y elementos menores (Ca, Mg, Na). Características biológicas: Poblaciones de fauna (hongos, heterótrofos, actinomicetos, bacterias fijadoras de nitrógeno, Solubilizadores de fosfato, bacterias nitrificantes y denitrificantes, celuliticos, amonificantes y nitrosomonas) y cuantificación de individuos anaerobios. Respecto al componente aire: Descarga de gases a la atmósfera, temperatura del aire, Humedad relativa, (kg de CO y CO2) descargados por kg de panela, descarga de calor a la atmósfera (KCal/kg de panela. Sobre el recurso agua se realizaron los siguientes análisis: Balance Hídrico, con base a información hidrometeorológica, calidad de agua para consumo humano (análisis físico-químico y microbiológico) y caracterización físico-química de vertimientos líquidos (agroindustriales).

2. MARCO CONCEPTUAL

2.1. CARACTERISTICAS DE LOS SUELOS

El conocimiento de las propiedades químicas, físicas, mineralógicas y biológicas del suelo, permiten discernir con gran precisión el desarrollo, la calidad, las relaciones y las

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interacciones de sus características intrínsecas. En esta sección se definen las características que fueron evaluadas directa e indirectamente, en los municipios de las unidades evaluadas.

2.1.1. Características físicas

2.1.1.1. Textura

La textura representa el porcentaje en que se encuentran los elementos que constituyen el suelo; arena gruesa, arena media, arena fina, limo, arcilla. Se dice que un suelo tiene una buena textura cuando la proporción de los elementos que lo constituyen le dan la posibilidad de ser un soporte capaz de favorecer la fijación del sistema radicular de las plantas y su nutrición.

2.1.1.2. Color

El color es un carácter del suelo, fácil de observar y de uso cómodo para identificar un tipo de suelo dentro del cuadro regional o local. Generalmente, está en relación con los procesos de pedogénesis o con uno de los factores de formación, pero por una parte, el proceso que colorea el suelo no es siempre fundamental, y por otra parte, la misma coloración, o matices vecinos bien pueden resultar de causas diferentes. Es así que ese carácter debe ser utilizado con circunspección y sabiendo que raramente tiene valor como criterio de clasificación al nivel de los grandes tipos de suelos. Las principales sustancias que originan al suelo su color son el humus, compuesto minerales como los óxidos, sulfuros, sulfatos y carbonatos. Los colores claros, es decir, los blancuzcos, son debidos a la abundancia de minerales blancos o incoloros. Los horizontes superficiales de suelos evolucionados raramente presentan esos tintes, salvo en los suelos de regiones secas, áridas o desérticas, pero se encuentran más a menudo en los horizontes del subsuelo o en los suelos poco evolucionados, en los que ha desaparecido el horizonte superficial como es el caso de algunas unidades visitadas en el departamento de Antioquia. Los minerales que tienden a provocar estas coloraciones claras son la sílice, el calcáreo en un grado elevado de pureza, el yeso, los cloruros o la arcilla. Los colores negros o pardo muy oscuro son provocados por el humus o el manganeso, en forma de bióxido (MnO2) o de sulfuros de hierro FeO.

2.1.1.3. Fertilidad

La fertilidad es el conjunto de características físicas, químicas y biológicas que determinan la capacidad del suelo para sostener el desarrollo de la vegetación. Aunque depende de muchos factores, la fertilidad está muy asociada al contenido de materia orgánica (Calle, 2003). 2.1.1.4. Densidad aparente

La densidad aparente, junto con la resistencia a la penetración, es considerada la variable más importante para evaluar el grado de compactación de los suelos. A medida que se

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aumenta la densidad aparente se reducen la porosidad total, la humedad del suelo, la conductividad del agua a través del perfil y la actividad de los microorganismos por el déficit de oxígeno.

2.1.1.5. Resistencia a la penetración

Es la forma como se mide el grado de compactación en los suelos, para medirla, se emplea un instrumento llamado penetrómetro. La compactación también puede definirse como el aumento de la densidad de un suelo como resultado de la presión o las cargas físicas o naturales aplicadas. Los suelos ricos en materia orgánica son menos susceptibles a la compactación, estos suelos menos compactados tienen más espacios porosos para retener un mayor volumen de agua y aire para realizar los intercambios gaseosos, lo cual facilita la conductividad del agua y generan un mejor ambiente para el desarrollo de los microorganismos.

2.1.2. Características Químicas

En cuanto a las propiedades químicas del suelo, es la parte de la ciencia del suelo concerniente a la constitución química, a las propiedades y reacciones de los suelos. La presencia de un adecuado contenido de agua y microorganismos, al igual que buenas propiedades físicas, el suelo es un material dinámico, cuyas propiedades como el intercambio iónico (catiónico o aniónico) la reacción del suelo (acidez y alcalinidad), condiciones de oxidación y reducción; y por último coagulación y pectización. La capacidad de intercambio iónico del suelo es un proceso dinámico que permite a los cationes y aniones ser intercambiados entre la fase liquida y solida y entre las fases solida y en contacto. Este proceso puede ser considerado como el mas importante que ocurre en el suelo y, sin el la toma de nutrientes vía radicular no podría llevarse a cabo. La capacidad de intercambio cationico es el proceso por el cual las partículas solidas del suelo absorben los iones positivos. Las arcillas, los hidróxidos y la materia orgánica son los que funcionan como cambiadores. En el suelo son principalmente el calcio, Magnesio, potasio, sodio, aluminio, amonio, hierro e hidrogeno. El manejo de la capacidad del manejo cationico en general es para una buena fertilidad del suelo por lo tanto debe ser alta y evitar su perdida por lixiviación, porque de lo contrario presentan problemas de perdida por las intensas lluvias durante el invierno. Cuando la acidez de los suelos es menor de 5.5 son suelos ácidos y pueden presentar problemas de toxicidad por exceso de aluminio, hierro y manganeso; deficiencia de calcio, magnesio, fosforo y molibdeno; alteración de las poblaciones y actividad microbiana y efecto directo del pH por concentración de iones e hidrogeno. Sin embargo en general estos problemas pueden ser solucionados por medio de encalamiento de los suelos. En conclusión las propiedades químicas del suelo permiten interpretar en forma confiable los resultados de la fertilización y manejo del suelo para la producción agrícola. En esta forma se puede determinar si un suelo es productivo o no y la factibilidad de la productividad del recurso suelo, especialmente considerando un manejo integral de sus

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propiedades físicas y biológicas para obtener una fertilidad optima para el desarrollo y productividad de los cultivos.

2.1.2.1. Materia orgánica La materia orgánica se puede definir como el total de compuestos orgánicos en el suelo con excepción de los tejidos de plantas y animales sin descomponer, sus productos de descomposición parcial y la biomasa del suelo.

2.1.2.2. Nutrientes Los nutrientes vegetales son aquellos elementos químicos que en mayor o menor proporción son necesarios para el desarrollo de las plantas, y que en general éstas toman del suelo por las raíces, y del aire por las hojas. Aunque se han identificado veinte elementos químicos en la mayor parte de las plantas, se ha visto que solamente dieciséis son realmente necesarios para un adecuado crecimiento y una completa maduración de las plantas. A estos 16 elementos se les considera como los nutrientes esenciales. Carbono, oxígeno e hidrógeno, constituyen la mayor parte del peso seco de las plantas, estos elementos provienen del CO2 atmosférico y del agua. Les siguen en importancia cuantitativa el nitrógeno, potasio, calcio, magnesio, fósforo y azufre que son absorbidos del suelo. Los elementos más importantes para el crecimiento de las plantas son los macronutrientes (nitrógeno, fósforo y potasio) y deberían ser suministrados a las plantas a través de fertilizantes, mesonutrientes (calcio, magnesio y azufre) y micronutrientes u oligoelementos (hierro, manganeso, boro, zinc, cobre y molibdeno) que están generalmente presentes en el suelo en cantidades suficientes y las plantas los necesitan en dosis menores. Por tanto el correcto desarrollo de un cultivo dependerá del contenido nutricional del suelo sobre el que se desarrolla. Pero la cantidad de nutrientes a añadir al suelo, no depende solo del estado químico del suelo sino también de factores como el clima local, la estructura física, la existencia de cultivos previos y presentes, actividad microbiológica En la tabla siguiente se recogen las funciones de estos elementos en las plantas y sus síntomas de deficiencia: La caña de azúcar (Saccharum officinarum L.) ha sido descrita como el cultivo más eficiente en almacenar la energía solar. Debido a su rápido crecimiento demanda grades cantidades de nutrientes y agua para producir óptimos rendimientos de caña y azúcar. El crecimiento de la planta, la formación de la sacarosa y el almacenamiento de esta depende de la nutrición, las relaciones hídricas y los factores climáticos. La caña de azúcar (Saccharum officinarum L.) es una gramínea con alta eficiencia fotosintética en el trópico. En un medio ecológico apropiado, con buena tecnología, existen variedades que producen entre 150 y 250 toneladas de caña por hectárea, con

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contenidos de sacarosa entre un 16 a 18%, para rendimientos de panela por hectárea entre 15 a 20 toneladas. Un medio ecológico apropiado es aquel donde las condiciones físicas, químicas y biológicas del suelo y climáticas permiten un desarrollo vegetativo normal para una variedad de caña.

Tabla 1. Funciones de los nutrientes en las plantas y sus síntomas de deficiencia

Fuente: Grupo de investigación Es muy importante tener en cuenta que las deficiencias de nitrógeno, fósforo y potasio, elementos móviles, empiezan afectando las partes más viejas de la planta y luego se extienden a todos los órganos. En el caso de la deficiencia del nitrógeno su carencia provoca inicialmente un color verde pálido que se torna amarillento en las hojas inferiores. Del ápice a lo largo de la nervadura central se seca prematuramente. El crecimiento vegetativo se retarda, hay poco macolla miento y los tallos se acortan y se adelgazan. La deficiencia de fósforo, en cambio, produce hojas de color verde oscuro a azul verdoso. En esta hoja frecuentemente aparecen manchas de color rojo-púrpura, particularmente en los ápices y bordes. Las hojas se secan prematuramente. Los tallos son cortos, delgados y con muy poco macolla miento, y con un sistema radicular muy restringido. Los jugos son difíciles de clarificar y en general la panela es de mala calidad. La deficiencia de potasio se manifiesta por los jugos de mala calidad, generalmente con contenido alto de azúcares reductores. En las hojas más viejas, inicialmente se presenta un color verde pálido que se torna amarillento, con un secamiento en los bordes que se inicia en el ápice. Los tallos son delgados y el macolla miento es escaso.

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En cuanto a otros elementos los síntomas más característicos de deficiencia o exceso son, las lesiones necróticas rojizas a lo largo de las hojas por deficiencia de Magnesio; necrosis en la punta y bordes por la deficiencia de Calcio; hojas deformes por deficiencia de Boro; hojas nuevas cloróticas por deficiencia de zinc; tallos sin turgencia o cogollo marchito por deficiencia de Cobre y raíces cortas, anormales y pocas raíces laterales por exceso de Aluminio.

2.1.2.2.1. Manejo de los Suelos para el Cultivo de Caña Panelera

En Colombia el cultivo de la caña panelera está sembrada en tierras de baja a mediana fertilidad, predominan los suelos contextura pesada (arcillosos), fuertemente ácidos (pH <5.5) y con saturaciones de bajas a medias de aluminio (<30%). Además, son frecuentes los suelos con contenidos bajos a medios de materia orgánica (<5%), fósforo aprovechable (<10 ppm), calcio (<6.0 me/100g), magnesio (<1.5 me/100g), potasio (<0.3 me/100g), capacidad de intercambio catiónico (<20 me/100g), zinc (<2.0 ppm), y boro (<0.3 ppm).

La caña panelera (Saccharum officinarum L.) es una gramínea con alta eficiencia fotosintética. En un medio ecológico apropiado y con buena tecnología, hay variedades que pueden llegar a tener rendimientos hasta de 150 y 250 toneladas de caña por hectárea y contenidos de en sacarosa entre 16 y 18%, para rendimientos de panela por hectárea entre 15 y 20 toneladas. Un medio ecológico apropiado es aquel donde el manejo de los suelos se fundamenta en conocer y manejar apropiadamente los factores y propiedades del crecimiento de la las plantas, como es la presencia y disponibilidad de los elementos nutritivos esenciales, la succión del agua por las plantas, el manejo de la aireación del suelo, la optima condición del desarrollo de las raíces y la temperatura del suelo.

2.1.2.2.2. Propiedades Biológicas y Microbiológicas

La materia orgánica del suelo procede de los restos de organismos que se depositan sobre su superficie, principalmente hojas y residuos de plantas y animales. Estos materiales recién incorporados se les conoce como "materia orgánica fresca" y su cantidad varía con el uso o vegetación que cubra al suelo. La materia viva en el momento en que deja de serlo, comienza un proceso de descomposición o autolisis provocado por los propios sistemas enzimáticos del organismo muerto. Además, sirve de alimento a numerosos individuos animales que habitan en la interface entre el suelo y los detritus que lo cubren. En esta fauna predominan artrópodos de diversas clases y gran número de larvas, sobre todo de insectos. El papel de esta fauna es doble, por una parte digieren los restos y los transforman dejando en su lugar sus excretas, en las que aparecen sustancias más sencillas mezcladas con microorganismos de su intestino y del propio suelo, que fueron ingeridos con los restos; de otra parte realizan una función de trituración que provoca un incremento notable de la superficie de los restos y que ayuda al ataque de los microorganismos de vida libre que habitan en la hojarasca o en las capas altas del suelo. Estos primeros fragmentos presentan una estructura vegetal reconocible hasta que se inicia el ataque de

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los hongos, que son los primeros microorganismos que se implantan sobre los restos vegetales. Los hongos son capaces de atacar y romper las moléculas de lignina que forman las paredes de los vasos y las de celulosa que forman parte de las membranas celulares, por el contrario necesita tomar el nitrógeno en forma mineral, por lo que han de hacerlo de la solución del suelo. Una vez rotas las paredes de los vasos y de las células, queda abierta la puerta a la acción bacteriana, cuyos individuos se nutren de las proteínas y de los azucares principalmente. Las bacterias liberan nitrógeno en forma amoniacal y posteriormente, nítrica que permite la nutrición fúngica y el crecimiento de su población, iniciándose así una estrecha colaboración entre ambos tipos de organismos que termina favoreciendo a las plantas que habitan el suelo, al desaparecer la competencia por el nitrógeno que hasta ese momento sufrían por parte de los hongos. Dependiendo de la cantidad de nitrógeno presente en la materia orgánica fresca que llega al suelo así será el posible enriquecimiento de éste en el elemento citado y la velocidad del proceso de transformación de los restos vegetales, por ello la relación C/N de los restos vegetales es un factor decisivo en todo el proceso de transformación de la materia orgánica y que en su conjunto se conoce como "proceso de humificación". A medida que avanza el proceso de humificación se va reduciendo el valor de la relación C/N del material resultante, dado que el carbono se consume en los procesos energéticos de los microorganismos y termina como dióxido de carbono, mientras que el nitrógeno se invierte en la producción de proteínas que llegan nuevamente al suelo al morir los microorganismos presentes en él. Al final de esta primera etapa de descomposición, los restos vegetales van perdiendo su estructura inicial hasta acabar resultando irreconocible. Como se comento anteriormente, son muchos los grupos animales que intervienen en el proceso de trituración de los vegetales y todos ellos provocan una mezcla más o menos intensa con los microorganismos presentes. Algunos de ellos solo viven en la hojarasca o "mantillo", o a lo sumo en los primeros centímetros del suelo mineral; pero otros, como las lombrices, se desplazan en el suelo hasta alcanzar profundidades variables, según la temperatura y, sobre todo, el estado de humedad, dado que poseen una cutícula permeable que les hace muy sensibles a la desecación. Los pertenecientes a este segundo grupo, además del efecto triturador y mezclador de los primeros ejercen una función de transporte de la materia orgánica, distribuyéndola en un mayor espacio y permitiendo una acción microbiana más intensa. El horizonte A incrementa su espesor y el volumen de suelo afectado por la materia orgánica es netamente superior lo que influye en los procesos de alteración mineral, sobre todo en los que conocemos como alteración bioquímica, que alcanza una mayor profundidad y permite que intervengan nuevos minerales procedentes del material original o de una neo formación previa. En el caso de las lombrices se produce una modificación de la composición del suelo que ingiere con respecto al que excreta, modificando algunos parámetros que favorecen la acción microbiana y como consecuencia de ello una aceleración del proceso de humificación. Ahora bien la materia orgánica no se acumula indefinidamente en el suelo sino que los procesos de oxidación, que dan lugar a las sustancias húmicas, continúan, así como la acción microbiana, que puede utilizar las sustancias húmicas formadas como sustrato

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nutritivo y provocar su descomposición y "mineralización", con lo que se cerraría el ciclo biogeoquímico de los elementos. Los microorganismos unicelulares son los microorganismos más abundantes en los suelos y aguas estancadas. Se nutren de compuestos orgánicos (heterótrofos) estando ampliamente distribuidos no solamente en la superficie del suelo, sino también en los horizontes subsuperficiales como el horizonte C, las bacterias tipo actinomiceto, pueden alcanzar profundidades mayores que las bacterias heterótrofas, por lavado o por acción de riegos intensivos. Abundan sobre los materiales orgánicos que aporta la naturaleza o el hombre en la superficie, al ser capaces de descomponer una gran cantidad de substratos carbonados. Es de especial interés las bacterias tipo actinomiceto por su habilidad para degradar compuestos altamente recalcitrantes tales como quitina, celulosa y hemicelulosa, en condiciones de pH del medio particularmente alcalino. Las bacterias tipo actinomiceto no son capaces de asimilar el nitrógeno molecular ni producir desnitrificación. Así que, como fuentes de nitrógeno, utilizan amoníaco, procedente de desanimación de los aminoazúcares, y nitratos, aunque lo habitual es consumir aminoácidos, procedentes de peptonas y proteínas a las cuales degradan previamente, como el resto de las bacterias. Como dato de interés, los actinomicetos constituyen uno de los grupos microbiológicos más participativos en la generación del material vegetal comportado y por extensión, de las basuras domésticas. Sin embargo, aunque la mayoría son saprófitos y de alto interés para la evolución de la materia orgánica, no debemos de olvidar que existen patógenos de vegetales, animales domésticos y humanos. Las condiciones climáticas también controlan su número y variedad poblacional. Así en los horizontes A de suelos de zonas templadas, se alcanzan densidades de población entre 108 y 1011 g de suelo. El tipo de suelo (básico), y el aporte de materia orgánica (natural y antrópica) incrementan su población. La acidificación del medio (pH < 5) limita radicalmente su número. Los actinomicetos compiten poco en la captura de nutrientes (ácidos orgánicos, azúcares, polisacáridos, lípidos, proteínas e hidrocarburos alifáticos). Entre sus capacidades de degradación se encuentran sustratos como el almidón, la inulina y la quitina aunque entre todas la más apreciada es su capacidad para degradar la celulosa, algo lenta, pero eficaz.

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2.2. BALANCE HIDRICO

El agua en la naturaleza está en movimiento constante, describiendo un circuito cerrado que se denomina ciclo hidrológico. La radiación solar produce la evaporación del agua existente. Por procesos atmosféricos (enfriamiento) el vapor de agua se condensa y luego se precipita en forma de lluvia.

2.2.1. La Evaporación

La evaporación es la emisión de vapor de agua desde una superficie húmeda a temperatura inferior al punto de ebullición. La transferencia del agua desde la superficie terrestre a la atmósfera se efectúa por tres procesos diferentes:

La evaporación se produce a partir de superficies de agua o de superficies sólidas húmedas, como ocurre con el suelo. La sublimación es la transformación directa en vapor de agua del hielo o de la nieve. El agua que extraen del suelo las raíces de los vegetales sube hasta las hojas, donde se transforma, en su mayor parte, en vapor de agua escapándose a la atmósfera por las estomas. Esta emisión de vapor de agua por las hojas de las plantas se conoce con el nombre de transpiración.

Los factores que influyen en la evaporación sobre la superficie de la tierra, son los siguientes:

Radiación total, solar y terrestre Temperatura del aire y de la superficie evaporante Velocidad del viento al nivel de esta superficie Presión atmosférica Naturaleza de la superficie Cantidad de agua contenida en la superficie evaporante

Medida y Cálculo de la Evaporación - .

Al realizar medidas se puede asimilar la evaporación que se produce desde una lámina de agua libre al poder evaporante de la atmosfera. Así el equipo básico de medida es el tanque evaporímetro clase A (1.2m de diámetro, 0.25 m de profundidad), con un tornillo micrométrico para medir el nivel de agua con precisión. Los cambos de nivel en este tanque se han relacionado con la a través de la siguiente expresión:

Donde es el coeficiente que oscila entre 0.6 y 0,85. Para el caso de Colombia generalmente se asume un valor de 0.8

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La Evapotranspiración Potencial

La evapotranspiración potencial, , es un parámetro importante del balance hídrico, por cuanto determina las pérdidas de agua desde sobre el suelo en las condiciones de referencia. Su cuantificación es importante para el cálculo del agua disponible en el suelo potencialmente utilizada para el desarrollo de los vegetales.

Donde es el coeficiente del cultivo que varía de acuerdo al periodo vegetativo. Para el caso de cultivo de caña se asume un valor de 0.8

Relacionándola con la lluvia, permite establecer las necesidades de riego o drenaje en una región determinada constituyéndose en esta forma en variable indispensable en los estudios de ordenamiento y clasificación agroclimática.

2.2.2. Precipitación

Se define como el paso del agua de la atmósfera a la superficie. En el concepto de precipitación se incluye todo tipo de agua que cae o se deposita sobre la superficie terrestre, ya sea en forma líquida o sólida. En términos generales la precipitación es la cantidad de lluvias en una zona determinada. Las lluvias presentan gran variabilidad anual, mensual y diaria con grandes oscilaciones de unos años a otros y de unos lugares a otros.

Las variaciones climáticas de cada región afectan directamente los rendimientos obtenidos. El clima es el conjunto de fenómenos meteorológicos sensibles al ser humano (lluvias, vientos, calor) que caracterizan el estado medio de la atmósfera, debido a las variaciones de altura y accidentes geográficos, creando de esta forma unas condiciones características para una región específica durante un espacio de tiempo relativamente amplio, definiendo así los climas locales, regionales o nacionales.

2.3. DESCARGAS DE GASES DE EFECTO INVERNADERO – GEI

El proceso de fabricación de la caña, sin considrar la emision de CO2 por motores de combustion que accionan molinos para la extracción del jugo de la caña, deja en la atmósfera importantes cantidades de contaminantes como material particulado y gases, dentro de los cuales se encuentran el CO y el CO2 precursores del efecto invernadero.

Según Corpoica1, sin diferenciar mejoras e innovaciones tecnológicas, las plantas de elaboración de panela (hornillas) arrojan a la atmósfera cerca 2,09 kg de CO2 y 0,09 kg de CO por kg de panela, cuando utilizan el bagazo húmedo de la caña de la actual molienda (como sucede en las hornillas mejoradas tipo CIMPA) o parcialmente seco (caso de hornillas tradicionales). Cuando se consume leña, caucho o carbón como combustibles complementarios, estas emisiones pueden alcanzar respectivamente a 2,90 y 0,12 kg de gases por kg de panela y las menos eficientes alcanzan emisiones de 3,47 kg de CO2 y 0,14 kg de CO.

1 Proyecto de mejoramiento de hornillas paneleras. 2007

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Con base en la producción nacional de 1600000 t de panela, la emisión total de la agroindustria en condiciones medias sería de 3.33 x 106 t de CO2 y 139000 t de CO Incluyendo el consumo de leña como combustible adicional en las hornillas las emisiones de CO2 y CO podrían alcanzar 4.6 millones y 192000 t respectivamente. Los datos anteriores permiten deducir que la industria panelera es una de las que contribuye en mayor grado con emisiones de gases de efecto invernadero y de energía (altas temperaturas de gases de escape) al ambiente.

Las cifras anteriormente señaladas son comparables con la emisión de CO2 del sector industrial en 1992 con 14,9 millones de toneladas, mientras que el sector residencial incluyendo actividades de consumo final de energía de su componente rural descargó a la atmósfera 3,21 millones toneladas de dióxido de carbono consumiendo leña, principalmente en actividades de cocción de alimentos.

2 Academia Colombiana de Ciencias exactas, físicas y naturales, 1990

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2.4. EL AGUA EN LA PRODUCCION DE PANELA

2.4.1. Agua de consumo.

El agua de consumo sea para actividades domésticas o industrials generalmente provine de fuentes naturals, sean quebradas, arroyo, pozos, cosecha de lluvias y en pocas ocasiones de acueductos veredales. Esto origina que las características de liquid estén asiociadas con la naturalesa del suelo o material parental por donde se movilizan

El uso del agua se concetra en la limpieza y lavado de utensilios, equipos e instalaciones, lavado de gaveras, con efectos mínimos sobre ekl medio o lugar de disposición final. No hay aportes de metales pesados, fenoles, hidrocarburos, etc., aunque cabe destacar que si hay un aporte de carga organica en forma de solidos soluble y en suspensión

En la tabla 2 se muestra el consumo medio de agua según eltipo de fábrica

Tabal 2. Se presenta los intervalos de consumo de agua durente el proceso de fabricación de panela es trapiches tradicionales y tradicional mejorado en Cundinamarca

CONSUMO

MODELO DE FABRICA

TRADICIONAL

MEJORADO TRADICIONAL

Intervalo Promedio Intervalo Promedio

Consumo por trapiche

(m3/mes) 17 – 52 34.5 12 – 20 16

Moliendas/mes 2 – 4 3 2 2

(m3/molienda) 8 - 13 10.5 6 - 10 8

(m3/tp) 2.8 – 4.3 3.5 3.6 – 7.5 5.5

Fuente: DIAMSS CAR, Universidad Nacional de Colombia, PIRS, 2006

En la tabla número 3, se presentan los usos y las fuentes de abastecimiento según el tipo

de trapiche.

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Tabla 3. Fuentes de abastecimiento, etapa del proceso en la cual se utiliza el agua, medidas de uso eficiente del recurso y existencia de tratamiento a vertimientos.

FACTORES TIPO DE TRAPICHE

TRADICIONAL MEJORADO TRADICIONAL

Fuentes de

abastecimiento

Nacedero, reservorio de aguas

lluvias, canales de recolección

de aguas lluvias.

Acueducto veredal,

nacedero y reservorio de

aguas lluvias.

Etapa del proceso Lavado de utensilios, equipos

e instalaciones.

Lavado de utensilios,

equipos e instalaciones.

Uso eficiente del agua Aprovechamiento de agua

lluvia.

Aprovechamiento de agua

lluvia.

Tratamiento realizado No realizan ningún tratamiento

al agua residual.

No realizan ningún

tratamiento al agua

residual.

Fuente: DIAMSS CAR, Universidad Nacional de Colombia, PIRS, 2006

2.4.2. Vertimientos

En la producción de panela se generan aproximadamente 500 L de aguas residuales por tonelada de panela por lavado de mesones, gaveras y pisos del cuarto de batido y moldeo. Al finalizar la molienda, se suman otros 4 a 10 metros cúbicos para lavado de equipos de molienda, de las pailas y de pisos del área de hornilla. Estos vertimientos como es de esperarse, contienen cerca de 0,5% de sólidos disueltos, en su gran mayoría azúcares que favorecen el crecimiento de microorganismos. El agua de lavado de gaveras, tienden a una rápida fermentación que favorece el desarrollo de microorganismos que pueden contaminar utensilios de manejo de la miel para proximas moliendas, además de contribuir como carga orgánica como DQO. Estos vertimientos son dispuestos sobre suelos aledaños de cultivo y en pocas ocasiones sobre cuerpos de agua.

En el subsector panelero los vertimientos son generados en la limpieza de utensilios como gaveras y lavado de pailas. El agua no es usada como materia prima dentro del proceso de elaboración de la panela. La única fuente receptora de vertimientos empleada por las unidades productivas de la muestra de estudio, sin importar el modelo de fábrica, es el suelo. En la Tabla 4, se presentan los intervalos de generación de vertimientos y el promedio por modelo de fábrica.

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Tabla 4. Tasa de vertimientos y lugar de disposción en varios trapiches

MODELO DE FABRICA

VERTIMIENTO UNIDAD PRODUCTIVA

(m3/mes)

PROMEDIO SISTEMA DE DISPOSICION

TRADICIONAL MEJORADO

17 – 52 34.5 Suelo

TRADICIONAL 12 – 20 16 Suelo

Fuente: DIAMSS CAR, Universidad Nacional de Colombia, PIRS, 2006

2.4.3. Caracterizacion fisicoquímica de vertimientos

En la tabla 5, se presentan los promedios de los resultados de la caracterización físico química de vertimientos del subsector panela por tipo de trapiche, según3 y se comparan con los niveles normativos dados en el decreto 1594 de 1984. Es importante aclarar que la caracterización se realizó únicamente a los vertimientos generados en el lavado de gaveras. En si una DBO entre 20-100(mg/L) pertenece a un estándar de efluentes tratados lo que significa que en este parámetro resulta más bajo que en las aguas domésticas que pertenecen del orden de 100-500(mg/L), en cuanto al pH no tiene efectos sensibles ya que las aguas descargan con un valor entre

Tabla 5. Parámetros de calidad de vertimientos por tipo de trapiche

PARAMETRO

MODELO DE FABRICA

Decreto 1594 /1984 TRADICIONAL

MEJORADO TRADICIONAL

DQO5 (mg/L) 63.779 37.007 -

DBO (mg/L) 48.075 33.730 -

Relación

DQO/DBO 1,32 1.01 -

SST (mg/L) 1.507 1.072 -

pH 5.03 5.04 5 a 9

TEMPERATURA

(°C) 33.5 33.3 <40

Fuente: DIAMSS CAR, Universidad Nacional de Colombia, PIRS, 2006 Se observa que los sistemas mejorados se presentan valores más altos por su mayor producción, aunque estas tienen un consumo de agua menor por tonelada de producto. Comparado los valores de temperatura y pH de los vertimientos con los valores normativos del decreto 1594 de 1984, cumplen con la normatividad.

3 DIAMSS, CAR, Universidad Nacional de Colombia, PIRS, 2006

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3. METODOLOGIA

3.1. MUESTREO SE SUELOS

La metodología utilizada para realizar la descripción de los suelos de los departamentos de Cundinamarca, Boyacá, Santander y Antioquia fue la siguiente:

Revisión de la información existente en los estudios realizados por el IGAC, se consulto el Estudio General de Suelos y Zonificación de Tierras, del departamento de Cundinamarca, de Boyacá y el Estudio Integral de Suelos y Coberturas Terrestres del Departamento de Antioquia.

Localización de las unidades cartográficas en cada uno de los municipios involucrados dentro del proyecto (Útica, Villeta y La Peña en Cundinamarca, Santana y San José de Pare en Boyacá, Valle de San José en Santander, Cisneros, Santodomingo, San roque y Frontino en Antioquia) a partir de su código de identificación.

Consulta con la leyenda de suelos para identificar los factores formadores de suelos con sus características asociadas; (paisaje, tipo de relieve, material parental, clima y los componentes taxonómicos).

Consulta en el informe de suelos para identificar las características de cada componente taxonómico.

Salida de campo para identificar los suelos estudiados a partir de observaciones semidetalladas con equipo de campo compuesto por un barreno, termómetro para suelos, medidor de humedad y acidez del suelo, medidor de compactación y tabla mounse.

Se toma la georeferenciación con GPS del área representativa a muestrear.

Se realiza un muestreo representativo de la unidad cartográfica.

Mediciones directas de temperatura edáfica, % de humedad, pH, compactación con cono de ¾” a diferentes profundidades y determinación del color aparente de los suelos a diferentes profundidades con el barreno.

Toma de muestra de suelos para determinar análisis físico-químicos y microbiológicos en el laboratorio del IGAC.

Con los respectivos resultados obtenidos en el laboratorio se procedió a su interpretación.

La metodología utilizada para realizar una breve descripción de las características de los suelos del municipio de Frontino (Antioquia), en cartografía fue la misma, no se pudo realizar la parte de campo, por que no se encontraba operando la planta de mieles en el momento de la visita; por esta razón se hizo el trabajo en los municipios de Cisneros, Santodomingo y San Roque (Antioquia). Para facilitar el entendimiento y comprensión de los resultados de campo y laboratorio, los suelos de las unidades evaluadas se identifican por la localidad geográfica donde se describieron y muestrearon; por ejemplo, suelo de la Asociación Yarumal (YA) fue localizado en la vereda Las Palmas, del municipio de Cisneros, en la finca Las Palmitas. El porcentaje de carbono orgánico sirve para calcular la cantidad de materia orgánica que contiene el suelo; se obtiene multiplicando el % de CO por un factor de 1.9.

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El muestreo se hizo con una pala y un balde o lona limpios y procurando tomar una cantidad similar de suelo en cada punto y a la misma profundidad. El tipo de muestreo que se hizo, en cada parcela, es al azar en zig-zag. Para la toma de muestras con pala, se abrio un hoyo de aproximadamente 25 x 25 cm de lado y 20 cm de profundidad, se retiro los 2 cm primeros del suelo y se extrayo la muestra. En general la profundidad de muestreo fué entre 2 y 20 cm que es el área de mayor acción de las raíces. Se Mezcló en un balde las submuestras hasta obtener una muestra compuesta homogénea por parcela la cual se empacó aproximadamente 1 kg en bolsas plásticas, para el caso de análisis físico químico, mientras que el ambalaje se hizo en bolsas de papel para el caso de análisis microbiológico. Las muestras se transportaron al laboratorio de suelos del IGAC para ser análisis físicos, químicos y microbiológicos. En el Anexo 1 se muestran los métodos de análisis utilizados poe el IGAC para hacer los análisis. Como una guía práctica para su interpretación, en el Anexo 1 se presenta un resumen de los análisis y de los criterios empleados. A continuación se definen las unidades utilizadas en cada una de las variables: materia orgánica en porcentaje (%); conductividad eléctrica en Decisiemenes/metro (dS/m) o milimhos/centímetro (mmhos/cm); en relación con los nutrientes fósforo, azufre y elementos menores se reportan en términos de mg/Kg (ppm); las bases intercambiables como Ca, K, Mg en cmol+/Kg (meq /100gr de suelo). En el anexo 2 se presentan tres categorías (alta, media y baja), utilizadas para clasificar los niveles de nutrientes en el suelo, con base en la Quinta aproximación del ICA

3.2. METODOLOGÍA PARA EL BALANCE HIDRICO

La estimación del balance hídrico se llevó a cabo utilizando dos métodos, de acuerdo a la calidad y cantidad de información existente y ubicación de las estaciones climatológicas con respecto a la zona de interés bajo el enfoque regional.

3.2.1. Método Racional Deductivo

Cuando no es posible disponer de estaciones cercanas y circundantes a una estación incompleta que no dipione de isntrumentación para registrar todas las variables, o bien, no hay continuidad de los datos (meses) faltantes, se estima el o los valores faltantes por medio de un simple promedio aritmético de los valores contenidos en el registro para ese mes, lo anterior se considera válido únicamente si es un solo año (o máximo dos) el faltante y tal promedio se realiza con diez datos (años) como mínimo (o 20 años, en el caso de dos datos mensuales faltantes). Cuando en el registro de lluvias mensuales, de una determinada estación, existen uno o más años incompletos, el llamado método racional deductivo permite estimar los registros mensuales faltantes (como máximo once), apoyándose en la información que brindan los años completos. El desarrollo del método se puede sintetizar en los siguientes cuatro pasos: 1. Se efectúa la suma de precipitaciones mensuales en todos los años completos y se obtiene a lluvia mensual promedio.

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2. Se calculan para todos los años completos los porcentajes mensuales de precipitación, los que serán igual a la lluvia mensual entre el promedio mensual calculado en el paso anterior y por 100. Al sumar los porcentajes calculados y obtener su promedio deberán de obtenerse 1200 y 100, respectivamente. 3. Todos los porcentajes mensuales correspondientes a cada uno de los doce meses se suman y se divide tal suma entre el número de años completos, esto es, se calcula el porcentaje promedio que se denomina Sj, con j variando de 1 a 12, uno para enero y doce para diciembre. 4. El método acepta la hipótesis que considera que los meses desconocidos tendrán un porcentaje igual al porcentaje promedio (Sj). Y se define bajo la siguiente expresión:

Donde: i: Cada uno de los meses desconocidos, como máximo deben ser once. Pi: Precipitación mensual desconocida en cada año incompleto, en milímetros. ΣS i: Suma de los porcentajes promedio de los meses cuya precipitación se desconoce en %. ΣP: Suma de las precipitaciones mensuales conocidas en los años incompletos en milímetros Si: promedio asignado a cada uno de los meses desconocidos o faltantes. La determinación del volumen de agua precipitado sobre un área dada es de constante aplicación en hidrología y dicho volumen puede determinarse para una tormenta o para una sucesión de tormentas caídas en un período de duración fija, como puede ser un mes, un trimestre (coincidente con una estación climática) o un año. En todos los casos lo que se calcula es la precipitación media y para ello se utilizan comúnmente tres métodos: Media Aritmética, Polígonos de Thiessen e Isohietas.

3.2.2. Método de los Polígonos de Thiessen

Para el análisis de la precipitación de cada zona se emplea el método de los Polígonos de Thiessen, representando el área de influencia de cada una de las estaciones cercanas a la zona de estudio. Este análisis constituye un primer acercamiento a la influencia que ejercen las variables climatológicas sobre el cultivo de la caña panelera en Colombia.

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Este método requiere el conocimiento de la ubicación de cada estación dentro o en la periferia de la cuenca para proceder a su aplicación, identificando el área de influencia de cada pluviómetro y/o pluviógrafo. Así se van formando triángulos entre las estaciones más cercanas uniéndolas con segmentos rectos sin que éstos se corten entre sí y tratando que los triángulos sean lo más equiláteros posibles. A partir de allí se trazan líneas bisectoras perpendiculares a todos los lados de los triángulos, las que al unirse en un punto común dentro de cada triángulo conforma una serie de polígonos que delimitan el área de influencia de cada estación. El área de influencia de cada estación considerada “Polígono” está comprendida exclusivamente dentro de la cuenca.

Siendo: P: Precipitación media sobre la cuenca Pi: Precipitación observada en la Estación i Ai: Área del polígono correspondiente a la Estación i A: Área total de la cuenca n: Número de estaciones pluviométricas y/o pluviográficas con influencia en la cuenca

Luego, se estudia la relación entre precipitación y evapotranspiración para las principales zonas de producción de caña panelera en Colombia. Para tal fin se emplean estaciones climatológicas operadas por el IDEAM, CAR y CORPOBOYACÁ que son representativas de las zonas de estudio en Antioquia, Cundinamarca y la Hoya del rio Suarez comprendida por los departamentos de Boyacá y Santander. Para el análisis de la precipitación de cada zona se emplea el método de los Polígonos de Thiessen, representando el área de influencia de cada una de las estaciones cercanas a la zona de estudio.(ver datos en el anexo? Este análisis constituye un primer acercamiento a la influencia que ejercen las variables climatológicas sobre el cultivo de la caña panelera en Colombia. Este tema explica la determinación de la oferta ambiental, del espacio territorial del área de estudio, del clima, La Valoración hídrica (oferta del agua), determinación de la cobertura de las masas vegetales poco o nada intervenidas para su protección y conservación, que garantice a las generaciones futuras su propia sostenibilidad. Para estimar la valoración hídrica, se tuvo en cuenta factores como precipitación y evaporación de estaciones climatológicas representativas de cada una de las zonas de estudio. En resumén para el cálculo del balance hídrico se siguieron los siguientes pasos: 1.Se procedió a identificar cada una de las áreas objeto del presente estudio, y

se seleccionaron estaciones climatológicas ordinarias cercanas a las zonas a estudiar. Es

así como se eligieron las siguientes estaciones y se obtuvieron los registros de

precipitación y evaporación para cada una de las zonas estudiadas:

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Antioquia:

Cundinamarca: Guaduas y La Vega.

Boyacá‐ Santander (Hoya del Rio Suarez): Arcabuco, Charalá, El Palmar,

Gambita, La Comoda, Miravalles, Moniquirá, Pamplonilla y Vélez.

Tabla 6. Estaciones seleccionadas para el cálculo del balance hídrico

*Las estaciones de Frontino fueron reemplazadas por una estación en Santo Domingo Código 2701519 debido a la imposibilidad de efectuar los estudios en la zona de Frontino. Fuente.Grupo de Investigación

Empleando el método racional deductivo se completaron los datos faltantes para cada una de las series históricas (Ver Anexo 1 – Datos). Con la ayuda de un mapa departamental se delimitó cada zona, se ubicaron las estaciones dentro del mapa para aplicar el método de los Polígonos de Thiessen con el fin de determinar el área de influencia de cada una de ellas. Se calcula el balance hídrico climático mensual para cada zona con valores de precipitación y evapotranspiración media mensual multianual calculada.

METODOLOGIA PARA EL MUESTREO Se determinaron los puntos e intesidad de muestreos para determinar la calidad de aguas en tanques de almacenamiento de agua para consumo doméstico e industrial y en los recipientes para lavado de utensilios y gaveras, objeto del monitoreo. El monitoreo de aguas se realizó por personal entrenado y con experiencia para garantizar la representatividad de las muestras, tomados en recipientes limpios del material y volumen normalizados. Los recipientes fueron seleccionados en función del tipo de parámetros a medir, como se describe a continuación: Parámetros físico químicos: botellas plásticas de polietileno color blanco o transparente de 2 litros. Parámetros orgánicos: Botellas de vidrio color ámbar de 1 litro. Bacteriológicos: Botellas de vidrio color claro de boca ancha previamente esterilizados en autoclave. Una vez colectadas, las muestras deberán fueron preservadas en neveras de icopor a 4 oC y enviadas al laboratorio de aguas del Instituto de Ensayos e Investigación IEI de la Universidad Nacional, en el menor tiempo posible. Los tiempos máximos entre la

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recolección de las muestras y el inicio del análisis en el laboratorio debe obedecer a las recomendaciones del manual de Métodos Estándarizados par Agua potable y Aguas residuales. Además, se siguieron las recomendaciones del personal del laboratorio de aguas del Instituto de Ensayos e Investigación (IEI) de la Universidad nacional de Colombia. Para la recolección de muestras se tuvo en cuenta las siguientes precausiones: Cada muestra se recolectó en un recipiente perfectamente limpio con volume de 1,5 L. Los parámetros de calidad del agua que se consideraron integrar en este studio fueron: pH, temperatura, DBO5, DQO, sólidos suspendidos totales SST, grasas y aceites, para agua residual y pH, temperatura, sulfatos, hierros, dureza total, cloruros, aluminio, nitritos, sólidos suspendidos, alcalinidad total, acidez, coliformes totales, coliformes fecales para aguas de consumo. Los cuales fueron hechos bajo las normas y protoclos establecidos en el Estándar Methods for wáter and wastewater engineering.

3.3. EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO

Para establecer la cantidad de GEI, se parte de las concetraciones de CO2 y CO registradas por el instrumento PCA2 en cada uno de los dispositivos de escape de los sistemas de producción de panela. Luego se determinna el flujo másico de carbono en gases en Kgmol, dada por la suma molar de CO2 y CO (ver informe aspectos cuantitativos) a partir del siguiente modelo:

Donde:

: masa de carbon en gases de combustión

mf, masa corregida de combustibles que entra a la hornilla (Kg/h).

Cf, % de carbono del combustible según el análisis elemental de Ingeominas

Cr, carbono contenido en la escoria (Kg), a partir del análisis último o análisis de inquemados o scoria ver análisis de Ingeominas

A partir de este modelo se determina el flujo másico de % de CO2 y CO Kgmol/h, y así se obtiene el flujo másico de GEI en kg/h

Este último indicador, se relaciona con la capacidad de la hornila en Kgp/h. Luego relacionando los dos útimos indicadores se obtien la cantidad de CO2 y CO por cada kg de panela producido. La suma de estos dos parámetros será la concetración de gases carbonados emitidos a la atmósfera.

Esta ecuación cuantifica la carga contaminante por carbonados sobre el recurso aire y cuantifica la generación de residuos sólidos del proceso, en forma de escoria.

Adicional a la carga contaminante sobre el recurso aire expulsada en la masa de gases de combustión, otro factor que se debe tener en cuenta es la descarga de calor a la atmósfera por efecta la temperature de la atmósfera en la zona de incidencia y que se

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expresa por las pérdidas de energía en la chimenea. En este caso a partir de los parámetros detallados en el informe cuantitativo se determina las pérdidas de calor por unidad de producto final producida en la cadena.

4. RESULTADOS

En el Anexo 2 también se ilustran los resustados de los análisis de suelos efectuados en el IGAC. En el Anexo 3 se observa los planos de suelos de las zonas estudiadas.

4.1. COMPONENTE SUELOS

4.1.1. Los suelos del nordeste de Antioquia

Se presentan los resultados de interpretaciones y análisis físico quimico de los suelos de

las unidades productivas visitadas en los municipios de Cisneros, San Roque y Santo

Domingo de esta region del Departamento de Antioquia.

Como primer aspecto, se hace énfasis especial en la localización y distribución espacial de los perfiles de los suelos registrados por el IGAC e investigados por el IDEA, con el fin de hacer comparaciones y entender las variaciones de técnicas realizadas en el cultivo de la caña panelera. A continuación se describen las caracterísiticas de los suelos de cada una de las regions analizadas: Con base en el Estudio General de Suelos del Departamento de Antioquia (2007), el cultivo de caña de panelera se encuentra ubicado en la unidad cartográfica identificada con el nombre de Asociación Yarumal. Los suelos de esta unidad se encuentran ubicados en la cordillera Central bordeando el batolito antioqueño, entre los 1000 y 2000m de altitud. El clima es templado húmedo y corresponde a la zona de vida bosque muy húmedo premontano (bmh-PM). El uso de la tierra en los tres municipios estudiados está ocupado principalmente por la caña de tipo intensivo y otros cultivos. La mayor parte de la zona el bosque original ha desaparecido, pero se encuentran pequeñas manchas boscosas a lo largo de algunos ríos y quebradas. La asociación de suelos está conformada por los suelos Typic Hapludands en un 35%, Humic Dystrudepts en un 25%, Typic Dystrudepts en un 25%, e inclusiones de Hidric Hapludands en un 5%, Oxic Dyitrudepts y Typic Kandiudults en un 5%. Su geomorfología está constituida principalmente por montañas en filas y vigas, con valles y coluviones; el relieve es moderadamente inclinado a fuertemente escarpado, con pendientes entre el 50 y 75%. Desde el punto de vista de su origen, son derivados de rocas ígneas, cuarzodioritas y granitos con depósitos de cenizas volcánicas, especialmente en zonas de menor pendiente y más elevadas. Los perfiles de los suelos presentan texturas medias y finas,

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bien drenados, ligeramente profundos, limitados en algunos lugares por piedras y gravilla; presentas erosión por escurrimiento difuso, terracetas, patas de vaca, movimientos en masa y pequeños deslizamientos. El grado de erosión puede llegar a moderado en algunas áreas. En las épocas secas puede presentarse grietas de poca amplitud y profundidad.

4.1.1.1. Asociación Yarumal - Typic Hapludands. Símbolo (YA)

Esta unidad reportada por IGAC, se localiza en las partes más altas con mayor pendiente de la asociación, principalmente en áreas donde predominan los relieves ligeramente escarpados, con pendiente entre 25 y 50%; los suelos son derivados de cenizas volcánicas sobre cuarzodioritas y granitos. Son ligeramente profundos, bien drenados; en verano aparecen pequeña grietas. La morfología reportada para estos suelos es de tipo Ap-A-Bw-Bc: en muchos sectores han desaparecido los dos primeros horizonte Ap-A por la erosión hídrica. El horizonte Bw tiene un espesor desde 15 a 60 cm, color pardo amarillento oscuro a rojo amarillento, textura franca fina, y estructura en bloques subangulares medios y débiles. De acuerdo con los análisis de laboratorio reportado por el IGAC, (ver anexo 1) son suelos de fertilidad muy baja, fuertemente ácidos, altas saturaciones de aluminio en el perfil, capacidad de intercambio catiónica baja, bases totales bajas, saturación de bases baja, carbón orgánico en forma irregular dentro del perfil y los contenidos de fósforo son bajos. Presentan un evolución pedogenética moderada, con un endopedón cámbico, régimen de humedad údico, saturación de bases menor de 35%, altos contenidos de cenizas volcánicas, lo que permite clasificarlo como Typic Hapludands a nivel del subgrupo en la taxonomía americana. A continuación se presenta el perfil del suelo registrado por el IGAC en el año 1968:

4.1.1.1.1. Perfil No. A206

Taxonomía: Typic Hapludands Localización: Departamento de Antioquia; municipio de Nariño; sitio: Un km antes de la población por la carretera que viene de Pensilvania a la margen izquierda. Coordenadas geográficas: Altitud: 1640 m; Aerofotografía No.15876; Vuelo No: M –1089; Paisaje: Montaña; Tipo de relieve: filas y vigas Material Parental: Cenizas volcánicas sobre rocas ígneas (cuarzadioritas) Relieve: Fuertemente quebrado; pendiente: 45% Clima Ambiental: Templado húmedo a muy húmedo Clima edáfico: Údico; isotérmico; precipitación promedio anual: 1918mm; Temperatura: 18°C Erosión: Hídrica, moderada y movientos en masa: terracetas. Drenajes natural: externo rápido, interno medio y natural moderadamente bien drenado. Profundidad efectiva: Moderadamente profunda; limitado por fragmentos de roca Horizontes Diagnósticos: Epipedón: úmbrico, Endopedón: cámbico Uso Actual: Ganadería extensiva y caña panelera Limitantes del Uso: pendiente, susceptibilidad a la erosión, baja fertilidad

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Vegetación natural: helechos, colchón de pobres, zarzas e higuerilla

Descrito por: F. Fernández fecha: 01/10/68

00 - 25 cm Ap

Color húmedo pardo muy oscuro (10YR2/2); textura franco arenosa; estructura granular, fuerte y media; consistencia húmedo friable, mojado no pegajosa, no plástica; regular cantidad de macroorganismos y raíces abundantes; reacción medianamente ácida pH 5.2; límite claro y suave. Concreciones duras de hierro.

25 - 50 cm A

Color húmedo negro (10YR2/1); textura franco arenosa; estructura granular, moderada, media; consistencia húmedo friable, mojado ligeramente pegajosa y ligeramente plástica; regular cantidad macroorganismos y raíces abundantes; pH 5.5; límite claro y suave. Concreciones duras de hierro.

50 – 65 cm 2Bw1

Color húmedo pardo oliva claro (2.5Y5/4); textura franco arcillosa; estructura bloques subangulares, moderada, medios; consistencia húmedo friable, mojado ligeramente pegajosa y plástica; escasos macroorganismos; pH 5.5; límite gradual y suave. Concreciones duras de hierro.

65 – 130 cm 2Bw2

Color húmedo pardo amarillento (10YR5/6); textura franco arcillosa; estructura en bloques subangulares débiles, medios; consistencia húmedo friables, mojado ligeramente pegajosa y no plástica; sin macroorganismos y pocas raicillas; pH 5.2. 130 -+cm. Material parental bastante meteorizado

4.1.1.2. Monitoreo y seguimiento de los suelos estudiados en el Nordeste

Antioqueño

La siguiente descripción e interpretación corresponde al reconocimiento de los suelos por parte del equipo multidisciplinario del IDEA, durante las visitas de campo en los meses de agosto y septiembre de 2009. Los suelos se localizan, principalmente, en los municipios de Cisneros, San Roque y Yolombó. Para análisis de laboratorio, las muestras fueron tomadas a una profundad de 20cms en el horizonte A, con excepción de la muestra tomada en la finca Las Palmitas cuyos suelos presentaban una erosión moderada en la que el horizonte superficial se había perdido por escurrimiento superficial. Los resultados de los análisis fisico quimicos se muestra en la tabla 7.

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Tabla 7. Análisis físico–químicos de los suelos de las unidades evaluadas en los municipios del Oriente Antioqueño

Departamento Antioquia Granulometría Textura pH

Fósforo (ppm)

Carbón orgánico (%) Finca Nomenclatura Arena Limo Arcilla

El Gitano A 45.5 14.1 40.4 ArA

5.7 5.3 1.2

La Esperanza A 43.5 34.3 22.2 F

5.5 2.0 0.45

Ecodula A 41.0 18.3 40.7 Ar

5.0 34.1 1.6

Las Palmitas B 41.1 20.3 38.6 FAr

4.2 1.2 2.1

Departamento de Antioquia Complejo de cambio (me/100g) Saturación de bases (%)

Aluminio (me/100g)

Saturación de aluminio (%) Finca Nomenclatura CIC Ca Mg K Na

El Gitano A

10.5 3.6 0.97 0.12 0.01 45.2 - -

La Esperanza A

12.4 3.3 2.8 0.16 0.04 50.7 0.47 7.0

Ecodula A

14.4 1.1 0.08 0.09 0.01 9.1 2.12 61.8

Las Palmitas B

30.7 0.55 0.27 0.15 0.01 3.2 4.1 80.8

Fuente: Grupo de investigación

De la tabla anterior se obsrva que las clase texturales de los suelos estudiados varían desde los arcillosos hasta franco arcillosos La estructura de acuerdo con las descripciones de campo se presenta en bloques subangulares de diferentes tamaños y en la finca Las Palmitas su grado de estructuración es muy débil. Predominan los colores rojo amarillento (5YR 4/6) por dominar los horizontes Bw. Los colores amarillentos significan procesos de erosión del horizonte A. Estos suelos presentan un pH variable desde muy ácido (4.2) como la finca San Las Palmitas hasta ligeramente ácidos que se reportó en las fincas El Gitano y La Esperanza (5.7- 5.5); la finca Ecodula presentó un pH ácido (5.0). La saturación de aluminio es alta especialmente en las fincas Ecodula y Las Palmitas (61.8-80.8); baja en la finca La esperanza (7.0). Los contenidos de carbono orgánicos son muy variables, van desde normales en la finca Las Palmitas (2.1) hasta contenido bajos y muy bajos en la finca El Gitano y La Esperanza (1.2-0.45). El porcentaje de carbono orgánico sirve para calcular la cantidad de materia orgánica que contiene el suelo; se puede obtener multiplicando el porcentaje de carbono por un factor de 1.9. Vale la pena mencionar la necesidad de un programa en la recuperación de prácticas culturales de incorporación de materiales orgánicos al suelo con el fin de lograr su estabilidad.

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Los valores de la capacidad de intercambio catiónica varían desde media en las fincas El Gitano, La Esperanza y Ecodula hasta muy alta en la finca Las Palmitas (10.5-30.7). El contenido de bases totales es muy bajo en los suelos estudiados y el porcentaje de saturación de bases es regularmente alto en las fincas El Gitano y La Esperanza (45.2-50.7) y bajo a muy bajo en las fincas Ecodula y Las Palmitas (9.1-3.2). Es importante resaltar que la relación Ca/Mg es normal para la mayoría de los suelos, lo que indica buena disponibilidad en captura de nutrientes. Los contenidos de fósforo aprovechable son bajos con excepción de la finca Ecodula quien presentó contenidos altos (34.1), posiblemente una sobre fertilización con materiales ricos en este elemento. La calificación de la fertilidad química de los suelos indica un amplio rango en cuanto a la apreciación cuantitativa de esta, probablemente por la falta de asistencia técnica en cuanto al uso de análisis de suelos y balance de los requerimientos del cultivo de la caña. Igualmente es muy importante la siembra de árboles como cercas vivas que ayuden a frenar la erosión hídrica. En la tabla 8, se presnetan los datos de laboratorio relacionados con la capacidad de retención de humedad y densidad aparente

Tabla 8. Puntos de retención de humedad y densdad aparente de suelos en Nordeste antioqueño

Departamento Antioquia RETENCIÓN DE HUMEDAD (%)

HUMEDAD APROVECHABLE (%)

DENSIDAD APARENTE (%)

Finca Nomenclatura H.N 0.3 15 CC - PMP

El Gitano A

64.04 55.51 54.86 0.65 1.02

La Esperanza A

60.79 55.91 52.23 3.68 0.97

Ecodula A

51.55 47.09 46.12 0.97 1.15

Las Palmitas B

83.26 59.50 57.23 2.7 0.81

Fuente: grupo de investigación

De la tabla 8, se concluye que los valores de la densidad aparente de los suelos son muy variables y están influenciados por la granulometría, el contenido de materia orgánico y el manejo de las fincas con el cultivo de la caña. En los suelos del piso templado la densidad aparente oscila desde 0.81 hasta 1.15 g/cm3. Además, la humedad aprovechable se encuentra de baja a muy (3.68- 0.65%). Se destaca la alta humedad aprovechable de la unidad La esperanza.

En conclusion estos suelos presentan limitantes químicos y físicos, debido principalmente a la falta de un plan de manejo de la fertilidad basado en su análisis de laboratorio sin buenas prácticas de conservación Además, por las pendientes superiors a las encojtradas en otras zonas es necesaria la implementación de un programa de siembra de árboles que ayuden a frenar la erosión hídrica y aumenten la incorporación de materiales orgánicos al suelo.

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Además, que estos suelos presentan limitantes químicos y físicos, debido principalmente a la falta de un plan de manejo de la fertilidad de los suelo (falta de análisis de suelos) y prácticas de conservación de suelos. Un aspecto importante es la implementación de siembra de árboles que ayuden a frenar la erosión hídrica y aumenten la incorporación de materiales orgánicos al suelo.

4.1.2. Los Suelos de las unidades en Cundinamarca

En esta sección se hace énfasis especial en la localización y distribución espacial de los perfiles de los suelos registrados por el IGAC e investigados por el IDEA, con el fin de hacer comparaciones y entender las variaciones de técnicas realizadas en el cultivo de la caña panelera. A continuación se presentan los resultados sobre las características de olos suelos encontrados en las unidades visitadas de la provincia de Gualivá en Cundinamarca, ubicadas en los municipios de Utica, Viloleta y loa Peña.

4.1.2.1. Municipio de Utica

Los suelos pertenecientes a esta unidad (Typic Dystrustepts. Símbolo: MWVf), se localizan al noroccidente del departamento, principalmente en jurisdicción de los municipios de Útica, Tobia y Villeta y sectores aledaños. Se distribuyen en altitudes por debajo de la cota de 1.000 m, en clima ambiental cálido y seco, con temperaturas mayores de 24°C y precipitación promedia anual entre 1.000 y 2.000 mm. Su relieve es de moderadamente quebrado a moderadamente escarpado en un rango amplio de pendientes (12-75%); las laderas de los crestones son cortas y medias, rectilíneas a ligeramente convexas; las cimas son estrechas y concordantes. Estos suelos se han desarrollado a partir de rocas clásticas limoarcillosas, son bien drenados, profundos a muy superficiales limitados por contacto con el material rocoso coherente. Los suelos Typic Dystrustepts (AC-58) ocupan las laderas estructurales de los crestones de relieve moderadamente escarpado (pendientes superiores al 75%); son suelos de evolución baja (a partir de rocas clásticas limoarcillosas), se caracterizan por ser profundos, bien drenados y grupo textural medio a fino. Los perfiles son del tipo Ap-Bw1-Bw2-C. El horizonte superficial Ap es delgado (3 a 6 cm), de color pardo grisáceo muy oscuro, de textura franco arcillosa y estructura granular débilmente desarrollada, descansa sobre un horizonte Bw separado por color en: Bw1, de color pardo oscuro, textura franco arcillosa con 15% de gravilla y estructura blocosa subangular moderadamente desarrollada; a este le sigue un subhorizonte Bw2 caracterizado por presentar color pardo rojizo, textura arcillosa y estructura en bloques subangulares, estos dos subhorizontes tienen en conjunto un espesor que varía entre 50 y 55 cm. Aproximadamente a 60 cm de profundidad, aparece el horizonte C, de color rojo amarillento, textura arcillosa, con pocos fragmentos y sin desarrollo estructural, esta capa se observó hasta los 120 cm de profundidad.

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En sectores de la unidad se aprecian fenómenos erosivos de intensidad moderada (surcos y carcavamientos) que afectan principalmente los dos primeros horizontes del suelo. El contenido de elementos calcio y magnesio es alto y medio respectivamente en el primer horizonte y bajo en los horizontes subsiguientes, mientras que el potasio es medio a bajo a través de todo el perfil. Tienen capacidad de intercambio catiónico alta a muy alta y saturación de bases alta en el horizonte superficial y baja en los inferiores. Son en general de reacción alcalina y fertilidad moderada a alta. Los limitantes del uso y manejo de estos suelos son principalmente el déficit de humedad, las fuertes pendientes y la alta susceptibilidad a la erosión.

4.1.2.2. Clasificación de Tierras por su Capacidad de Uso - Subclase VII pc-2

Pertenecen a esta subclase las tierras de las unidades MW Vf, que se ubican en los tipos de relieve de espinazos y crestones dentro del paisaje de montaña en clima cálido seco. Los suelos son superficiales y moderadamente profundos, bien a excesivamente drenados, de texturas medias, alcalino, y fertilidad moderada. Los limitantes que en mayor grado restringen el uso de las tierras son las pendientes moderadamente escarpadas que oscilan entre 50 y 75%, las deficientes precipitaciones durante los dos semestres del año y la erosión hídrica laminar en grado ligero. En la actualidad estas tierras se encuentran explotadas principalmente con el cultivo de la caña panelera, irtercañlando pastos, maíz y frijol en menor proproción. Para su major aprovechamiento sostenible se sugiere reforestar aquellas áreas desprovistas de vegetación, evitar las actividades agropecuarias y en caso de emprenderse programas de producción forestal y controlar la tala y quema del poco bosque natural, con labores de entresaca.

4.1.2.2.1. PERFIL No. AC-58

Taxonomía: Typic Dystrustepts

Fecha: 30-10-99. Taxonomía: Typic Dystrustepts Símbolo: MWVf Sitio: Vereda La Cumbre. Altitud: 970 m Coordenadas Geográficas: Latitud 4°29´12´ Longitud 74°34´39´ Fotografía aérea: 29 Vuelo:C-2486. Faja: 5 Plancha: 246 Paisaje: Montaña Tipo de relieve: Crestón Relieve: Moderadamente escarpado Pendiente: 70%. Material Parental: Roca clástica limoarcillosa Clima ambiental: Cálido seco. Precipitación promedia anual: 1000-2000 mm Temperatura promedia anual: 24°C Clima edáfico: Isohipertérmico, ústico.

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Clase y grado de erosión: Hídrica laminar y en surcos, moderada Movimientos en masa: Derrumbes. Drenajes: Interno: medio, Externo: muy rápido, Natural: bien drenado Profundidad efectiva: Profunda Horizontes diagnósticos: Epipedón: ócrico; Endopedón: cámbico Uso actual: Bosque secundario. Limitantes del uso: Fuertes pendientes y bajas precipitaciones Vegetación natural: Palmas, acacias.

Descrito por: C. Castro DESCRIPCIÓN

00-04 cm. Color en húmedo pardo grisáceo muy oscuro (10 YR 3/2); textura Ap francoarcillosa; estructura granular, muy fina y fina, débil consistencia en húmedo friable, en mojado ligeramente pegajosa, ligeramente plástica; muchas raíces finas y medias, vivas; frecuente actividad de macroorganismos; límite claro y plano; pH: 5.3.

04-33 cm. Color en húmedo pardo oscuro (10 YR 3/3); textura franco arcillosa; Bw1 poca gravilla (15%), irregular; estructura en bloques subangulares, fina y media, moderada; consistencia en húmedo friable, en mojado ligeramente pegajosa, ligeramente plástica; muchas raíces medias y gruesas, vivas; poca actividad de macroorganismos; límite claro y ondulado; pH: 5.0. 33-60 cm Color en húmedo pardo rojizo (5 YR 4/4); textura arcillosa; Bw2 estructura en bloques subangulares, fina y media, fuerte; consistencia en húmedo firme, en mojado no pegajosa, ligeramente plástica; frecuentes raíces medias, vivas; poca actividad de macroorganismos; límite gradual e irregular; pH: 4.9. 60-120 cm Color en húmedo rojo amarillento (5 YR 4/6); textura arcillosa; poca C piedra, subredondeada y frecuente gravilla irregular, alteración mediana; sin estructura (masiva); consistencia en húmedo suelta, en mojado no pegajosa, no plástica; pocas raíces medias, vivas; poca actividad de macroorganismos; pH: 4.9.

4.1.2.3. Municipio de Villeta - Oxic Dystrudepts

Los suelos Oxic Dystrudepts (AC-49) ocupan laderas de pendiente 12-25%, son bien drenados, profundos y de grupo textural moderadamente fino. Su evolución es baja a partir de rocas clásticas limoarcillosas y presentan una distribución de horizontes Ap-Bw1-Bw2-Bw3.

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El horizonte superficial (Ap) presenta color rojo amarillento, textura franco arcillo arenosa (20% de fragmentos) estructura en bloques subangulares y descansa sobre un horizonte cámbico separado en los siguientes subhorizontes: Bw1, de color pardo oscuro, textura franco arcillo arenosa con 5% de gravilla, estructura en bloques subangulares y espesor de 30 a 35 cm; Bw2, (40 a 45 cm de grosor) de color pardo oscuro, textura franco arcillo arenosa y estructura en bloques subangulares; Bw3, de textura franco arcillo arenosa, color pardo fuerte, estructura en bloques subangulares y espesor superior a los 30 cm.

4.1.2.3.1. PERFIL No. AC-49

Fecha: 18-10-99. Taxonomía: Oxic Dystrudepts Símbolo: MVCd. Altitud: 260 m Fotografía aérea: 234. Vuelo:C-2524. Faja: 29 Plancha: 248 Paisaje: Montaña Tipo de relieve: Loma Relieve: Moderadamente quebrado Pendiente: 25%. Material Parental: Roca clástica limoarcillosa Clima ambiental: Cálido húmedo. Precipitación promedia anual: 3620 mm Temperatura promedia anual: 28°C Clima edáfico: Isohipertérmico, údico. Movimientos en masa: Pata de vaca. Drenajes: Interno: medio, Externo: medio a rápido, Natural: bien drenado. Profundidad efectiva: Profunda Horizontes diagnósticos: Epipedón: ócrico; Endopedón: cámbico Uso actual: Ganadería extensiva Vegetación natural: Talada Descrito por: C. Castro DESCRIPCIÓN

00-19 cm Color en húmedo rojo amarillento (5 YR 4/6); textura franco arcillo Ap arenosa; frecuente piedra y pedregón (20%) irregular, sin alteración, naturaleza sedimentaria; estructura en bloques subangulares, media y gruesa, moderada; consistencia en húmedo muy friable, en mojado pegajosa, ligeramente plástica; frecuentes poros finos y medianos; frecuentes raíces finas y medias, vivas; mucha actividad de macroorganismos; límite difuso y plano; pH: 5.0.

19-49 cm Color en húmedo pardo oscuro (7.5 YR 4/6); textura franco arcillo Bw1 arenosa; poca gravilla (5%) subredondeada, sin alteración, naturaleza sedimentaria; estructura en bloques subangulares, muy fina y fina, fuerte; consistencia en húmedo friable, en mojado pegajosa, plástica; pocos poros gruesos y frecuentes finos; frecuentes raíces medias y pocas gruesas, vivas; frecuente actividad de macroorganismos; límite difuso y plano; pH: 5.1.

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49-90 cm Color en húmedo pardo oscuro (7.5 YR 4/6); textura franco arcillo Bw2 arenosa; estructura en bloques subangulares, fina y media, moderada; consistencia en húmedo muy friable, en mojado ligeramente pegajosa, ligeramente plástica; frecuentes poros finos; muchas raíces medias y pocas gruesas, vivas; poca actividad de macroorganismos; límite gradual y plano; pH: 5.1.

90-120 cm Color en húmedo pardo fuerte (7.5 YR 5/8); textura franco arcillo Bw3 arenosa; estructura en bloques subangulares, fina y media, moderada; consistencia en húmedo friable, en mojado pegajosa, plástica; pocos poros finos y medianos; pocas raíces finas y medias, vivas; pH: 5.3.

4.1.2.4. Monitoreo y seguimiento de los suelos

En este numeral se presenta la interpretación de los resultados de los análisis de las propiedades químicas y físicas de los suelos descritos y analizados en los municipio de Útica, Tobia y Villeta en el departamento de Cundinamarca. Las propiedades químicas que se describen y analizan son importante para la producción del cultivo de la caña panelera como son la reacción del suelo (pH), carbón orgánico, capacidad de intercambio catiónico, bases intercambiables, fósforo disponible, potasio de cambio, acidez intercambiable, y relaciones catiónicas. En la tabla 9, se presentan los resultados de los análisis físico-químicos y bicrobilógicos de las unidades analizadas del departamento de cundinamarca

Las muestras fueron tomadas a una profundad de 20cm y presentan un pH alcalino como la fincas visitadas. Los contenidos de carbono orgánicos son muy variable, van desde mediano en la finca El Tablón hasta contenido un contenido altos en las fincas La Aurora y El Totumal (5.9 - 4.1). El porcentaje de carbono orgánico sirve para calcular la cantidad de materia orgánica que contiene el suelo; se puede obtener multiplicando el porcentaje de carbono por un factor de 1.9. Los valores de la CIC varían desde alta en la finca El Tablón hasta muy alta en la fincas La Aurora y El Totumal (26.7 – 37.4). El contenido de bases totales es muy alto en los suelos estudiados y el porcentaje de saturación de bases es regularmente alto. Es importante resaltar que la relación Ca/Mg es muy amplia para la mayoría de los suelos, lo que representa dificultad en toma de nutrientes y antagonismos del magnesio con otros elementos. Los contenidos de fósforo aprovechable van de bajo a medios en estos suelos.

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Tabla 9. Análisis físico – químicos de los suelos de los sistemas productivos de los municipios de Utica y Villeta en Cundinamarca.

Departamento Cundinamarca Granulometría Textura pH

Fósforo (ppm)

Carbón orgánico (%) Finca Nome Arena Limo Arcilla

EL TABLON-UTICA A 34.4 20.5 45.1

Ar

7.6 8.4 2.2

EL TOTUMAL-TOBIA A 7.6 39.0 45.2

Ar

7.5 24.0 4.1

LA AURORA-VILLETA A 22.0 32.9 24.3

Ar

7.6 5.0 5.9

Departamento Cundinamarca Complejo de cambio (me/100g) Saturación de bases (%)

Aluminio (me/100g)

Saturación de aluminio (%) Finca Nome CIC Ca Mg K Na

EL TABLON-UTICA A

26.7 44.9 0.42 0.36 0.13 SAT - -

EL TOTUMAL-TOBIA A

35.4 47.3 1.5 0.45 0.66 SAT - -

LA AURORA-VILLETA A

37.4 56.6 2.4 0.20 0.43 SAT - -

Fuente: Grupo de Investigación

La calificación de la fertilidad química de los suelos indica un amplio rango en cuanto a la apreciación cuantitativa de esta, probablemente por la falta de asistencia técnica en cuanto al uso de análisis de suelos y balance de los requerimientos del cultivo de la caña. Las clases texturales de los suelos estudiados son arcillosos. La estructura de acuerdo con las descripciones de campo se presenta en bloques subangulares de diferentes tamaños y en algunas fincas muy bien definidos. Los colores de los suelos varían de rojos amarillentos a pardos. Del análisis de los resultados se concluye que los valores de la densidad aparente de los suelos son muy variables y estos están influenciados por la granulometría, el contenido de materia orgánico y el manejo de las fincas con el cultivo de la caña. En los suelos del piso templado la densidad aparente oscila desde 0.90 hasta 1.49 g/cm3. De acuerdo con los resultados del análisis de laboratorio se encuentra que en los suelos la humedad aprovechable es alta (20- 37%). A continuación se presentan los resultados de los análisis del laboratorio.

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Tabla 10. Análisis hidrofísicos de los suelos de los sistemas productivos de los municipios de Utica y Villeta en Cundinamarca.

Departamento Cundinamarca RETENCIÓN DE HUMEDAD

(%)

HUMEDAD APROVECHABLE

(%)

DENSIDAD APARENTE

(%)

Finca Nome H.N 0.3 15

EL TABLON-UTICA

A

29.10

42.13

20.51

21.62

1.46

EL TOTUMAL-TOBIA

A

30.90

54.88

30.99

19.89

1.29

LA AURORA-VILLETA

A

67.10

71.89

34.90

36.99

1.04

Fuente: Grupo de Investigación

Como conclusión podemos decir que estos suelos presentan limitante químicos y físicos, debido principalmente a la falta de un plan de manejo de la fertilidad de los suelo y un plan de manejo en cuanto a la protección contra la erosión.

4.1.3. Los suelos de la Hoya del rio Suárez

En esta sección se hace énfasis especial en la localización y distribución espacial de los perfiles de los suelos registrados por el IGAC e investigados por el IDEA, con el fin de hacer comparaciones y entender las variaciones de técnicas realizadas en el cultivo de la caña panelera. Para facilitar el entendimiento y comprensión de la discusión de los datos en todos los aspectos que se analizan, los suelos investigados se identifican por la localidad geográfica donde se describieron y muestrearon; por ejemplo, suelo de la Asociación MPCd1 fue localizado en la vereda la Balsa y el Resguardo, en la finca Don Matías de propiedad del señor Gilberto Olarte. A continuación se comentan los suelos más característicos del proyecto en la región analizada:

4.1.3.1. Departamento de Boyacá

En la HRS se presentan suelos derivados de areniscas y arcillolitas calcáreas y en algunos lugares lutitas. El cultivo de la caña panelera se presenta principalmente en clima húmedo y muy húmedo en esta región. Los suelos pertenecen a los Inceptisoles y vertisoles, los primeros por presentar bajas concentraciones en bases de cambio principalmente. En su gran mayoría son profundos y bien drenados. Los Vertisoles son característicos porque contienen un predominio de arcillas 2:1, explandible que en la época seca forman grietas hasta de 4cm de amplitud.

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4.1.3.1.1. Asociación Chromic Hapluderts - Typic Dystrudepts. Símbolo MPC.

Esta unidad reportada por IGAC, se localiza en los municipios de Santana, Chitaraque y Togüí, Moniquirá en alturas que oscilan entre los 1000 y 2000 m.s.n.m; el clima es medio muy húmedo, caracterizado por tener una temperatura media de 20° C y una precipitación promedio anual de 3000 milímetros que, de acuerdo con Holdridge, corresponde a la zona de vida ecológica bosque muy húmedo Premontano (bmh-PM). Estos suelos se han desarrollado a partir de depósitos clásticos gravigénicos de origen coluvial y rocas sedimentarias del tipo arcillolitas y lutitas; dichos suelos se localizan en relieves de glacis y cuestas, presentando una topografía fuertemente ondulada y ligeramente escarpada, con pendientes inferiores al 50%. Se manifiestan movimientos en masa como reptación y solifluxión generalizada en amplios sectores; adicionalmente se presentan fragmentos de roca en superficie. Los suelos mantienen en grandes extensiones cultivos de caña panelera, guayaba y cultivos de subsistencia (maíz, yuca, plátano, café) como también ganadería extensiva con pastos naturales. La Asociación está integrada por suelos Chromic Hapluderts 60% y Typic Dystrudept 40%. Los suelos Chromic Hapluderts (perfil PB-55) se localizan, principalmente, en los glacis presentando un perfil de nomenclatura A - B - C. El horizonte A tiene un espesor de 18 cm, color gris muy oscuro, textura arcillosa y estructura fuerte; el horizonte B es de color pardo grisáceo oscuro y manchas pardo rojizas y texturas arcillosa gravillosa y arcillosa; el C es de color pardo fuerte y gris oscuro con textura arcillosa. Son suelos profundos e imperfectamente drenados; su reacción química es de ligeramente ácida a neutra; capacidad catiónica de cambio moderada a alta saturación de bases muy alta y contenidos de calcio muy altos. La fertilidad natural es alta. Los suelos Typic Dystrudepts (perfil PB-82) se localizan de preferencia en las cuestas y su perfil de tipo A - B - C. El horizonte A tiene un espesor de 24 cm, color pardo a pardo oscuro, textura arcillosa, estructura débil; el B es de color pardo amarillento y textura arcillosa; el horizonte C presenta color pardo a pardo oscuro y textura franco arcillosa. Son suelos muy superficiales limitados por niveles tóxicos de aluminio, bien drenados, de reacción extremadamente ácida, capacidad de intercambio catiónico alta y saturación de aluminio de cambio mayor del 60%. La fertilidad natural es baja. La susceptibilidad a la erosión y la baja fertilidad de uno de los suelos permite ubicar los de topografía fuertemente ondulada en la clase IV y los de topografía ligeramente escarpada en la clase VI por capacidad de uso. El cultivo de caña panelera se adapta bien a estos suelos, pero se hace necesario utilizar prácticas culturales como fertilización y encalamiento a partir de los análisis de suelos. En esta unidad cartográfica se delimitaron las fases: MPCd1: fase topográfica inclinada y erosión ligera.

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MPCe1: fase topográfica ligeramente escarpada y erosión ligera. MPCep: fase topográfica ligeramente escarpada y pedregosidad en superficie. Actualmente están utilizados para cultivos de caña, yuca y pastos para ganadería extensiva; también se encuentran cultivos de café y guayaba. De acuerdo con el potencial de uso de tales suelos, se recomienda la utilización de variedades de alto rendimiento para la opción agrícola, el uso de correctivos (cal) y fertilizantes y se deben sembrar en fajas; para adicionar fósforo utilizar roca fosfórica o escorias Thomas previo análisis de suelos. En el caso de ganadería utilizar baja carga, hacer rotación de potreros y evitar sobrepastoreo. En San José de Pare y Santana las condiciones ambientales favorecen la producción agrícola y la explotación ganadera; es abundante el recurso hídrico. En Ricaurte Bajo la estructura económica se basa en la actividad agropecuaria y especialmente del cultivo de la caña panelera y, en Ricaurte Alto, la actividad turística tiene un aceptable desarrollo. Además, es importante la producción de caliza en Moniquirá y arcilla para la fabricación de loza (Arcabuco). Se debe apoyar el turismo espontáneo y la infraestructura; al igual que el mejoramiento de las condiciones de vida y en especial de los servicios públicos y sociales en las cabeceras y los principales lugares turísticos de las zonas rurales. En lo agrícola se debe diversificar para reducir la dependencia de la caña panelera por los costos de producción y ampliar los horizontes a otros sistemas productivos de la región. A continuación se presenta el perfil del suelo registrado por el IGAC en el año 1998:

4.1.3.1.1.1. PERFIL No. PB-55 - Taxonomía: Chromic Hapluderts

Unidad cartográfica de suelo: Hapluderts - Dystrudepts

Localización: Departamento de Boyacá; municipio de Santana; sitio: San Roque, finca San Agustina

Altitud: 1400 m Coordenadas geográficas: Aerofotografía No.:13; Vuelo No: C –2581; plancha No. Paisaje: Montaña estructural erosional; Tipo de relieve: Glacís Material Parental: Coluviones; fuertemente alterado Relieve: Fuertemente ondulado, moderadamente disectado; pendiente: 12%, larga, convexa Clima Ambiental: Medio muy húmedo Clima edáfico: Údico; isohipertérmico Erosión: Hídrica, ligera y escurrimiento difuso Drenajes: lento, rápido, Imperfectamente drenado Profundidad efectiva: Moderadamente profunda; limitado por fragmentos de roca Horizontes Diagnósticos: Epipedón: Ócrico, Endopedón: Cámbico Uso Actual: Pastos mejorados y caña panelera Limitantes del Uso: Gravilla en el perfil, grietas en verano y altos contenidos de arcilla Vegetación natural: Destruida

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Observaciones: En la zona se presentan abundantes movimientos en masa (solifluxión); grietas hasta los 60 cm de profundidad y 1.5 cm de ancho; superficies de presión en los Bw.

Descrito por: P. Alvarado Mora; fecha: 24/09/98

MORFOLOGIA

00 - 18 cm A

Color húmedo gris muy oscuro (10YR3/1); textura arcillosa; estructura bloques subangulares, gruesa, fuerte; consistencia húmedo firme, mojado pegajosa, plástica; poros regulares, medianos; macroorganismos y raíces abundantes, finas; reacción medianamente ácida pH 5.9; límite claro y plano.

18 - 51 cm Bw1

Color húmedo pardo grisáceo oscuro (10YR4/2), manchas abundantes, medianas, claras, contrastadas pardo rojizas (5YR5/4); textura arcillo gravillosa; estructura bloques subangulares, gruesa, fuerte; consistencia húmedo firme, mojado pegajosa y plástica; poros regular, medianos; macroorganismos y raíces regulares, finas; reacción ligeramente ácida pH 6.5; límite gradual y ondulado.

51 – 70 cm Bw2

Color húmedo pardo grisáceo oscuro (10YR4/2), manchas abundantes, medianas, claras, contrastadas pardo rojizas (5YR5/4) y grises (2.5Y5/); textura arcillosa; estructura bloques subangulares, media, moderada; consistencia húmedo firme, mojado pegajosa y plástica; poros abundantes finos; escasas raíces, finas; reacción neutra pH 6.9; límite claro y plano.

70 – 85 cm C

Color húmedo pardo fuerte (7.5YR5/6) y gris oscuro (10YR4/1) en partes iguales; textura arcillosa; consistencia húmedo firme, mojado pegajosa y plástica; poros abundantes, finos reacción neutra; pH 7.1.

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Tabla 11. Análisis físico – químico Perfil PB -55. Septiembre 24 de 1998

Horizonte Granulometría Textura pH

Fósforo (ppm)

Carbón orgánico (%)

Profundidad (cm) Nomenclatura Arena Limo Arcilla

00 – 18 A 12 34 54 Ar

5.9 4 3.06

18 – 51 Bw1 18 30 52 ArGr

6.5 3 0.60

51 – 70 Bw2 12 36 52 Ar

6.9 4 0.48

70 – 85 C 24 24 52 Ar

7.1 34 0.41

Horizonte Complejo de cambio (me/100g) Saturación de bases (%)

Aluminio (me/100g)

Saturación de aluminio (%)

Profundidad (cm) Nomenclatura CICA Ca Mg K Na

00 – 18 A

26.9 3.5 2.1 0.4 0.1 87.0 -- --

18 – 51 Bw1

18.6 2.4 0.1 0.2 0.1 87.1 -- --

51 – 70 Bw2

17.5 1.9 1.0 0.2 0.1 89.1 -- --

70 – 85 C

19.2 0.7 0.8 0.1 0.1 96.3 -- --

Fuente: Grupo de Investigación

4.1.3.2. Monitoreo y seguimiento de los suelos de la Hoya del río Suárez

En este numeral se presentan los resultados relacionados con la interpretación de las propiedades químicas y físicas de los suelos descritos y analizados en la HRS. La explicación de las propiedades químicas que se tuvieron en cuenta para la producción del cultivo de la caña panelera como son la reacción del suelo (pH), carbón orgánico, capacidad de intercambio catiónico, bases intercambiables, fósforo disponible, potasio de cambio, acidez intercambiable, y relaciones catiónicas. La siguiente descripción e interpretación corresponde al reconocimiento de los suelos por parte del equipo multidisciplinario del IDEA en junio del 2009. Los suelos se localizan, principalmente, en los municipios de Santana y San José de Pare del departamento de Boyacá. Las muestras fueron tomadas a una profundad de 20 cm y presentan un pH variable desde extremadamente ácido como la finca San Francisco hasta neutro que se reportó en la finca Buena Vista (4.4-6.8). La saturación de aluminio es alta especialmente en las fincas San

43

Francisco y Las Mercedes. Los contenidos de carbono orgánicos son muy variables, van desde muy alto en la finca Buena Vista hasta contenido un contenido normal en la finca San Francisco (4.1-1.7). El porcentaje de carbono orgánico sirve para calcular la cantidad de materia orgánica que contiene el suelo; se puede obtener multiplicando el porcentaje de carbono por un factor de 1.9. Los valores de la capacidad de intercambio catiónica varían desde media en la finca San Francisco hasta muy alta en la finca Don Matías (16.5- 36.2). El contenido de bases totales es muy variable en los suelos estudiados y el porcentaje de saturación de bases es regularmente alto con excepción de la finca las Mercedes con un contenido bajo (29.9%). Es importante resaltar que la relación Ca/Mg es muy amplia para la mayoría de los suelos, lo que representa dificultad en toma de nutrientes y antagonismos del magnesio con otros elementos. Los contenidos de fósforo aprovechable son extremadamente altos en las fincas Buena Vista y San Francisco debido probablemente a fertilizaciones con fuente fosfóricas sin análisis de suelos. La calificación de la fertilidad química de los suelos indica un amplio rango en cuanto a la apreciación cuantitativa de esta, probablemente por la falta de asistencia técnica en cuanto al uso de análisis de suelos y balance de los requerimientos del cultivo de la caña. Las clase texturales de los suelos estudiados varían desde los arcillosos hasta franco arcillo arenosos. La estructura de acuerdo con las descripciones de campo se presenta en bloques subangulares de diferentes tamaños y en algunas fincas no muy bien definidos. Los colores de los suelos varían de pardos grisáceos muy oscuros hasta pardo amarillento oscuro encontrado en la finca San Francisco. Los colores amarillentos significan procesos de erosión de la capa superficial del suelo. Del análisis de los resultados se concluye que los valores de la densidad aparente de los suelos son muy variables y estos están influenciados por la granulometría, el contenido de materia orgánico y el manejo de las fincas con el cultivo de la caña. En los suelos del piso templado la densidad aparente oscila desde 0.90 hasta 1.49g/cm3. De acuerdo con los resultados del análisis de laboratorio se encuentra que en los suelos la humedad aprovechable es media (10- 25%). A continuación se presentan los resultados de los análisis del laboratorio. Como conclusión podemos decir que estos suelos presentan limitante químicos y físicos, debido principalmente a la falta de un plan de manejo de la fertilidad de los suelo de acuerdo a los requerimientos del cultivo de la caña.

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Tabla 12. Análisis físico – químicos de los suelos de las unidades productivas del Río Suarez – Junio 8 de 2009.

Departamento Boyacá Granulometría Textura pH

Fósforo (ppm)

Carbón orgánico (%)

Finca Nomenclatura Arena Limo Arcilla

Don Matías

A 44.3 12.4 43.3 Ar 5.2 6.6 3.3

Buena Vista

A 48.3 31.0 20.7 F 6.8 332 4.1

San Francisco

A 53.4 22.3 24.3 FArA

4.4 57.8 1.7

Las Mercedes

A 26.8 32.6 40.7 Ar 4.7 21.8 1.9

Departamento Boyacá Complejo de cambio (me/100g) Saturación

de bases (%) Aluminio (me/100g)

Saturación de

aluminio (%) Finca Nomenclatura CIC Ca Mg K Na

Don Matías A

36.2 26 1.7 0.48 0.28 78.7 0.37 1.3

Buena Vista

A 26.6 21.9 1.9 1.1 0.40 95.3 - -

San Francisco

A 16.5 5.5 3.3 0.26 0.03 55.1 3.9 30.1

Las Mercedes

A 17.5 4.5 0.37 0.22 0.04 29.9 2.1 29.1

Departamento Boyacá RETENCIÓN DE HUMEDAD (%)

HUMEDAD

APROVECHABLE (%)

DENSIDAD APARENTE

(%)

Finca Nomenclatura H.N 0.3 15

Don Matías A 101.41

124.71

102.02

22.69

1.10

Buena Vista A 146.27

183.3

167.79

15.51

0.65

San Francisco A 96.81

136.22

122.28

13.94

1.26

Las Mercedes A 112.5

124.94

112.97

11.97

0.96

Fuente: Grupo de Investigación

45

4.1.3.3. Departamento de Santander

Los contenidos pedológicos de esta unidad se distribuyen especialmente en los municipios de Girón y el Valle de San José en los paisajes de montaña de clima medio húmedo y muy húmedo; correspondiendo a las zonas de vida (bh-bmh-PM). Asociación Typic Dystropets, Typic Humitropeps y Typic Troporthent. Símbolo MQH Los suelos están contenidos en una asociación de suelos conformados por Typic Dystropepts (PS-65) en un 40%, Typic Humitropepts en un 30% y Typic Troporthents en un 20%. Los suelos Typic Distropets, se distribuyen en las laderas de las lomas y colinas, su perfil es de tipo A-B, en donde el horizonte A es pardo amarillento, de textura franco arcillosa, que descansa sobre un horizonte B pardo fuerte, de textura arcillosa. Son bien drenados, profundos, fuertemente ácidos, con niveles críticos en calcio, magnesio, potasio y fósforo. Tiene mediana capacidad de intercambio catiónico, alta saturación de de aluminio y baja fertilidad. Su uso actual es en cultivos de yuca, maíz, caña panelera y café. Otras áreas se explotan en ganadería extensiva con pastos naturales. Los principales limitantes para su uso de estas tierras están representados por las pendientes pronunciadas, la susceptibilidad a la erosión y los altos contenidos de aluminio. Las tierras de esta unidad se incluyen dentro de las clases III, IV y VI por su capacidad de uso. La clase III presenta ligeras limitaciones para su uso, son aptas para cultivos y pastos. A continuación se presenta el perfil del suelo registrado por el IGAC en el año 1998:

4.1.3.3.1. PERFIL No. PS 65 - Taxonomía: Typic Dystropets

Unidad cartográfica de suelo: Hapluderts - Dystrudepts

Localización: Departamento de Santander; Altitud: 1570 m

Coordenadas geográficas: Aerofotografía No 20300; Paisaje: Montaña Material Parental: arcillolitas Relieve: loma - colina Clima Ambiental: Medio húmedo y muy húmedo Clima edáfico: Údico; isotérmico Erosión: Hídrica, moderada Drenajes: interno: medio; externo rápido y natural bueno Profundidad efectiva: profunda Horizontes Diagnósticos: Epipedón: Ócrico, Endopedón: Cámbico Uso Actual: Pastos mejorados y caña panelera Limitantes del Uso: fertilidad muy baja, saturaciuón de aluminio mayor del 60% Vegetación natural: cucharo y guadua Descrito por: Gonzalo Cetina; fecha: 11/12/87

46

MORFOLOGIA

00 - 45 cm A

Color húmedo pardo amarillento oscuro (10YR4/4); textura franco arcillosa; estructura bloques subangulares debíl; media; consistencia húmedo firme, mojado ligeramente pegajosa, y ligeramente plástica; pocos poros medianos; macroorganismos y raíces pocas, finas; reacción medianamente ácida pH 5.2; límite claro y ondulado. No de laboratorio 2-69825.

45 - 65 cm Bw

Color húmedo pardo fuerte (7.5YR5/6); textura arcillosa; estructura bloques subangulares, debíl, media; consistencia húmedo firme, mojado pegajosa y plástica; poros regular, medianos; macroorganismos y raíces pocas y medias; pH 5.2; límite difuso y ondulado. No de laboratorio 2-69826.

65 – 150 cm Bw2

Color húmedo pardo amarillento (10YR5/8), con moteos negros (10YR2/4); textura arcillosa; estructura bloques subangulares, media, debíl; consistencia húmedo friable, mojado pegajosa y plástica; frecuente actividad de microorganismos; reacción neutra pH 5.2.

150 – 180 cm C

Arcillolitas

47

Tabla 13. Análisis físico – químico Perfil PS -65. Diciembre 11 de 1987

Horizonte Granulometría

Textura pH Fósforo (ppm)

Carbón orgánico (%)

Profundidad (cm)

Nomenclatura

Arena Limo Arcilla

00 – 45 A 28 42 32 FAr 5.2 1 1.81

45 – 65 Bw1 18 38 48 Ar 5.2 1 0.80

65 – 150 Bw2 18 32 50 Ar 5.2 1 0.33

150 – 180 C - - - Ar -

-

Horizonte Complejo de cambio (me/100g) Saturación de bases

(%)

Aluminio (me/100g)

Saturación de aluminio (%) Profundidad

(cm) Nomenclatura CICA Ca Mg K Na

00 – 45 A

15.7 0.2 0.2 0.1 0.2 4.4 3.6 84

45 – 65 Bw1

16.5 0.2 0.2 0.04 0.04 3.0 5.0 90

65 – 150 Bw2

17.3 0.2 0.2 0.04 0.4 2.0 6.5 93

150 – 180 C

- - - - - - -- --

Fuente: Grupo de Investigación

4.1.3.4. Monitoreo y seguimiento de los suelos de Santander

La siguiente descripción e interpretación corresponde al reconocimiento de los suelos por parte del equipo multidisciplinario del IDEA en junio del 2009. Los suelos se localizan, principalmente, en el municipio de Valle de San José. Las muestras presentan un pH fuertemente ácido como la finca El mesón y ligeramente ácido en la finca El Quinto. La saturación de aluminio es alta especialmente en las finca El Mesón. Los contenidos de carbono orgánicos son normales. El porcentaje de carbono orgánico sirve para calcular la cantidad de materia orgánica que contiene el suelo; se puede obtener multiplicando el porcentaje de carbono por un factor de 1.9.

48

Los valores de la capacidad de intercambio catiónica es media en las fincan muestreadas. El contenido de bases totales es muy variable en los suelos estudiados y el porcentaje de saturación de bases es regularmente bajo. Es importante resaltar que la relación Ca/Mg es muy amplia para la mayoría de los suelos, lo que representa dificultad en toma de nutrientes y antagonismos del magnesio con otros elementos. Los contenidos de fósforo aprovechable son extremadamente bajos en especial en la finca El Mesón. Las clase texturales de los suelos estudiados son francos en el primer horizonte y arcillosas en los demás. La estructura de acuerdo con las descripciones de campo se presenta en bloques subangulares de diferentes tamaños. Los colores de los suelos varían de pardos fuertes en la mayoría de los sitios observados. Los colores amarillentos en algunas fincas significan procesos de erosión de la capa superficial del suelo. Del análisis de los resultados se concluye que los valores de la densidad aparente de los suelos son muy homogeneos y estos están influenciados por la granulometría, el contenido de materia orgánico y el manejo de las fincas con el cultivo de la caña. En los suelos del piso templado la densidad aparente es de 1.1g/cm3. De acuerdo con los resultados del análisis de laboratorio se encuentra que en los suelos la humedad aprovechable es baja en la finca El Mesón y media en la finca El Quinto. A continuación se presentan los resultados de los análisis del laboratorio.

Tabla 14. Análisis físico – químicos de los suelos de los sistemas productivos de Santander – Junio 10 de 2009

Departamento Santander Granulometría Textura pH

Fósforo (ppm)

Carbón orgánico (%)

Finca Nomenclatura Arena Limo Arcilla

El Mesón A 43.1 32.5 24.4 F 4.4

N.D 2.8

El Quinto A 45.4 32.4 22.3 F 5.5

13.9 2.3

Departamento Santander Complejo de cambio (me/100g) Saturación de bases (%)

Aluminio (me/100g)

Saturación de aluminio (%) Finca Nomenclatura CIC Ca Mg K Na

El Mesón A

18.4 1.2 0.15 0.21 0.04 8.7 4.8 75.2

El Quinto A

16.5 13.0 0.48 0.23 0.04 83.2 0.12 0.87

Departamento Santander RETENCIÓN DE HUMEDAD (%) HUMEDAD

APROVECHABLE (%)

DENSIDAD APARENTE

(%)

Finca Nomenclatura H.N 0.3 15

El Mesón A

81.34 103.44 96.44 7 1.11

El Quinto A

83.75 106.81 90.24 16.57 1.16

Fuente: Grupo de Investigación

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Como conclusión podemos decir que estos suelos presentan limitante químicos y físicos, debido principalmente a la acidez extrema y la baja disponibilidad de elementos mayores, secundarios y menores. De la misma forma que en los suelos del Valle de río Suarez falta de un plan de manejo de la fertilidad de los suelo de acuerdo a los requerimientos del cultivo de la caña.

4.1.4. Análisis biológico de los suelos de las unidades seleccionadas

A continuación se muestran los resultados de los análisis biológicos efectuados a las muestras de suelos recolectadas en cada uno de los sistemas productivos seleccionados.

Tabla 15. Análisis microbiológico de los suelos de los sitemas productivos de Cundinamarca

MUNICIPIO UTICA UTICA UTICA UTICA

FINCA EL TABLON LA AURORA EL TOTUMAL LA CAROLINA

HONGOS (UFC/g suelo) 70x102 25x10

2 12x10

4 30x10

3 10x10

4

BACTERIAS HETERÓTROFAS (UFC/g suelo) 14x106 31x10

6 97x10

6 26x10

6 12x10

6

BACTERIAS TIPO ACTINOMICETO (UFC/g suelo) 35x10

5 40x10

5 65x10

5 45x10

5 20x10

5

FIJADORES DE NITROGENO (UFC/g suelo) 20x106 17x10

6 94x10

6 18x10

6 34x10

5

SOLUBILIZADORES DE FOSFATOS (UFC/g suelo) 35x10

4 45x10

4 11x10

5 50x10

4 <10x10

4

NITRIFICANTES (NMP/g suelo) 23x103 13x10

3 <100 81x10

5 43x10

6

CELULOLÍTICOS (UFC/g suelo) 25x105 22x10

5 36x10

5 18x10

5 25x10

5

DENITRIFICANTES (NMP/g suelo) 12x102 44x10

2 18x10

3 17x10

4 17x10

4

AMONIFICANTES (NMP/g suelo) 12x106 11x10

6 26x10

6 20x10

5 40x10

5

NITROSOMONAS (NMP/g suelo) 64x103 10x10

3 15x10

3 24x10

4 72x10

4

BACTERIAS ANAEROBIAS (UFC/g suelo) 17,6x105 20,6x10

5 13,6x10

5 15x10

2 22x10

2

pH 2:1 7,7 7,5 7,4 7,1 7,7

Fuente: Grupo de Investigación

50

Tabla 16. Análisis microbiológico de los suelos de los sitemas productivos de la Hoya del río Suarez (Boyacá)

FINCA Don Matias Buena vista San Francisco Las

Mercedes

HONGOS, UFC/g suelo 45x106 15x10

6 45x10

6 16x10

6

BACTERIAS HETEROTRÓFIAS, UFC/g suelo 32x106 28x10

6 31x10

6 18x10

6

BACTERIAS TIPO ACTINOMICETO, UFC/g suelo <106 <10

6 <10

6 <10

6

FIJADORES DE NITROGENO, UFC/g suelo 24x106 73x10

6 25x10

6 40x10

6

SOLUBILIZADORES DE FOSFATOS, UFC/g suelo 50x104 25x10

5 16x10

5 14x10

5

NITRIFICANTES, NMP/g suelo 28x103 20x10

2 44x10

2 400

CELULOLITICOS, UFC/g suelo 22x106 27x10

6 55x10

6 13x10

6

DENTRIFICANTES, NMP/g suelo 32x102 12x10

2 27x10

2 21x10

2

AMONIFICANTES, NMP/g suelo 23x106 11x10

6 78x10

5 11x10

6

NITROSOMONAS, NMP/g suelo 16x105 >10

6 >10

6 52x10

3

BACTERIAS ANAEROBIAS (NMP/g suelo) 46x104 55x10

4 51x10

3 25x10

4

pH 2:1 5.4 6.7 4.7 4.8

Fuente: Grupo de Investigación

Tabla 17. Análisis microbiológico de los suelos de los sistemas productivos de Santander

Departamento SANTANDER

FINCA El Meson El Quinto

HONGOS, UFC/g suelo 35x106 70x10

6

BACTERIAS HETEROTRÓFIAS (UFC/g suelo) 15x106 62x10

6

BACTERIAS TIPO ACTINOMICETO (UFC/g suelo) <106 <10

6

FIJADORES DE NITROGENO (UFC/g suelo) 14x106 48x10

6

SOLUBILIZADORES DE FOSFATOS (UFC/g suelo) 85x104 11x10

5

NITRIFICANTES (NMP/g suelo) 610 46x102

CELULOLITICOS (UFC/g suelo) 22x106 13x10

6

DENTRIFICANTES (NMP/g suelo) 20x102 21x10

2

AMONIFICANTES (NMP/g suelo) 11x106 17x10

7

NITROSOMONAS (NMP/g suelo) 43x104 >10

6

BACTERIAS ANAEROBIAS (NMP/g suelo) 26x104 18x10

4

pH 2:1 4.4 5.8

Fuente: Grupo de Investigación

51

Tabla 18. Análisis microbiológico de los suelos de los sistemas productivos de Antioquia

DEPARTAMENTO ANTIOQUIA

MUNICIPIO SANTO

DOMINGO SANTO

DOMINGO SAN ROQUE CISNEROS

FINCA EL GITANO LA ESPERANZA ECODULA LA PALMITA

HONGOS (UFC/g suelo) 50x103 50x10

2 50x10

2 20x10

3

BACTERIAS HETEROTRÓFIAS (UFC/g suelo) 85x105 11x10

6 20x10

5 11x10

6

BACTERIAS TIPO ACTINOMICETO (UFC/g suelo) 10x105 30x10

5 50x10

5 50x10

4

FIJADORES DE NITROGENO (UFC/g suelo) 40x105 83x10

5 95x10

4 10x10

6

SOLUBILIZADORES DE FOSFATOS (UFC/g suelo) 25x104 25x10

4 25x10

4 12x10

5

NITRIFICANTES (NMP/g suelo) 12x104 70x10

4 40x10

3 40x10

3

CELULOLITICOS (UFC/g suelo) 50x104 12x10

5 25x10

5 65x10

4

DENTRIFICANTES (NMP/g suelo) 45x103 13x10

5 34x10

2 18x10

3

AMONIFICANTES (NMP/g suelo) 11x106 33x10

6 92x10

5 11x10

6

NITROBACTER spp (NMP/g suelo) 81x104 24x10

6 24x10

6 24x10

6

BACTERIAS ANAEROBIAS (NMP/g suelo) 13x102 830 14x10

2 370

pH 2:1 5,0 5,3 4,6 3,9

Fuente: Grupo de Investigación Si bien en las fincas Tablón, Aurora, Totumal, se produce una presencia de bacterias anaerobias relativamente elevado, no debería ser motivo de preocupación en estos suelos que están sometidos a temperaturas cálidas o templadas y pendientes elevadas (las muestras presentaron baja humedad natural), debido a que bajo estas condiciones el riesgo de anoxia normalmente no es alto. Es necesario obviamente observar particularidades del terreno, como posible presencia de concavidades, problemas de drenaje, etc.

Los niveles de microorganismos denitrificantes son bajos. Dado que esta función presenta un incremento en condiciones anaerobias y tal como fue explicado en relación con bacterias anaerobias, es probable que no ofrezcan demasiado riesgo de pérdidas de nitrógeno, mientras la fertilización nitrogenada especialmente que tenga como fuente nitratos, se controle y se evite su adición excesiva (emplear resultados químicos y ajustar fertilización).

La concentración de hongos (incluidas levaduras) es relativamente baja en las mayoría de las fincas, exceptuando EL totumal y La carolina, que presentan valores esperados del orden de 10 E 4, lo cual puede afectar procesos de degradación de sustancias como lignina, quitina y otros polisacáridos complejos; indicando suelos empobrecidos en cuando a materiales orgánicos complejos, quizá como resultado de los años de cultivo y las escasas oportunidades de recuperación de las condiciones naturales originales.

En relación con lo anterior, es importante considerar el elevado número de microorganismos celulolíticos presentes en las muestras para 12 de las fincas evaluadas (valores del orden de 10E5), dado que dependiendo de la disponibilidad de carbón orgánico lábil y de la tasa de recambio del mismo, estos microorganismos pueden llegar

52

a causar pérdidas. Es importante por tanto garantizar un suministro permanente especialmente en condiciones climáticas que favorezcan el desarrollo microbiano (época de lluvias).

Los niveles de bacterias y actinomicetos son normales y esperados para todas las muestras. A excepción de los resultados de bacterias para la finca palmitas, la cual presenta valores muy bajos. Observando los datos generales, coincide con un pH ácido del suelo, lo que explica esta condición.

Las concentraciones de solubilizadores de fosfatos son relativamente bajas para la mayoría de fincas (del orden de 10E4). Hay que recordar que este no es un grupo funcional y que sus actividades están influenciadas por las condiciones ambientales como el pH, actuando mejor en condiciones de pH neutros o alcalinos. Al liberar ácidos, estos microorganismos favorecen la solubilización del fósforo ligado al hierro o aluminio. Estos organismos aumentan su actividad en suelos con escasos contenido de fósforo y ayudan a mejorar la disponibilidad para las plantas.

Las bacterias fijadoras de nitrógeno presentan números poblacionales adecuados, por lo que los suelos tienen una buena potencialidad de enriquecimiento de este nutriente por parte de ellas y de hecho es en monocotiledóneas como la caña de azúcar donde se han encontrado géneros de bacterias especialistas en esta función como Azospirillum, Beijerinckia, etc., las cuales han sido utilizadas como biofertilizantes en otros cultivos. Por otra parte, los amonificantes se encuentran en numerous apropiados para realizar la liberación de amonio al suelo; los procesos de conversión a nitrito y posteriormente a nitrato realizados por Nitrosomonas y Nitrobacter respectivamente, pueden llegar a presentar deficiencias especialmente en las fincas Tablón, Aurora, Totumal, Las mercedes, para Nitrosomonas spp., debiendo ser lo adecuado, del orden de 10E4 o más. En el caso de Nitrobacter spp., las fincas Totumal, Buena Vista, Resguardo, Las Mercedes, Mesón y Quinto, son deficientes. Es necesario tener en cuenta que debe haber una concordancia entre los contenidos de ambos grupos, para que exista un proceso fluido hasta la liberación de nitrato que es la forma aprovechable por la planta. Un desequilibrio que favorezca la producción de nitrito puede causar problemas de toxicidad.

Generalmente, tales desequilibrios son esperados en agroecosistemas con aplicación de fertilizantes nitrogenados no naturales (preparados químicos), por lo que debe tenerse especial cuidado en la elección de la fuente y la cantidad aplicada.

4.2. CARACTERÍSTICAS CLIMÁTICAS Y BALANCES HÍDRICOS CLIMÁTICOS

REGIONALIZADOS PARA ZONAS EVALUADAS DE ANTIOQUÍA

CUNDINAMARCA Y LA HRS

A partir de la información representativa de las estaciones climatológicas operadas por el IDEAM, CAR y CORPOBOYACÁ ubicadas en la zona de influencia de las unidades evaluadas se realizó la valoración hídrica, incluyendo los factores básicos como precipitación y evaporación. En el anexo 4 se regista la información climatológica. Las variaciones climáticas de cada región afectan directamente los rendimientos obtenidos. El clima es el conjunto de fenómenos meteorológicos sensibles al ser humano (lluvias, vientos, calor) que caracterizan el estado medio de la atmósfera, debido a las

53

variaciones de altura y accidentes geográficos, creando de esta forma unas condiciones características para una región específica durante un espacio de tiempo relativamente amplio, definiendo así los climas locales, regionales o nacionales. La Valoración hídrica (oferta del agua), determinación de la cobertura de las masas vegetales poco o nada intervenidas para su protección y conservación, que garantice a las generaciones futuras su propia sostenibilidad. A continuación se realizara una breve descripción de las áreas que están siendo objeto del presente estudio.

4.2.1. Hoya del río Suarez

Se encuentra conformada por los departamentos de Boyacá y Santander, enclavada entre las montañas de la vertiente occidental de la cordillera oriental. Su territorio se compone por 2317 km2, de los cuales el 54% está ubicado en el piso térmico medio y el 46% de piso térmico frio según las clasificaciones del IGAC. La temperatura media es de alrededor de 23.91 o C. En la siguiente figura se observa el comportamiento mensual de la temperatura ambiente en Cisneros. La zona se encuentra en el piso térmico templado que comprende alturas que van de 1000 a 2000 msnm, con variación de la temperatura entre los 19.4°C y 23.9°C. Presenta un descenso de la temperatura en el mes de octubre. Figura 1. Variación de la temperatura mensual en la HRS

Fuente: Grupo de Investigación

17

18

19

20

21

22

23

24

25

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

oC

Mes

VARIACIÓN DE LA TEMPERATURA EN LA HOYA DEL RÍO SUAREZ

MEDIOS

MAXIMOS

MINIMOS

54

La humedad relativa media es de 81%. En la siguiente figura se observa el comportamiento mensual de humedad relativa en la HRS. Figura 2. Variación de la humedad relativa mensual en la HRS

Fuente: Grupo de Investigación La nubosidad media anual es de 4 octas que concuerda con una región con altas precipitaciones.

60

65

70

75

80

85

90

95

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

%

Mes

VARIACIÓN DE LA HUMEDAD RELATIVA EN LA HOYA DEL RÍO SUAREZ

MEDIOS

MAXIMOS

MINIMOS

55

Figura 3. Variación de la nubosidad mensual en la HRS

Fuente: Grupo de Investigación La región es bastante lluviosa, con una precipitación anual promedio de 2600 mm. Existen dos periodos de lluvia más pronunciados, en los meses de marzo a mayo y de septiembre a noviembre. El verano más marcado se extiende de diciembre a febrero, época en la cual se limpia la tierra y se practican las quemas, con el fin de preparar “las siembras de año grande” a partir del mes de marzo. De junio a agosto se presenta un veranillo, que se aprovecha para preparar unas siembras de menor alcance, las de “traviesa”. Concretamente, las fechas de siembra fluctúan en función de las condiciones climáticas. Algunos años se procede a “siembras de año adelantado” (enero o febrero), “de traviesa adelantada” (agosto) “de traviesa atrasada” (octubre).

Figura 4. Aplicación Polígonos de Thiessen Hoya del Rio Suarez

Fuente: Grupo de Investigación

0

2

4

6

8

10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Oct

as

Mes

VARIACIÓN DE LA NUBOSIDAD EN LA HOYA DEL RÍO SUAREZ

MEDIOS

MAXIMOS

MINIMOS

56

Tabla 19. Determinación de la precipitación media en la Hoya de río Suarez

Fuente Grupo de Investigación

Figura 5. Balance hídrico HRS

Fuente: Grupo

Precipitación

Evapotranspiración

57

4.2.2. Nordeste Antioqueño

El clima de la región fue analizado a través de dos indicadores climáticos influyentes en la definición de potencialidades de las tierras para fines agrícolas, la variabilidad pluviométrica y las oscilaciones térmicas. La configuración topográfica de sus alrededores permitió relacionar, igualmente, otros elementos climáticos no contemplados en la regionalización como lo son la evaporación, la humedad, la velocidad y dirección del viento, la radiación, la luminosidad y la nubosidad. Por la localización del área en el paisaje no se advierten diferencias micro climáticas. Para la caracterización del clima se obtuvo información de estaciones localizadas en la zona y sus alrededores, los cuales fueron regionalizados en la zonificación climática y que de alguna manera permitieron explicar la oferta climática para los procesos productivos. La temperatura media es de alrededor de 21,6 o C. En la siguiente figura se observa el comportamiento mensual de la temperatura ambiente en Cisneros. La zona se encuentra en el piso térmico templado que comprende alturas que van de 1000 a 2000 msnm, con variación de la temperatura entre los 20,2°C y 24,3°C. Presenta un descenso de la temperatura en los meses de septiembre y octubre. Figura 6. Variación de la temperatura mensual en Cisneros Antioquia

Fuente: Grupo de Investigación La humedad relativa media es de 84%. En la siguiente figura se observa el comportamiento mensual de humedad relativa en Cisneros.

18

19

20

21

22

23

24

25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

oC

mes

VARIACIÓN DE LA TEMPERATURA MENSUAL EN CISNEROS ANTIOQUIA

MEDIOS

MAXIMO

MINIMO

58

Figura 7. Variación de la humedad relativa mensual en Cisneros Antioquia

Fuente: Grupo de Investigación La nubosidad media anual es de 4 octas que concuerda con una región con altas precipitaciones. Figura 8. Variación de la nubosidad mensual en Cisneros Antioquia

Fuente: Grupo de Investigación

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Oct

as

mes

VARIACIÓN DE LA NUBOSIDAD MENSUAL EN CISNEROS ANTIOQUIA

MEDIOS

MAXIMO

MINIMO

70

75

80

85

90

95

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

%

mes

VARIACIÓN DE LA HUMEDAD RELATIVA MENSUAL EN CISNEROS ANTIOQUIA

MEDIOS

MAXIMO

MINIMO

59

La variación espacial de las lluvias es de aproximadamente 4218 mm al año La temporalidad de las lluvias muestra una tendencia de distribución en forma bimodal en la que ocurren dos periodos lluviosos (abril, mayo y septiembre y octubre) y dos periodos con bajas lluvias (julio y enero a febrero) Figura 9. Balance hídrico Cisneros - Antioquia

Fuente: Grupo de Investigación

4.2.3. Cundinamarca

Resulta evidente la dificultad para analizar el agroclima de esta región, debido a la carencia de datos, pues solo se tienen algunos puestos meteorológicos aislados. La multiplicidad de microclimas locales, y la ausencia de vegetación natural dificulta determinar las condiciones climáticas reinantes de algunos sectores. Una zonificación climática del área propuesta por R Eidt (1952) según el sistema de Koeppen sirve para tener una idea general de los climas de esta zona. Desde el rio magdalena hasta la localidad de Villeta se presenta un clima tropical húmedo con tiempo seco en el solsticio de verano (asw), entre Villeta y Alban un clima tropical

EVAPOTRANSPIRACIÓN

0

100

200

300

400

500

600

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

mm

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

EVAPOTRANSPIRACIÓN 95,4 95 89,9 81,5 79,8 91,1 98,3 107,8 96,5 87,8 76,2 86,9

PRECIPITACIÓN 111,1 151 252,2 446,7 564,9 439,9 385,3 385,1 470,9 460,7 359,3 191

BALANCE HÍDRICO CISNEROS - ANTIOQUIA

Precipitación

60

lluvioso intermedio entre selva y sabana (Am); de manera muy localizada en los alrededores de Sasaima se encuentra una zona tropical lluviosa de selva (Af); y entre Alban y los alrededores de Facatativá se presenta un clima templado húmedo con lluvias cenitales. En resumen, se puede decir, que una apreciación aproximada de la zonificación de las características del clima reinante de esta zona, se consigue en el mapa de zonas de vida de Holdridge. Es conveniente anotar que la zona montañosa que constituye buena parte de los municipios estudiados, ejerce efectos determinantes sobre el clima de la región. En esta zona las diferencias climáticas son más acentuadas debido a la preponderante función que ejerce la altitud. La temperatura media en la zona estudiada se caracteriza por un régimen anual uniforme, dentro de cada piso térmico, pero con variaciones notables entre las temperaturas del día y de la noche. Estas variaciones dependen en gran medida de las condiciones locales de humedad del aire. También es determinante la función que esta área montañosa ejerce en la distribución de la precipitación pluvial. Esta diversidad de zonas climáticas y micro climáticas, es debida a los procesos combinados de convección y condensación que dependen en gran medida de los vientos locales originados por la desigualdad de la radiación solar recibida y por las diferencias de pendientes y orientación del terreno, especialmente en los valles. La heterogeneidad climática de la región que ofrece así facilidades para la diversificación de los cultivos, ha dado como resultado la tala casi total de la vegetación natural, originando un desequilibrio ecológico cada vez más ostensible. Dentro de este aspecto climático de la zona es importante tener presentes los fenómenos de radiación y luz, ya que por la posición intertropical la cantidad de radiación es elevada durante todo el año. Esta cantidad de radiación recibida a nivel del suelo, aunque es bastante alta, depende de la capa de nubes que se encuentran en cada lugar, además de la posición aparente estacional del sol, este fenómeno de radiación va a condicionar las variaciones de temperatura y es de gran importancia para el estudio del clima de la región, pero debido a la falta de datos registrados es difícil analizar este fenómeno. La temperatura media es de alrededor de 23 o C. En la siguiente figura se observa el comportamiento mensual de la temperatura ambiente en Cisneros. La zona se encuentra en el piso térmico templado que comprende alturas que van de 1000 a 2000 msnm, con variación de la temperatura entre los 21°C y 25°C. Presenta un descenso de la temperatura en los meses de octubre y noviembre.

61

Figura 10. Variación de la temperatura mensual.

Fuente: Grupo de Investigación La humedad relativa media es de 79,5%. En la siguiente figura se observa el comportamiento mensual de humedad relativa. Figura 11. Variación de la humedad relativa mensual

Fuente: Grupo de Investigación

15

17

19

21

23

25

27

ENERO

FEBRE

MA

RZO

ABRIL

MA

YO

JUN

IO

JULIO

AG

OST

SEPTI

OCTU

B

NO

VIE

DICIE

oCVARIACIÓN DE LA TEMPERATURA MEDIA -

GUADUAS CUNDINAMARCA

50

55

60

65

70

75

80

85

90

ENERO

FEBRE

MA

RZO

ABRIL

MA

YO

JUN

IO

JULIO

AG

OST

SEPTI

OCTU

B

NO

VIE

DICIE

%

VARIACIÓN DE LA HUMEDAD RELATIVA MENSUAL GUADUAS CUNDINAMARCA

62

El brillo solar anual es de 1757.5 horas. El mes de agosto es el que presenta mayor número de horas con brillo solar (181.2 h) y el mes de febrero es el que presenta menos brillo solar (108,9 h). Figura 12. Variación del brillo solar mensual

Fuente: Grupo de Investigación

Tabla 20. Determinación de la precipitación media en el Gualivá

Fuente: Grupo de Investigación

100,0

110,0

120,0

130,0

140,0

150,0

160,0

170,0

180,0

190,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

hora

s

mes

VARIACIÓN DEL BRILLO SOLAR MENSUAL GUADUAS CUNDINAMARCA

63

Figura 13. Balance Hídrico para Cundinamarca

Fuente: Grupo de Investigación

El regimen de lluvias es de tipo bimodal. Los meses más lluviosos son marzo con 152.77 mm y noviembre con 153.26 mm. La region del gualivá presenta deficit hídrico en tres meses (de junio a agosto). Se ha realizado el balance hídrico utilizando datos de Precipitación y Evaporación de Estaciones meteorológicas del IDEAM, CAR y CORPOBOYACÁ para las regiones de Valle del Río Suarez, Antioquía y Cundinamarca, las más representativas en cuanto al cultivo de la caña panelera. En general, se puede concluir que en todas las zonas objeto de este estudio se presenta exceso de agua la mayor parte del año, a excepción de los meses de enero para las regiones de Antioquia y Hoya del Rio Suarez y junio, julio y agosto para la región de Cundinamarca.

4.3. EMISION DE GASES GEI

En la tabla 21, se ilustra la emisión de gases carbonados (CO2 y CO) emitidos por unidad de producto final en cada uno de los sistemas térmicos de los sistemas productivos estudiados. Ademàs, se señala las pèrdidas de energía en Kcal/kg de panela y las concentraciones de CO2 registrada por el medidor portátil PCA2.

Precipitación Precipitación

Evapotranspiración

64

Tabla 21. Emisión de gases GEI

Fuente: Grupo de Investigación

En la tabla anterior se destaca que las mayores emisiones en la HRS corresponden a sistemas de procesamiento donde se emplean hornillas CIMPA, que a pesar de regstrar las menores concentraciones de CO2 en chimenea, descargan mas de 3 kg de CO2/Kg de panela, entre otros facores, esto se debe a que en estas unidades se utiliza bagazo húmedo y donde las altas temperaturas alzanzadas en el hogar de combustión, ductos de gases y chimenea en las cuales se involucran altos excesos de aire, contribuyen a estas descargas. A su vez en estas unidades relativamente se presentan altas pérdidas de energía del orden de magnitud a las hornillas tradicionales de pequeños productores de los departamentos de Antioquia y Cundinamarca.

Finca Tipo de hornilla % CO2 % CO

(Kcal

perdida/Kg

panela)

(Kg CO2/Kg

panela)

(Kg CO/Kg

panela)

Kg de

carbonados

emitidos/kg

panela

Kcal/Kg p

Santa Rosa CIMPA 8,82 0,34 4660 2,89 0,07 2,96

Don Matías Vapor 14,40 0,75 1322 1,59 0,05 1,64

Las Mercedes Tradicional 11,72 0,23 6800 3,56 0,04 3,60

El MesóNCIMPA,

cámara ward8,37 0,28 5116 3,19 0,07 3,26

Villa Luz Vapor 12,42 0,30 2026 1,79 0,03 1,81

PROMEDIO 11,15 0,38 3984,76 2,60 0,05 2,65

El TotumalTradicional

mejorado9,60 0,28 4085 2,46 0,05 2,51

La Aurora Tradicional 12,21 0,34 6350 2,89 0,05 2,94

El Tablón Tradicional 9,50 0,32 7621 3,39 0,07 3,46

PROMEDIO 10,44 0,31 6018,66 2,91 0,06 2,97

CAM Vapor 12,40 0,29 175 0,16 0,003 0,16

EcodulaMixto vapor-

tradicional13,60 0,25 2474 1,90 0,02 1,93

La Esperanza Tradicional 10,50 0,28 6752 3,50 0,06 3,56

El Gitano Tradicional 9,56 0,33 7785 3,52 0,08 3,59

PROMEDIO 11,52 0,29 4296,48 2,27 0,04 2,31

ANTIOQUIA

CUNDINAMARCA

H.R.S.Emision de gases GEI

GASES DE COMBUSTION

65

Ligados a los análisis de factores cualitativos, cuantitativos de eficiencia y degradación de la energía considerados en los respectivos informes, los sistemas con base a vapor descargan aproximadamente el 50% de GEI en relación con las hornillas CIMPA y tradicionales, correspondiendo además a las menores pérdidas de energía por Kg de panela producido. En promedio las unidades tradicionales, que constituyen la mayorías de los trapiches paneleros del país emiten en promedio mas de 3.5 kg de gases carbonados a la atmósfera, lo que amerita reconsiderar su estado tecnológico en futuras estrategias y políticas sectoriales orientadas a la formulación y desarrollo de las curvas de abatimiento de costos en mitigación de GEI. Como ha sucedido en análisis energéticos anteriores, por razones de intensidad de proceso y por corresponder a un punto marginal de la cadena productiva, el CAM presenta reducciones mínimas de GEI, lo cual para conocer su verdadero impacto habría que conocer el comportamiento de las unidades de fábrica que aportan la miel. El valor medio encontrado de las tres regiones, se podría ponderar y obtener un valor referente de emisiones de GEI a nivel nacional.

4.4. CALIDAD DE AGUA

En el anexo 5, se incluyen los resultados de los análisis de laboratorio de calidad de

aguas para consumo y vertimientos industriales.

4.4.1. Características de las aguas residuales en el proceso de elaboración de

la panela en Cundinamarca.

Ante la dificultad y oportunidad para tomar muestras representativas de calidad de agua en todas las unidades evaluadas, se presentan los parámetros básicos de caracterización de aguas para algunas de ella, los cuales son comunes para la mayoría de las unidades productoras. Se debe tener en cuenta que los parámetros de calidad de agua para riego, no fueron considrados, en razón que la práctica de suministro de agua al cultivo no se aplica a ninguna de las unidades en las tres regiones visitadas, por tanto se incluyen solo las características de aguas en proceso (lavado de gaveras, pisos y utensiluios) y para consumo doméstico (fuentes naturales como tanques y grifos de acueductos veredales). Los análisis demuestran que las buenas prácticas ambientales en la producción de panela fomentan la no contaminación de suelos y aguas por el usos inadecuado de agroquímicos, además de la reducción de consumo de agua en algunas etapas del proceso que son innecesarias, el aplicar mecanismos de reducción de contaminación a los afluentes mejorara de gran manera de forma económica y ambiental el proceso. Según la Resolución 1074/97 del DAMA (hoy SDA), las concentraciones máximas permisibles para vertimientos en cuerpos de agua de la DQO son 2000 mg/l; DBO5 1000 mg/l; de GyA 100 mg/l; SST 800 mg/l y la temperatura debe ser menor a 30 oC, lo que implica que los riesgos por contaminación de materia orgánca son mínimos. En Cundinamarca, la demanda química de oxigeno (DQO) encontrada en el agua utilizada

66

para el lavado de gaveras en la unidad agrícola el Tablón es muy alta 80348 mg/L valor correspondiente aun agua residual con una alta concentración contaminante, esta agua proviene de agua lluvia depositada en un tanque y en un pozo de tierra; mientras que en la Aurora (Villeta), el agua para consumo proviene de un nacedero dentro de la finca, mientras que las aguas servidas cumplen con los valores admisibles de la DQO establecidos por la normatividad vigente decreto 1594 y 475. De igual forma el contenido de sólidos suspendidos totales y grasas y aceites encontrados son más altos para la finca el Tablón 2455 mg/L, que para la Aurora 78 mg/L. Cabe mencionar que el agua utilizada para el lavado de gaveras en el proceso de elaboración de la panela es mínima y no es vertida a ningún cuerpo de agua. La dureza total es más alta para La Aurora (1500Mg/L), es decir que las aguas de este sitio contienen más sales (CaCO3) y son 1478 mg/L de CaCO3 más que las agua del tablón “son más duras” no cumple con los límites admisibles de calidad. Mientras que la acidez total es un poco más alta para el Tablón que para la Aurora, las dos (2) unidades cumplen con los límites admisibles de calidad. Desde el punto de vista microbiológico, las aguas para consumo del Tablón no presentaron E. coli mientras que las de la Aurora presentaron un valor muy bajo (48 UFC/100ml) lo cual está dentro de los límites permisibles establecidos por la normatividad vigente Decreto 1594 de 1984. Los contenidos de Coliformes totales fueron bajos para las dos unidades agrícolas, cumpliendo con los limites admisibles de calidad, el método utilizado fue el msmo de la determinación de la E. coli. En la tabla 22, se señalan los valores de los parametros de calidad de agua hallados para dos unidades productivas pequeñas tradicionales en Cundinamarca.

Tabla 22. Resultados análisis de aguas para Cundinamarca:

FINCA EL TABLON LA AURORA

PARAMETRO UNIDADES METODO RESULTADO RESULTADO

DEMANDA

QUIMICA DE

OXIGENO (DQO) mg/L-O2 Reflujo Cerrado 80348 11

GRASAS Y

ACEITES mg/L Espectrofotometría 17 2

SOLIDOS

SUSPENDIDOS

TOTALES mg/L Gravimétrico 2455 78

DUREZA TOTAL mg/L-CaCO3 Titulación 22 1500

ACIDEZ TOTAL mg/L-CaCO3 Titulación 30 23

E. COLI UFC/100ml

Filtración por

Membrana Negativo 48

COLIFORMES

TOTALES UFC/100ml

Filtración por

Membrana 2 1,6x103

Fuente: Grupo de Investigación

67

4.4.2. Caracteristicas de las aguas residuales en la HRS. (Boyacá)

Para el departamento de Boyacá se realizaron tres (3) análisis de aguas PARA CONSUMO en la unidad agrícola las Mercedes, dos (2) de agua residual en lavado de gaveras y pisos y una de agua para consumo?, las cuales se interpretan a continuación según los resultados obtenidos en el laboratorio de aguas de la Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá: La demanda química de oxígeno (DQO), para la muestra de agua residual utilizada para el lavado de gaveras en la elaboración de la panela presentó altos contenidos, lo cual no cumple con los límites admisbles de calidad, mientras que la muestra del agua para el lavado de pisos presentó contenidos por debajo de los limites admisibles,este parámetro fue realizado mediante el método de reflujo cerrado. El contenido de grasas y aceites encontradas en el agua utilizada para el lavado de gaveras fue un poco más alto que para el agua utilizada en el lavado de pisos y demás implementos utilizados en la elaboración de la panela, este parametro cumple con los limites admisibles de calidad establecidos por la normatividad vigente; los valores de solidos suspendidos totales (SST) en el agua utilizada para el lavado de gaveras presentó mayor contenido, sobrepasando los límites permisibles de calidad, el agua utilizadas para el lavado de pisos esta muy cerca de los límites permisibles de calidad del agua residual y el método utilizado fue el gravimétrico. El pH del agua utilizada para el lavado de gaveras es extremadamente ácido, y el del agua utilizada para el lavado de pisos es muy fuertemente ácido. Las tablas 23 y 24 contienen los resultados obtenidos de los parametros de agua residual en el municipio de Santana Boyaca.

Tabla 23. Resultados análisis de agua residual HRS. (Boyacá):

DEPARTAMENTO: BOYACA

MUNICIPIO: SANTANA

FINCA LAS MERCEDES

TIPO DE MUESTRA: LAVADO DE GAVERAS

PARAMETRO UNIDADES METODO RESULTADO

DQO Mg/L-O2 Reflujo Cerrado 20320

GRASAS Y ACEITES Mg/L Espectrofotometría 34

SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES Mg/L Gravimétrico 2520

PH UNIDADES Potenciométrico 3,7

Fuente: Grupo de Investigación

Tabla 24. Resultados análisis de aguas utilizadas para el lavado de pisos en la unidad productiva de la Mercedes en la HRS. (Boyacá):

68

DEPARTAMENTO: BOYACA MUNICIPIO:SANTANA

FINCA LAS MERCEDES

TIPO DE MUESTRA: LAVADO DE PISO

PARAMETRO UNIDADES METODO RESULTADO

DQO Mg/L-O2 Reflujo Cerrado 1237

GRASAS Y ACEITES Mg/L Espectrofotometría 16

SOLIDOS SUSPENDIDOS

TOTALES Mg/L Gravimétrico 817

PH UNIDADES Potenciometrico 4,8

Fuente: Grupo de Investigación

4.4.3. Características de las aguas de consumo en la HRS. (Boyacá)

El agua utilizada para el consumo humano y doméstico en esta unidad, presenta las siguientes características fisicoquímicas: El agua presentó una turbiedad por encima de los límites admisibles de calidad, según el decreto 475/98, el método uitlizado fue el de Nefelometría y se representa en unidades Nefelométricas de Turbiedad (UNT).; la composición visual de estas aguas es casi transparente, donde el color verdadero cumple con los límites admisibles para el consumo humano y domestico; presentó un pH medianamente alcalino; la conductividad electrica cumple con los valores admisibles de calidad y además tienen una buena conductividad eléctrica lo cual se ve reflejada en en la buena disolvencia de los hidróxidos, carbonatos, ácidos minerales y sales hidrolizables, las cuales no presentaron ningún contenido en el análisis realizado por el método de titulación; cumple con los límites admisibles en cuanto a la dureza total, (esta propiedad se ve influenciada por los aportes de sales de calcio y magnesio, por la conductividad eléctrica, por el pH y a los posibles pequeños aporte de los sulfatos, nitratos y clorados encontrados). El contenido de aluminio (Al) es muy bajo, lo cual no presenta ningún riesgo para la salud humana; el contenido de sólidos totales (ST) está por debajo de los limites admisibles (312 Mg/L), mientras que en los sólidos suspendidos totales (SST) se encontró un Mg/L, cabe recordar que este parámetros no deben encontrarse en un agua que sea apta para el consumo humano.

69

Tabla 25. Resultados análisis de agua para consumo humano y agua utilizada en la elaboración de la panela en la HRS.(Boyaca):

DEPARTAMENTO: BOYACA MUNICIPIO:SANTANA

FINCA LAS MERCEDES

TIPO DE MUESTRA: AGUA CRUDA

PARAMETRO UNIDADES METODO RESULTADO

TURBIEDAD UNT Nefelometría 7,4

COLOR VERDADERO UPC Comp. Visual 5

pH UNIDADES Potenciométrico 8,1

CONDUCTIVIDAD µmhos/cm 25 oC Electrométrico 466

ALCALINIDAD TOTAL Mg/L-CaCO3 Titulación 154

ALCALINIDAD HIDROXIDOS Mg/L-CaCO3 Titulación 0

ALCALINIDAD CARBONATOS Mg/L-CaCO3 Titulación 0

ALCALINIDAD BICARBONATOS Mg/L-CaCO3 Titulación 154

ACIDEZ TOTAL Mg/L-CaCO3 Titulación 8,1

ACIDEZ MINERAL Mg/L-CaCO3 Titulación 0

ACIDEZ SALES HIDROLIZABLES Mg/L-CaCO3 Titulación 0

CO2 LIBRE Mg/L-CO2 Cálculo 3,6

DUREZA TOTAL Mg/L-CaCO3 Titulación 350

DUREZA CARBONACEA Mg/L-CaCO3 Cálculo 154

DUREZA NO CARBONACEA Mg/L-CaCO3 Cálculo 196

CALCIO Mg/L-CaCO3 Titulación 120

MAGNESIO Mg/L-CaCO3 Cálculo 230

HIERRO Mg/L Fe +2 Espectrofotometría <0,1

MANGANESO Mg/L Mn +7 Espectrofotometría <0,05

AMONIO Mg/L N- NH4 + Espectrofotometría 0,22

NITRITOS Mg/L N- NO2 - Espectrofotometría <0,003

NITRATOS Mg/L N- NO3 - Espectrofotometría <0,1

CLORUROS Mg/L Cl - Argentometría 6,4

SULFATOS Mg/L SO4= abajo Turbidimétrico 3

ORTOFOSFATOS Mg/L PO4 -3 arriba Espectrofotometría 0,071

SOLIDOS TOTALES Mg/L Gravimetría 312

SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES Mg/L Gravimetría 1

ALUMINIO Mg/L Absorción Atómica <0,9

Fuente: Grupo de Investigación

4.4.4. Caracteristicas de las aguas residuales en el proceso de elaboración de

la panela en la HRS. (Santander)

La demanda química de oxigeno (DQO), el contenido en grasas y aceites y los solidos suspendidos totales (SST) son los valores más altos encontrados en las aguas utilizadas

70

para el lavado de gaveras en las tres regiones analizadas, es decir que estos parametros no cumplen con los límites admisibles de calidad, al igual que el pH que es el más ácido de todas las unidades analizadas. Tabla 26. Resultados análisis de agua residual HRS. Santander:

DEPARTAMENTO: SANTANDER MUNICIPIO: VALLE DE SAN JOSE

FINCA EL MESON

TIPO DE MUESTRA: LAVADO DE GAVERAS

PARAMETRO UNIDADES METODO RESULTADO

DQO Mg/L-O2 Reflujo Cerrado 86050

GRASAS Y ACEITES Mg/L Espectrofotometría 178

SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES Mg/L Gravimétrico 3240

PH UNIDADES Potenciométrico 3,5

Fuente: Grupo de Investigación

El agua utilizada para el consumo humano y para el proceso de industrialización de

la panela en la unidad agrícola el Mesón presenta las siguientes características

fisicoquímicas:

El pH es ligeramente ácido, la conductividad eléctrica es baja, el contenido de sólidos

totales (ST) está por debajo de los límites admisibles y de sólidos suspendidos totales

(SST) se encontraron 7 mg/l en la muestra analizada, este parámetro debe encontrar

ausente de contenido; el aluminio (Al) presenta bajas concentraciones.

la dureza del agua es baja, debido a los bajos valores de la conductividad eléctrica, a los

bajos contenidos de calcio (Ca) y de magnesio (Mg)” por debajo de los límites admisibles

de calidad del agua” al pH que no es tan ácido, y a los bajos contenidos de sulfatos,

cloruros y nitratos encontrados.

71

Tabla 27. Resultados análisis de aguas utilizadas para el consumo humano y elaboración de la panela HRS. (Santander):

DEPARTAMENTO: SANTANDER MUNICIPIO: VALLE DE SAN JOSE

FINCA EL MESON

TIPO DE MUESTRA: AGUA CRUDA

PARAMETRO UNIDADES METODO RESULTADO

TURBIEDAD UNT Nefelometría 26,4

COLOR VERDADERO UPC Comp. Visual 15

pH UNIDADES Potenciométrico 6,4

CONDUCTIVIDAD µmhos/cm 25 oC Electrométrico 17,1

ALCALINIDAD TOTAL Mg/L-CaCO3 Titulación 16

ALCALINIDAD HIDROXIDOS Mg/L-CaCO3 Titulación 0

ALCALINIDAD CARBONATOS Mg/L-CaCO3 Titulación 0

ALCALINIDAD BICARBONATOS Mg/L-CaCO3 Titulación 16

ACIDEZ TOTAL Mg/L-CaCO3 Titulación 6,5

ACIDEZ MINERAL Mg/L-CaCO3 Titulación 0

ACIDEZ SALES HIDROLIZABLES Mg/L-CaCO3 Titulación 0

CO2 LIBRE Mg/L-CO2 Cálculo 2,9

DUREZA TOTAL Mg/L-CaCO3 Titulación 22

DUREZA CARBONACEA Mg/L-CaCO3 Cálculo 16

DUREZA NO CARBONACEA Mg/L-CaCO3 Cálculo 6

CALCIO Mg/L-CaCO3 Titulación 12

MAGNESIO Mg/L-CaCO3 Cálculo 10

HIERRO Mg/L Fe +2 Espectrofotometría 0,9

MANGANESO Mg/L Mn +7 Espectrofotometría <0,05

AMONIO Mg/L N- NH4 + Espectrofotometría 0,43

NITRITOS Mg/L N- NO2 - Espectrofotometría <0,003

NITRATOS Mg/L N- NO3 - Espectrofotometría <0,1

CLORUROS Mg/L Cl - Argentometría 3,4

SULFATOS

Mg/L SO4

Turbidimétrico <0,001

ORTOFOSFATOS Mg/L PO4-3

Espectrofotometría <0,002

SOLIDOS TOTALES Mg/L Gravimetría 34

SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES Mg/L Gravimetría 7

ALUMINIO Mg/L Absorción Atómica <0,9

Fuente: Grupo de Investigación

72

BIBLIOGRAFIA

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ANEXO 1. MÉTODOS ANALÍTICOS EMPLEADOS POR EL

LABORATORIO DE SUELOS Y CUADRO GUÍA PARA

INTERPRETAR LOS ANÁLISIS DE SUELOS

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ANEXO 2. RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS DE LABORATORIO

DE SUELOS

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ANEXO 3. MAPAS DE SUELOS

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Mapa de suelos de la región de los sistemas productivos de Santander

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Mapa de suelos de la región de los sistemas productivos de la HRS Boyacá

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Mapa de suelos la región de los sistemas productivos de de Antioquia

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Mapa de suelos de la región de los sistema sproductivos de Cundinamarca

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ANEXO 4. DATOS CLIMATOLÓGICOS

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OBTENCIÓN DE DATOS FALTANTES A continuación se muestra un ejemplo de obtención de datos faltantes a través del método racional deductivo empleando una serie de datos suministrados por el IDEAM (Estación Charalá). Las columnas de color amarillo, son aquellas en las que los registros anuales se encuentran completos, las blancas son aquellas que deben ser completadas. Tabla 2. Método Racional Deductivo aplicado a la estación meteorológica Charalá.

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ANEXO 4. ANÁLISIS DE LABORATORIO DE AGUAS

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