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Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle
Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería
1-1-2017
Determinación de impactos ambientales en la finca Cascajal en Determinación de impactos ambientales en la finca Cascajal en
Pacho Cundinamarca, mediante el balance de carbono y Pacho Cundinamarca, mediante el balance de carbono y
nutrientes para un cultivo de café nutrientes para un cultivo de café
Andrés Camilo Mora Maldonado Universidad de La Salle, Bogotá
Sebastián Mendoza Rodríguez Universidad de La Salle, Bogotá
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Citación recomendada Citación recomendada Mora Maldonado, A. C., & Mendoza Rodríguez, S. (2017). Determinación de impactos ambientales en la finca Cascajal en Pacho Cundinamarca, mediante el balance de carbono y nutrientes para un cultivo de café. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria/356
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DETERMINACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES EN LA FINCA CASCAJAL EN
PACHO CUNDINAMARCA, MEDIANTE EL BALANCE DE CARBONO Y NUTRIENTES
PARA UN CULTIVO DE CAFÉ
ANDRÉS CAMILO MORA MALDONADO
SEBASTIÁN MENDOZA RODRÍGUEZ
UNIVERSIDAD DE LA SALLE.
FACULTAD DE INGENIERÍA.
PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA
Bogotá
2017
DETERMINACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES EN LA FINCA CASCAJAL EN
PACHO CUNDINAMARCA, MEDIANTE EL BALANCE DE CARBONO Y NUTRIENTES
PARA UN CULTIVO DE CAFÉ
ANDRES CAMILO MORA MALDONADO
SEBASTIÁN MENDOZA RODRÍGUEZ
TRABAJO DE GRADO PRESENTADO PARA OPTAR EL TÍTULO DE
INGENIERO AMBIENTAL Y SANITARIO
DIRECTOR
DR. JESÚS ALFONSO TORRES ORTEGA
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA
BOGOTÁ
2017
Nota de aceptación
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
Dr. Jesús Alfonso Torres Ortega
____________________________________________
Jurado: Ladino Peralta Rafael Eduardo
____________________________________________
Jurado: Méndez Casallas Francy Janet
Bogotá, octubre de 2016
Dedicatoria
Dedicar este gran esfuerzo a mi madre quien siempre ha confiado en mí y nunca dejó que
retrocediera en este largo camino que hoy finaliza. Mi padre a quien debo que este sueño fuera
posible, donde me demostró ejemplo a seguir y por él seré una ingeniero integral y humano. Mi
familia que siempre sacan una sonrisa en mí y hacen que todo en nuestra familia sea lleno de
amor y alegría.
Andrés Camilo Mora Maldonado
De antemano quiero agradecerle a la familia Corredor por abrirnos las puertas de su casa y
darnos su confianza de hacer nuestro trabajo de grado allí. Además del acompañamiento y
preocupación de mi familia, los cuales me apoyaron de principio a fin en mi formación como
profesional.
Sebastián Mendoza Rodríguez
TABLA DE CONTENIDO
Página
1. INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 1
2. OBJETIVOS ................................................................................................................... 3 2.1.Objetivo general . .................................................................................................. 3 2.2.Objetivo especifico. .............................................................................................. 3
3. AREA DE ESTUDIO .................................................................................................... 4
3.1.Ubicación geográfica. ........................................................................................... 4
3.2.Generalidades del cambio climático. .................................................................... 6
3.3.Situación del cultivo de café en el municipio de Pacho........................................ 7
3.4 Situación actual de la finca Cascajal………………………………………..……9
4. CICLO DEL CARBONO EN UN CULTIVO DE CAFÉ . .......................................... 11
4.1. Secuestro y fijación del carbono. ....................................................................... 12
4.2. Principales fuentes de emisiones de carbono. .................................................... 15
4.3. Herramientas de medición de carbono. .............................................................. 16
4.4. Efecto invernadero por emisiones de CO2. ........................................................ 18
5. DESARROLLO METODOLÓGICO ........................................................................... 19
5.1. Evaluación de matrices de impacto cualitativa y cuantitativa. .......................... 19
5.2. Cuantificación de carbono por medio de software Cool Farm Tool® ............... 20 5.2.1. Establecimiento de límites organizacionales ......................................... 21
5.2.2. Establecimiento de límites operacionales ............................................... 21
5.2.3. Apropiación del modelo ........................................................................ 22
5.2.4. Análisis de resultados ............................................................................. 23 5.3. Selección de la herramienta de medición de GEI ............................................. 24
5.4. Visitas a la finca y recolección de la información ............................................. 25
5.5. Recolección de muestra de suelo ....................................................................... 27
6. DESARROLLO EXPERIMENTAL ............................................................................ 28
6.1. Balance general de la producción de café Castilla ............................................. 28
6.2. Matriz de evaluación de impactos ...................................................................... 33
6.3. Matriz cualitativa de impactos ambientales para el cultivo de café Castilla ..... 34
6.4. Matriz cuantitativa de impactos ambientales para el cultivo de café Castilla ... 35
7. MANUAL AGRO-INDUSTRIAL .............................................................................. 36
8. VALIDACIÓN DEL SOFTWARE Y MATRICES ..................................................... 47
9. CONCLUSIONES ....................................................................................................... 50
10. RECOMENDACIONES ............................................................................................ 53
11. REFERENCIAS .......................................................................................................... 54
LISTA DE TABLAS
página
Tabla 1. Coordenadas de la finca Cascajal . ....................................................................... 5
Tabla 2. Fuentes de emisiones de carbono en la producción de café Castilla. . ............... 16
Tabla 3. Lista de calculadoras para medición de carbono en agricultura. ........................ 17
Tabla 4. Nivel de complejidad CTF según el IPCC.......................................................... 18
Tabla 5. Matriz cualitativa de impactos ambientales para el cultivo de café Castilla. ..... 34
Tabla 6. Matriz de Leopold en la producción de café Castilla ......................................... 35
Tabla 7. Emisiones por etapa en la producción de café Castilla ...................................... 48
Tabla 8. Huella de carbono distribuida en las etapas de cultivo de café . ........................ 49
LISTA DE FIGURAS
Página
Figura 1. Mapa del minicipio de Pacho, Cundinamarca. .................................................... 4
Figura 2. Ubicación del predio en la vereda Los Gavinales en Pacho, Cundinamarca. ..... 5 Figura 3. Finca Cascajal. zonas de secado y despulpado. ................................................... 9
Figura 4. Ciclo general del carbono. ................................................................................. 11 Figura 5. Instrumentos para la captura y secuestro del CO2 . ........................................... 14
Figura 6. Fuentes de emisiones de carbono en el cultivo del café . .................................. 15
Figura 7. Etapas del proyecto............................................................................................ 19 Figura 8. Actividades para la evaluación y realizacion de matriz de impactos.. .............. 19
Figura 9. Actividades para la cuantificacion de CO2 en la finca ..................................... 21
Figura 10. Proceso del beneficio del café . ....................................................................... 27 Figura 11. Balance general de la preparación del terreno en la finca Cascajal. ............... 28
Figura 12. Balance general de la fertilización para el primer año. ................................... 29
Figura 13. Balance general de la fertilización para el segundo año .................................. 29 Figura 14. Balance general del manejo de pesticidas . ..................................................... 30
Figura 15. Balance general del beneficio del café. ........................................................... 31 Figura 16. Comportamiento de la producción de café durante la cosecha de Marzo-Julio..32 Figura 17. Convenciones matriz de Leopold. ................................................................... 33
GLOSARIO
BENEFICIO ECOLOGICO: ausencia de agua o reciclando el agua de despulpe y
realizando el desprendimiento del mucilago del grano recién despulpado. (Cenicafé, 2015)
BENEFICIO HÚMEDO DEL CAFÉ: comprende la recolección, el despulpado, la
fermentación, el lavado y clasificación, el secado, el empaque y almacenamiento. Estos
pasos tienen como objetivo final dejar el producto como café pergamino seco de trilla.
|(Aristizabal, 2009)
CAFÉ BABA (CB): es el café despulpado después de 12 horas de fermentación. (Cenicafé,
2015)
CAFÉ CEREZA (CC): es el fruto de café maduro (CC), compuesto por la pulpa, mucílago
y dos almendras (Cenicafé, 2015).
CAFÉ DESPULPADO (CD): es el café sin pulpa. (Cenicafé, 2015)
CAFÉ HÚMEDO (CH): es el café recién lavado después de pasado un tiempo de 12 horas
de fermentación (Cenicafé, 2015).
CAFÉ PERGAMINO SECO (CPS): es el grano seco (sin la pulpa y mucílago) que se
obtiene después del proceso de beneficio y secado del café. (Cenicafé, 2015)
CAFÉ: Es una semilla procedente del árbol de cafeto, perteneciente a la familia de las
Rubiáceas y al género Coffea. Los cafetos cultivados en el mundo a nivel industrial son de
la especie Coffea arábica y Coffea canephora (Prieto, 2002).
CAFETAL: Es la plantación de los cafetos. (Valencia, 2015)
CAFETERO: Persona dedicada a la recolección del café y/o su comercialización.
(Valencia, 2015)
CEREZA: Es el fruto de la planta cuando aún está con los dos granos de café. En el caso
del caracolí se puede encontrar un solo grano. Cosecha: Es la temporada donde se produce
más café. (cafeteros, 2010)
CONTAMINACIÓN: La contaminación es la introducción en un medio cualquiera de un
contaminante, es decir, la introducción de cualquier sustancia o forma de energía con
potencial para provocar daños, irreversibles o no, en el medio inicial. (Polo, 2013)
CULTIVOS: Conjunto de vegetación manejada técnica e integralmente con el propósito
de utilizarla en la alimentación o en la industria. Se utiliza, igualmente, como la acción de
multiplicar artificialmente microorganismos, cultivos de hongos y bacterias o la obtención
de plantas a partir del cultivo de tejidos. (cafeteros, 2010)
DESCOMPOSICIÓN: Acción de reducir o transformar un compuesto en otro.
Generalmente, la materia orgánica se transforma en compuestos inorgánicos simples por
la acción de los microorganismos. (Aristizabal, 2009).
DESPULPADO: El mismo día de la recolección, los granos del café se despulpan,
retirándola cereza del grano, con una maquina despulpadora, con el proceso de método
húmedo o método seco. (Cenicafé, 2015).
DISPOSICIÓN FINAL DE RESIDUOS: Es el proceso de aislar y confirmar los residuos
sólidos en forma definitiva de tal forma que no produzca daños o riesgos a la salud humana
y al medio ambiente. (Aristizabal, 2009)
FERMENTACIÓN: en esta fase del café pasa a una pila para que el café suelte toda la
miel, este proceso es crítico, ya que si el café se queda más tiempo del necesario se sobre
fermentara dañándolo de manera irreparable, afectando su calidad y por consecuencia su
sabor, por eso no se puede pasar de siete días (cafeteros, 2010)
LAVADO: Una vez superado la etapa de fermentación, comienza el lavado del grano, cuyo
objetivo es eliminar totalmente el mucílago del grano y se eliminan los azucares. (Valencia,
2015)
MATERIA ORGÁNICA: Material animal o vegetal incorporado a los componentes del
suelo después de un proceso de descomposición, que permite mejorar las condiciones
físico-químicas de los mismos. (Valencia, 2015)
MUCÍLAGO: Constituye el mesocarpio del fruto. Es la parte que se encuentra después de
retirar la cáscara. Es de consistencia viscosa, color habano claro. Es separado del grano por
fermentación natural o por medios mecánicos o enzimáticos (Prieto, 2002).
pH: Es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución, indica la concentración de
iones hidronio [H3O]+ presentes en determinadas disoluciones, la sigla significa (potencial
hidrógeno), (potencial de hidrógeno) o (potencial de hidrogeniones). (Cenicafé, 2015)
RECOLECCIÓN: en esta etapa se cosecha únicamente los granos que alcanzaron el estado
de madurez completo, normalmente de color rojo o amarillo, que los verdes dañan el sabor
del café, este proceso se desarrolla de manera manual (cafeteros, 2010)
SECADO: después de lavar, se exponen los granos al calor del sol para que el grado de
humedad disminuya, facilitando su conservación. El grano seco se empaca en sacos limpios
hechos de fique. (cafeteros, 2010)
TOSTADO: el tostado viene a ser unos de los procesos más delicados dentro de la cadena
del café, ya que es aquí donde se obtendrá los aromas, sabores y olores que se verán
reflejados en la taza, con una adecuada combinación de tiempo y temperatura, se desarrolla
el tueste para sacar todas las propiedades del grano. (cafeteros, 2010)
1
1. INTRODUCCIÓN
Colombia es uno de los países cafeteros más importantes del mundo, en 590 municipios
de 16 departamentos existen fincas cafeteras ofreciendo empleos directos e indirectos a una
gran cantidad de habitantes de las regiones cafeteras (Cardenas, 2008) En el municipio de
Pacho (Cundinamarca) la producción de café es una fuente importante de ingresos,
sobretodo en la vereda Gavilanes, la finca Cascajal cuenta alrededor de 9000 plantas de
café donde se realiza el beneficio ecológico del café, sin embargo, se generan subproductos
como es la pulpa y mucílago. Con el fin evaluar y cuantificar las emisiones y capturas que
se generan en el proceso, se utiliza la herramienta Cool Farm Tool®.
Esta es una herramienta para calcular los GEI (Gases Efecto Invernadero), esta
herramienta se caracteriza por reconocer factores específicos del contexto evaluado que
influyen en las emisiones de GEI tales como: variaciones geográficas y climáticas,
características del suelo, prácticas de manejo del cultivo. El programa tiene la capacidad
de generar información de salida en diferentes unidades, según el IPCC, el más adecuado
es tonelada de dióxido de carbono por hectárea, otra medida que genera es por planta de
producción. Para determinar la eficiencia del uso del suelo por unidad de producción se
utiliza kilogramo de dióxido de carbono por kilogramo de producto producido. Con las
unidades determinadas se logra cuantificar los impactos ambientales generados por el
cultivo de café Castilla.
2
la evaluación por medio del software Cool Farm Tool®, permitió determinar los puntos
calientes, el cual se obtuvo como resultado 285.079,34 kg de CO2 por hectárea, el cual se
evidencio su gran impacto ambiental por la emisión de gases de efecto invernadero (GEI)
producido por la fertilización del cultivo con un valor de 78.6% equivalente a 224.184,99
Kg de CO2, seguido por el uso de energía en el campo 8.9% equivalente a 25.343 kg de
CO2. Por otra parte, con la ayuda de dos matrices de impacto, cualitativa y cuantitativa, se
determinó los impactos generados en cada una de las etapas de la producción de café,
identificando que la aplicación de fertilizantes y los vertimientos generados en el beneficio,
son los de mayor preocupación por su alta contaminación.
Por último, se elaboró un manual agroindustrial de forma que el caficultor entienda los
conceptos básicos para poder realizar un óptimo desempeño del software y determinar en
qué etapa del proceso de producción está fallando y hacerlo de una manera más eficiente y
amigable al medio ambiente.
3
2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo General.
Determinar el balance de carbono y nutrientes en el cultivo de café para la
determinación de impactos ambientales en la finca Cascajal en Pacho, Cundinamarca
2.2. Objetivos Específicos.
Realizar una validación a partir de los resultados de la matriz de impactos
y los generados por el software.
Diseñar un manual agroindustrial del cultivo del café con base en la huella
de carbono.
4
3. AREA DE ESTUDIO
3.1. Ubicación geográfica
El proyecto se desarrolló en una finca cafetera ubicada en la vereda Gavilanes del
municipio Pacho Cundinamarca (ver figura 1), la cual tiene como principal fuente de
abastecimiento económico la cosecha de café y que por sus bajos ingresos económicos no
cuenta con un sistema tecnificado de beneficio de café, motivo por el cual no tienen un
manejo de residuos adecuado para dicha actividad.
El municipio de Pacho está localizado al Nor-Occidente del Departamento de
Cundinamarca y es cabecera de la Provincia del Rio Negro, que lo conforman además los
municipios de La Palma, Yacopí, Caparrapí, El Peñón, Paime, Topaipí, Villagomez y San
Cayetano. X
Figura 1. Mapa del municipio de Pacho, Cundinamarca. Fuente: Autores
5
La vereda de los Gavilanes se encuentra en la salida occidental del municipio, vía al
municipio de La Palma. La Finca Cascajal se ubica a orilla del rio Amarillo a una altitud
de 1728 msnm, georreferenciado por las coordenadas de la tabla 1.
Tabla 1. Coordenadas de la Finca Cascajal
Punto D Punto A Punto B Punto C
74’12’’35,16° 74’12’’31,76° 74’12’’36,28° 74’12’’36,12°
5’9’’9,86° 5’9’’7,81° 5’9’’7,81° 5’9’’8,57°
Fuente: Agustín Codazzi (2008)
Figura 2. Ubicación del predio en la Vereda Los Gavilanes en Pacho, Cundinamarca.
Fuente: Autores
6
3.2. Generalidades del cambio climático
Las actividades antropogénicas como lo son los incendios forestales, deforestación,
quema de combustibles fósiles y las emisiones producto a la agricultura y actividades
pecuarias, ocasionan gases de efecto invernadero (GEI) (Aristizabal, 2009). Actualmente,
se habla de cuatro principales gases de efecto invernadero, debido a su acumulación y larga
vida media en la atmosfera, dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O)
y los halocarbonados (grupo de gases compuestos de flúor, cloro o Bromo), que, durante
el siglo XX, han aumentado de manera exponencial, debido al desarrollo industrial y al
gran consumo de combustibles fósiles (Prieto, 2002). Por lo general, las concentraciones
de estos gases se incrementan cuando las emisiones superan los máximos permisibles en
cada uno de los procesos industriales o de extracción (GreenFacts, 2007). Tristemente, toda
esta gran masa de acumulación de gases de efecto invernadero invaden nuestra atmosfera,
dejando una capa gruesa que no deja escapar los rayos ultravioleta que son reflejados en la
tierra, haciendo que poco a poco, aumente la temperatura, teniendo repercusiones en el
nivel del océano, cambios en los ecosistemas, extinción de especies, deterioro en las
cadenas tróficas, problemas de salud, alteraciones a nuestro material genético(mutaciones)
y a nuestro diario vivir (IPCC, 2007).
7
3.3. Situación del cultivo de café en el municipio de Pacho, Cundinamarca
El cultivo del café es el producto más importante en el Municipio, ya que el área ocupada
es la de más extensión territorial, donde se agrupan en 50 veredas la mayor cantidad de
productores de grano que se benefician por las condiciones climatológicas y calidad de
suelo (Alcaldía de Cota - Cundinamarca, 2016).
Dentro del territorio de Pacho son muchas las veredas productoras del café, desde la
cabecera municipal hasta los límites del municipio, veredas como Corredor de Ceniza y el
Corregimiento de Pasuncha son las de mayor producción.
Durante los últimos años la crisis económica afecta a todos y más a la Federación de
Cafeteros que se preocupa constantemente por brindar un apoyo permanente para que siga
creciendo la producción a nivel nacional. Estas ayudas gubernamentales se consolidan a
través de la suscripción de Convenios Ínter administrativos entre el Ministerio de
Agricultura, Gobernaciones y Municipios, con los Comités Nacionales, Departamentales y
Municipales de Cafeteros.
En las cincuenta veredas productoras de café, cuenta con aproximadamente 1.850
familias caficultoras y 350 implicadas con el préstamo de mano de obra, a pesar de que el
área cultivada sean productores pequeños, el municipio de Pacho no cuenta con un nivel
competitivo debido a las nuevas tecnologías empleadas en los productores medianos y
grandes en otras regiones del país. (Asta, y otros, 2002)
8
El rendimiento del número de cargas producidas por unidad de área, es de 10 a 12 cargas
por Hectárea, tomando como base que la densidad de siembra es 5.000 plantas/Ha; con un
40 % menor a la producción en la zona cafetera del viejo Caldas y Antioquia, donde se
produce en promedio 20 cargas por hectárea.
El bajo rendimiento en la producción, se debe al tradicionalismo de los productores, su
resistencia a implementar paquetes técnicos en los cultivos para obtener beneficio del
grano, a la producción en la que se desarrolla con gran variedad de fincas pequeñas, por
esta razón, el promedio de propietarios y cultivadores de café está en 0,7 hectáreas por
productor y no existen productores por encima de 10 hectáreas establecidas. Por otra parte,
la renovación de cultivos viejos es lenta, contando que tienen problemas sanitarios (Caturra
por Roya), y los que cultivan café recomendado por la Federación Nacional de Cafeteros
no le es viable debido a las exigencias de fertilización y manejo requerido.
Por último, gracias a la conformación de la Asociación de Productores de Café de Pacho
(Asprocafe), la certificación de 74 productores y la participación en los concursos de la
Federación y Carcafe a la compra de café especial, donde se busca el cambio de mentalidad
del productor, para que, de esta manera logren una producción de café competitiva,
aprovechando esta situación para ampliar el área cultivada, subir el rendimiento por área e
incrementar los ingresos de la familia cafetera.
9
3.4. Situación actual de la finca Cascajal
La finca Cascajal tiene una extensión de dos fanegadas, donde se pueden encontrar 9000
plantas de café y otros árboles frutales cítricos como naranja y mandarina. Además cuenta
con una casa de dos pisos, dos cuartos donde duermen los obreros o recolectores,
beneficiadero de café, zona de compostaje y 3 camas de secado (ver figura 3 ). Es preciso
aclarar que se realiza la producción de café, desde su recolección, lavado, despulpado y
secado, obteniendo como resultado café pergamino seco para la venta en la Federación de
Caficultores o CARCAFE LTDA (empresa encargada de vender café de alta calidad tipo
exportación).
Figura 3. Finca Cascajal. Zonas de secado y despulpado. Fuente: Autores
Debido a la producción de café en el predio, se identificaron tres grandes problemáticas
ambientales; volatilización de dióxido de nitrógeno objeto a la aplicación de fertilizantes,
aunque existe gran vegetación en la zona la cual puede captar, acumular y algunos degradar
dichos gases puede llegar a ser perjudicial para la salud de los obreros y dueños de la finca.
10
Una segunda parte, es la acidificación del suelo, con un ph promedio de 3 a 4 son suelos
muy ácidos, debido al suministro constante de fertilizantes y herbicidas año tras año, por
otra parte, el compostaje que utilizan para abonar a base de la pulpa del café contiene
mucílago, el cual es un material orgánico con tendencias acidas (ph, 3-5).
11
4. CICLO DEL CARBONO EN UN CULTIVO DE CAFÉ
El carbono es un elemento fundamental de la naturaleza, comprende compuestos
orgánicos, los cuales se adoptan con Nitrógeno, Fósforo, Azufre hidrógeno y oxígeno, las
cuales comprenden las moléculas esenciales párala vida. El ciclo de carbono corresponde
al movimiento atreves de los diferentes medios naturales Aire, Tierra y Agua (ver figura
4). Los seres vivos participan constantemente por la inhalación de oxigeno (Valderrama,
2011)
Figura 4. Ciclo general del carbono. Los almacenes están expresados en Pg C y los
flujos en Pg C/año. PPB = producción primaria bruta; Ra = respiración autótrofa; Rh =
respiración heterótrofa; COD = carbono orgánico disuelto; CID = carbono inorgánico
disuelto. Fuente: Esquema de Schlesinger 1997, y tomado de Víctor J. Jaramillo 2011.
12
Un componente natural que influye en ciclo del carbono es el metano (CH4). Este gas
es, después del bióxido de carbono, el compuesto de carbono más abundante en la
atmósfera (Schlesinger, 1997).
La vida en la tierra impuso un ciclo geoquímico y un ciclo biogeoquímico de corto plazo.
(Valderrama, 2011) hay dos grandes flujos de C el flujo de CO2 de la atmósfera a las plantas
(fotosíntesis), y el regreso de CO2 a la atmósfera como resultado de la descomposición de
la materia orgánica.
la entrada que tiene carbono a la biosfera es por medio de las plantas, debido a que estas
captan el dióxido de carbono de la atmosfera durante el proceso de fotosíntesis (Amézquita,
Murgueitio, Cuartas, & Gómez, 2004). el ciclo químico, el cual opera como regulador de
la concentración de silicato en la atmosfera permitiendo que el carbono presente se disuelva
en la lluvia, formando acido carbónico, el cual representa lluvia acida.
4.1. Secuestro y fijación del carbono
El secuestro de carbono es un proceso en el cual hay una separación del CO2 emitido
por las actividades antropogénicas de otros gases. (ramos, 2005) La captura y
almacenamiento de dióxido de carbono es una opción para reducir o estabilizar el aumento
de las concentraciones atmosféricas GEI.
• Las mejoras en el uso eficiente de la energía con mejores rendimientos
• rendimiento energético
13
• cambio a combustibles menos contaminantes
• energía renovable
• sumideros biológicos
Hay tres tipos de metodologías principales para el secuestro del carbono (imagen 5). La
fotosíntesis él es proceso natural de las plantas, las cuales captan el dióxido de carbono
atmosférico y lo almacenen en la biomasa o en materia orgánica. (Polzot, 2004). Las
técnicas de ingeniería es una metodología reciente ayudada por las nuevas tecnologías en
el mercado. Por ultimo esta la transformación química (ver figura 5). El proceso natural es
que se implementa en la finca. Por medio de la bio-masa acumulada en la plata, pero este
no tiene un adecuado manejo, ya que es retornado a la atmosfera durante la combustión en
diferentes procesos como en la elaboración de alimentos.
14
Figura 5. Instrumentos para la captura y secuestro del CO2. Fuente: Isaza Ramírez
(2014)
4.2. Principales fuentes de emisiones de carbono en el cultivo del café
Dentro de las principales fuentes de emisión de GEI provenientes de la producción de
café (ver figura 6) se pueden resaltar con mayor impacto la producción y aplicación de
fertilizantes.
15
Figura 6. Fuentes de emisiones de carbono en el cultivo del café. Fuente: (Rikxort, 2011)
Hay diferentes actividades que impactan o que generan una mayor producción de GEI.
El uso de energía es uno de los puntos más influyentes, buenas prácticas para minimizar la
erosión uso eficiente de energía, energía solar y leña de podas. Cambiando la metodóloga
por energía renovable. Según la tabla 2, el uso de fertilizantes nitrogenados produce un
32% de las emisiones generadas, con el uso de abonos verdes, fertilización orgánica y
preferiblemente compostado las emisiones serían menores. Algunas mejoras en la granja
serian.
Uso de cultivos de cobertura
Rotación de cultivos. Con leguminosas o plantas de raíz profunda (reduce el
consumo de pesticidas y plaguicidas con un control natural de estas plantas)
La producción y aplicación de fertilizantes nitrogenados que generan N₂0.
La producción y aplicación de plaguicidas
20 % provenientes de la producción de
fertilizantes.
16 % provenientes de la aplicación de
fertilizantes nitrogenados (gases N20)
Emisiones generadas en el proceso de beneficio húmedo del
café
34 % de la producción de
aguas residuales provenientes del
beneficio
11 % del manejo de los residuos del
cultivo
16
Tabla 2. Fuentes de emisiones de carbono en la producción de café Castilla.
Fuente De Emisiones Promedio (Kg
CO2 Eq/Ha)
Porcentaje
Aguas Residuales 2911 34%
Emisiones Inducidas Por
Fertilizantes
2850 33%
Transporte Fuera De Finca 1327 15%
Manejo De Residuos De Cultivos 658 8%
Producción De Fertilizantes 619 7%
Pesticidas 209 2%
Procesamiento Primario 85 1%
Uso De Energía En Campo 15 0%
Total 8674
Fuente Isaza Ramírez (2011).
4.3. Herramientas de medición de carbono
Cool Farm Tool® (CFT) es un programa que permite la medición de los gases de efecto
invernadero, por medio de metodologías estudiadas y autorizadas por el IPCC como lo
muestra la tabla 3 con las diferentes metodológicas. Esta calculadora permite una
interacción con el agricultor muy rápido y sencilla. Garantizando que la información sea la
más exacta y precisa.
Tabla 3. Lista de calculadoras para medición de carbono en agricultura
17
Objetivo del usuario Calculadora y zonas geográficas
Sensibilización Carbón Calculador foro New Zelanda
Horticultura (NZ).
Cplan v0 (UK).
Farming Enterprise GHG Calculador
(AUS).
US cropland GHG calculator (USA).
Informes Nivel territorial ALU (mundial).
Climagri (FR).
FullCam (AUS).
Nivel exploración CALM (UK).
CFF Carbon Calculator (UK)
Dia’terre® (FR)
IFSC (USA).
Evaluación
de proyectos
Enfocado en mercados de
carbono
Carbon Farming tool (NZ)
Farmgas (AUS)
Forest tools: TARAM (mundial), CO2 fix
(mundial)
No enfocados en
mercados de carbono
CAR livestock tools (USA)
CBP (mundial).
EX-ACT (mundial).
Holos (CAN).
US AID FCC (países en desarrollo).
Herramientas orientadas a mercados y
productos
Cool farm tool (mundial)
Diaterre® (FR).
Programas ACV y bases de datos asociadas
(SimaPro, ecoinvent, LCA food)
Fuente: (Hurtado, 2015).
El programa utiliza diferentes noveles de modelamiento según su complejidad (IPCC,
2010) este programa fue desarrollado por Unilever y la universidad de Aberdeen, con el
fin de capacitar y dar a conocer la importancia que tienen los gases de efecto invernadero
producidos por sus cultivos. Por medio de los datos suministrados por el agricultor puede
18
evaluar en cada uno de los procesos el impacto que genera este y determinar unas posibles
acciones para mitigar los efectos negativos generados. El software otorga niveles de
complejidad según las características del cultivo como lo muestra la tabla 4.
Tabla 4. Nivel de complejidad CFT según el IPCC.
Nivel Características
1
Factores de emisión y de cambio en las existencias. tasas de forestación,
estadística de producción agrícola, mapas de cobertura de la tierra a nivel global,
uso de fertilizantes, datos sobre la población ganadera.
2
Aplican factores de emisión y de cambio en las existencias que se basan en datos
específicos del país o de la región en lo referido a las categorías más importantes
de uso de la tierra o de ganado.
3
Métodos de orden superior, incluidos modelos y sistemas de medición de
inventario, hechos a medida para satisfacer las circunstancias nacionales que se
repiten en el tiempo, basados en datos de la actividad de alta resolución y
desagregados a nivel sub-nacional.
Fuente: IPCC (2009).
4.4. Efecto invernadero por emisiones de CO2
El efecto invernadero se origina por la gran cantidad de energía emitida por el sol que
traspasan la atmosfera. Esta energía llega en frecuencia de ondas altas, donde esta energía
es almacenada por los gases como el CO2 produciendo un sobrecalentamiento anormal.
(ramos, 2005) Este calentamiento se debe a un flujo de energía negativo, donde la tierra
emite menos cantidad de la que recibe. El aumento de la temperatura anormal de la tierra
es de origen antropogénico a la atmosfera.
19
5. DESARROLLO METODOLÓGICO
El desarrollo metodológico se dividió en dos etapas (ver figura 7). La primera, consta
de la evaluación de matrices de impacto tanto cualitativas como cuantitativas las cuales
consta de V fases cada una evaluando la magnitud y el impacto que se genera (ver figura
8), y la segunda, cuantificación de carbono por medio del software CFT cuantificando y
evaluando las emisiones generadas en la producción del café.
Figura 7. Etapas del proyecto. Fuente: Autores
5.1. Evaluación de matrices de impacto cualitativas y cuantitativas
Figura 8. Actividades para la evaluación y realización de matriz de impactos
Fuente: Autores
Fase I: Reconocimiento de la finca El Cascajal
Fase II:
Recolección de los datos
Fase III:
Evaluación de cada uno de los impactos
identificados
Fase IV:
Realización de matriz cualitativa
Fase V:
Realización de matriz cuantitativa
20
Reconocimiento de la finca Cascajal, identificando el tamaño de la finca, tipo de
producción cafetera, estado del beneficiadero de café y población beneficiada.
Registro fotográfico y encuesta; se recolecto los datos pertinentes para identificar los
impactos ambientales y diligenciar el software. procesos de siembra, producción y
transporte; además los tipos de fertilizantes y plaguicidas.
Los datos recolectados, permitieron identificar los posibles impactos producto a la
producción de café en la finca y evaluarlos en la matriz de impactos cualitativa. Luego, de
tener claro los impactos producidos por cada una de las etapas de producción se
cuantificaron los impactos con valores positivos y negativos, según sea su nivel de
complejidad, en la matriz cuantitativa.
5.2. Cuantificación de carbono por medio del Software Cool Farm Tool®
Los lineamientos en la metodología del estándar corporativo de contabilidad y reporte
GHG PROTOCOL, donde, este proyecto se llevó a cabo en 4 fases (ver figura 9).
21
Figura 9. Actividades para la cuantificación de CO2 en la finca. Por medio del software
Cool Fran Tool. Fuente: Autores
5.2.1. Establecimiento de límites organizacionales
Se comprendió y se identificaron los límites de organización y operativos del proceso,
así como el alcance de la huella. En esta fase se identificó y se seleccionó las fuentes de
emisión y remoción de GEI susceptibles de ser analizados para el cálculo.
5.2.2. Establecimiento de límites operacionales
Las emisiones consideradas se clasifican en tres grupos.
Fase 1
Fase 4
Fase 2
Fase 3
22
Emisiones directas: aquellas que se encuentran bajo control de la
organización que se realiza el calculo
Emisiones indirectas: generadas por el consumo de energía (en forma de
electricidad o calor) por parte de la organización
Otras emisiones indirectas: cuantificadas por la organización en base a los
requisitos de programa GEI aplicable, necesidades internar o uso previsto del
inventario
5.2.3. Apropiación del modelo
Se realizó el cálculo, permitiendo la descripción de la cantidad de emisiones de Gases
de Efecto Invernadero (GEI) por medio de un balance de carbono con base en los datos
anteriormente obtenidos en la fase I y II, para esto se utilizará la herramienta COOL FARM
TOOL(CFT). La CFT ha sido desarrollada por Unilever y los investigadores de la
Universidad de Aberdeen, donde se proporcionarán los datos referentes al clima, la
precipitación de lugar, el tipo de cultivo existente y características del suelo en general.
La herramienta identifica los “puntos calientes” y hace fácil para los agricultores probar
escenarios alternativos de manejo, al mismo tiempo que identificar los escenarios que
tienen un impacto positivo en el balance total de emisiones de GEI. A diferencia de otras
calculadoras existentes, la CFT incluye cálculos de secuestro de carbono por el suelo, que
23
es un componente clave de agricultura que tiene ambos beneficios, de mitigación y
adaptación.
5.2.4. Análisis de resultados
Los resultados de la fase III se obtuvieron de las cantidades de emisiones de GEI del
cultivo, dato con el cual se plantearon recomendaciones para el manejo adecuado de los
componentes que aportan y tienen una mayor incidencia en el cultivo, complementándolo
con una matriz que permita trabajar con toda la información de este cultivo para así
examinar los impactos ambientales que se generan, para ser usadas como un plan de uso y
gestión.
Para el balance de nutrientes se plantearon varios métodos adecuados de análisis para la
determinación de un nutriente en plantas; la mayoría incluye destrucción del tejido,
buscando que los nutrientes que están formando compuestos orgánicos se conviertan en
formas minerales solubles para luego determinarlas. Básicamente se emplean dos
metodologías para realizar la extracción de elementos de los compuestos orgánicos:
a) Método de digestión o mineralización por vía húmeda. Se ataca el material con ácido
sulfúrico, o con una mezcla de ácidos nítrico y perclórico. En las muestras digeridas con
ácido sulfúrico se puede realizar la determinación de N total, P total y K total. En las
muestras digeridas con la mezcla de ácidos se pueden determinar S, bases (K, Ca, Mg, Na)
y micronutrientes.
24
b) Método de descomposición por vía seca o cenizas. Este método se utiliza para
analizar bases (K, Mg, Ca, Na) y P. Se lleva la muestra seca y molida a cenizas mediante
altas temperaturas en una mufla y luego se disuelven en ácido clorhídrico. Por medio de
esta metodología no se pueden analizar elementos volátiles (N, S, B).
5.3. Selección de la herramienta de medición de GEI
La evaluación y cuantificación de las emisiones que se generan en el proceso fueron
generadas por Cool Farm Tool®. Esta es una herramienta para calcular los GEI a nivel de
finca, fue desarrollada por Sustainable Food Lab (Laboratorio de Alimentos Sostenibles),
Universidad de Aberdeen, Unilever plc. Aunque esta armonizada con otras calculadoras,
esta herramienta se caracteriza por:
Está enfocada en el agricultor. Haciendo que su manejo sea fácil, de manera
que la información de entrada fácilmente se puede encontrar disponible en la finca.
Reconoce factores específicos del contexto evaluado que influyen en las
emisiones de GEI tales como: variaciones geográficas y climáticas, características
del suelo, prácticas de manejo del cultivo.
El modelo genera información de salida en términos de Toneladas de
dióxido de carbono por hectárea [t CO₂ -e/ha] y kilogramos de dióxido de carbono
por kilogramo de producto [kg CO₂ -e/kg] de esta forma se evalúa el desempeño
del sistema de producción en términos de eficiencia en el uso del suelo y eficiencia
por unidad de producto (Café pergamino seco).
25
Alguna información utiliza modelos empíricos construidos a partir de cientos de
estudios revisados por pares para transformar alguna información recolectada en finca. La
Calculadora tiene siete secciones, cada una en hoja de cálculo dentro de un archivo de
Excel separada, relacionadas a:
Información general (localización, año, producto, área de producción,
clima)
Manejo del cultivo (operaciones agrícolas, protección del cultivo, uso de
fertilizantes, manejo de residuos)
Secuestro (uso y manejo de la tierra, Biomasa aérea)
Ganadería (opciones de alimentación, fermentación entérica, excreciones de
N, manejo de estiércol)
Uso de energía de campo (irrigación, maquinaria agrícola, etc.)
Transformación primaria (fábrica, almacenamiento, etc.)
Transporte (por carretera, ferroviario, aéreo, barco).
5.4. Visitas a la Finca y recolección de información
El trabajo de campo se realizó entre los meses de mayo de 2016 y julio de 2016 (ver
figura 10). Para recolectar la información de la manera más efectiva y precisa se estableció
el siguiente procedimiento:
26
1. Reunión con el propietario y explicación de los objetivos del trabajo: en este
primer contacto también se entregó al productor un listado de requerimientos de
información que se necesitaban para realizar el trabajo.
2. Concertación de fechas y horarios para realizar las visitas a finca y ejecutar
el trabajo de campo.
3. Trabajo de campo: para recoger la información en finca se utilizan las
siguientes estrategias:
Entrevista con personal clave encargado de los diferentes procesos:
asistente técnico, administrador, recolectores.
Recorrido por los lotes para hacer inspección visual y efectuar las
mediciones requeridas. - Revisión de registros e información escrita
disponible.
Aplicación de algunos estándares y medidas definidas con
anterioridad de acuerdo a la realidad en la finca (uso de la guía de apoyo)
27
A)
B)
C)
D)
Figura 10. Proceso implementado para el beneficio del café, A) entrada del café a la
tolva, B) Despulpadora: proceso de despulpado del café, C) tina de lavado, D) zona de
secado. Fuente: Autores
5.5. Recolección de muestra de suelo
Debido a que el Software Cool Farm Tool® exigía unos parámetros del suelo impactado
(el de la finca) se hizo la recolección de la muestra según la metodología implementada por
el Laboratorio Agrosoil Lab, debido que fue allí donde se mandaron a analizar cada uno
de los parámetros (elementos primarios, secundarios, terciarios, CIC y MO). (Ver
metodología de suelo Agrosoil Lab. Anexo 1).
28
6. DESARROLLO EXPERIMENTAL
6.1. Balance general de la producción de café
A continuación, se muestran los diferentes balances según la etapa de producción del
café, desde la preparación del terreno el cual consiste en cuatro partes; labranza, ahoyada,
encalada y siembra (ver figura 11). Para este caso hay que tener en cuenta que el balance
general se hizo con área de estudio de 1 hectárea donde contiene 5000 plantas de café, se
hizo de esta manera debido a que el Software Cool Farm Tool® pide que se haga una
relación directa entre insumos utilizados por hectárea, según sea la producción del cultivo.
Figura 11. Balance general de la preparación del terreno en la finca Cascajal. Se
explica brevemente los materiales utilizados para dicha actividad y cuales son
desechados. Fuente: Autores
El Software además tiene en cuenta los métodos de fertilización que tiene terreno,
identificando su dosificación y concentración. Para los siguientes dos balances (Figura 12
29
y Figura 13) se tuvo en cuenta que el método de abono para el primer y segundo año es
diferente utilizando 3 tipos de fertilizantes diferentes, además se muestran los posibles
impactos ambientales a cada uno de los recursos naturales.
Figura 12. Balance general de la fertilización para el primer año. Fuente: Autores
Figura 13. Balance general de la fertilización para el segundo año. Fuente: Autores
30
En cualquier cultivo el manejo de plagas y enfermedades es necesario, y para el software
es importante saber qué tipo de pesticidas se adicionan y en qué cantidad, por esta razón se
muestra a continuación en la Figura 14 se muestra los tipos de pesticidas que el caficultor
manipula en la finca identificando su posible impacto ambiental.
Figura 14. Balance general del manejo de pesticidas al año Fuente: Autores
Por último, el balance más importante en el cual se realiza el trabajo con mayor
intervención de la producción del café. Se muestra el gasto y cambio que tiene una arroba
de café (12,5 kg) y con esto los residuos generados en cada una de las etapas del beneficio,
en el cual se puede observar la transformación que tiene el café en su recolección hasta la
venta como café pergamino seco (ver figura 15).
31
Figura 15. Balance general del Beneficio del café Castilla. Fuente: Autores
Teniendo en cuenta la Figura 15, el proceso del beneficio del café Castilla se realiza de
la siguiente manera:
Cuando la cosecha llega a su tiempo de maduración del fruto, es momento de hacer la
recolección de cada uno de los granos de café. El operario pasa por cada uno de los surcos,
recolectando detalladamente cada uno de los granos maduros, colocándolos en lonas y
depositándolos en la tolva de la despulpadora (Figura 10A).
Al momento de recolectar la mayor cantidad de grano maduro dependerá de la
efectividad de la cosecha, según la temporada climatológica (Figura 16).
32
Figura 16. Comportamiento de la producción de café durante la cosecha de Marzo-Julio.
Fuente: Autores
Se procede al despulpado del café cereza, el cual pasa por una maquina despulpadora
con una potencia de 1450 KWh, donde pierde el 50% de su peso aproximadamente
convirtiéndose en café en baba. Este luego pasa por un tiempo de fermentación de 10 a 12
horas con el fin que el mucílago sea mucho más fácil de desprender del grano de café.
Pasadas las 12 horas el café se tiene que lavar, el cual, en tinas se llena de agua hasta que
alcanza el nivel del café en baba (véase en la Figura 10C). Este lavado se realiza cuatro
veces, donde se llena con agua limpia y se retira, así en cada uno de los lavados. En este
proceso el café pierde un 35% de peso total de café cereza, además hay que tener en cuenta
que se genera el vertimiento más importante de aguas residuales ya que se vierte una gran
cantidad y con una carga orgánica aproximada de 25 000 mg/L DBO.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Marzo Abril Mayo Junio Julio
Kg
de
cafe
mes
Producción de café (kg)
33
Por último, el café húmedo (llamado así después del proceso de lavado), se extiende en
unas cámaras de secado, parecida a un invernadero, donde el café se deja durante unos días
con el fin que se evapore por completo el agua faltante que queda. El café ya seco se le
llama café pergamino seco y pierde un 20% de peso, este es el que será introducido en
lonas y vendido en las identidades pertinentes.
6.2. Matriz de evaluación de impactos
Los impactos generados por la producción de café en la finca “Cascajal” en el municipio
de Pacho, son evaluados por matrices tanto cualitativas como cuantitativas. Por lo tanto,
se presenta a continuación las matrices según actividades y materias primas y/o recursos
gastados.
Para entender la Matriz de Leopold es necesario tener en cuenta las siguientes
convenciones (ver figura 17).
Figura 17. Convenciones Matriz de Leopold. Fuente: Autores
34
6.3. Matriz cualitativa de impactos ambientales para el cultivo de café Castilla
Tabla 5. Matriz Cualitativa
35
6.4. Matriz de impactos ambientales para el cultivo de café Castilla
Tabla 6. Matriz De Leopold
36
7. Manual de Usuario Cool Farm Tool
Manual de
usuario Cool
Farm Tool
AUTORES:
ANDRÉS CAMILO MORA MALDONADO
SEBASTIÁN MENDOZA RODRÍGUEZ
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
BOGOTÁ, COLOMBIA
MANUAL DE USUARIO COOL FARM TOOL
37
INTROCUCCIÓN.
Cool Fram Tool es una calculadora de gases de efecto invernadero, midiendo este
impacto a nivel local, por medio de cuantificando las emisiones netas de la finca a partir
del proceso que esta ocurre. Esta herramienta comprende dentro de su procesamiento otras
calculadoras esta tiene como característica principal un trato directo con el agricultor,
siendo la gestión aún más personalizada.
sta calculadora entiende todo el enfoque de la terminología IPCC
Esta calculadora toma las estimaciones del agricultor. Esta se compone de las
siguientes fases.
Información general (localización, año, producto, producción, área,
clima)
Manejo del cultivo (operaciones en la finca, protección del cultivo,
fertilizantes usados, residuos generados)
Secuestro (uso de tierra, biomasa terrestre)
Energía usada (irrigación, maquinaria usada)
Proceso primario (Fabrica, almacenamiento)
Transporte (tren, autobús)
Entrada de datos y edición
Para tener acceso a la plataforma, como primera instancia tenemos que realizar el
registro en la página web Coolfarmtool.org/coolfarmtool siguiendo las instrucciones para
continuar
38
• Nombre de usuario para ingresar al sistema (Username)
• Correo electrónico (E-mail)
• Contraseña (Password)
• Repetimos la contraseña (Password)
• Nombres del usuario (first name)
• Apellidos (last name)
• Organización donde se va a utilizar el programa ya sea universitario
o independiente (Organisation)
• Uso que le va a dar al software (User type), dentro de esta selección
está el tipo de implementación que se va hacer. A continuación, se explica el
significado de cada uno de estos
Parte 1. Información general
En esta página le da propiedades básicas del producto o de los cultivos para que se
está evaluando. Explicación
• Llenar el lugar y el año en el menú desplegable, asegurarse que la
información sea congruente. Los diferentes países y diferentes estados tienen
diferentes emisiones medias los niveles por su utilidad suministran electricidad
• Dentro de la plataforma seleccionamos el tipo de cultivo con la que
está interesada. ¿Cuánta tierra está dedicada al crecimiento del cultivo
seleccionado o a la producción agricultura
• ¿cuánto producto fresco se produce en su tierra? (Si sabe que su
rendimiento fresco o media rendimiento fresco, multiplicar esto por el área total
que se utiliza para producir el producto elegido)
• ¿Cuánto producto terminado se produce en esta tierra?
En la página de generalidades del producto (cultivo) se presentan los siguientes
requerimientos en el siguiente orden
1. Tipo de cultivo (Crop type)
2. Año en el cual se realiza la investigación (Year)
3. Nombre del proyecto (Name)
4. Peso del producto al inicio del proceso (Fresh product weight)
5. Peso del producto al final del proceso (Finished product weigth)
Al final encontraremos un cuadro de texto el cual nos permitirá dejar algún tipo de
comentarios adicionales. Terminado los datos damos en SAVE AND CONTINE.
Parte 2. Zona de cultivo
39
El área de cultivo se refiere a la parcela o sección de la tierra donde se cultiva el
producto o cultivo que está evaluando. Si cultivan su producto en múltiples parcelas que
son distintas de las características del suelo, el rendimiento o la gestión, le recomendamos
que haga una evaluación diferente para cada parcela o sección de la tierra. Si estas parcelas
son similares en las características del suelo, el rendimiento o la gestión es posible resumir
las hectáreas / acres y tratarlos como una sola trama.
Especificar las características de la tierra donde se cultiva la planta de cultivo
seleccionada. Las opciones en esta sección afectan a muchas fuentes de emisiones de gases
de efecto invernadero, así como las "emisiones por hectárea" globales resultado.
Datos
• Tamaño del área
• Textura del suelo
• Materia orgánica
• Tipo de suelo
• Drenaje
• pH del suelo
• Tamaño del cultivo
Parte 3. Tratamiento del suelo
40
Estas operaciones incluyen, todos los fertilizantes y pesticidas utilizados, desde la
preparación del terreno hasta la cosecha del cultivo. todos los tratamientos relacionados
con la captura de cultivos necesitan ser incluidos aquí, la cantidad utilizada o el número de
aplicaciones, a la parte de la zona de cultivo que se utiliza por el cultivo está evaluando.
Fertilizantes
¿Qué fertilizantes se utilizan? Tenga en cuenta que si se conoce el tipo de aplicación
específica del nutriente en sí (como N, K, o Ca, etc.), puede seleccionar el producto se
aplica en la columna E y luego seleccione la específica "nutriente" en la columna F. Si sólo
conoce la velocidad de aplicación del producto que se usa (Es decir, el volumen de la
solución que usted compra para su uso), asegúrese de seleccionar "producto"
• Ammonium Bicarbonate - 30% N
• Ammonium nitrate - 35% N
• Ammonium sulphate - 21% N
• Anhydrous ammonia - 82% N
• Calcium ammonium nitrate -27% N
• Calcium nitrate - 15% N
• Compound NK - 19.5% N; 29.5% K
• Compound NPK 15%N 15% K2O 15% P2O5
• Diammonium phosphate - 14% N; 44% P2O5
• Kainit / Magnesium Sulphate - 11% K2O; 5% MgO
• Lime - 52% CaO
• Limestone - 55% CaCO3 / 29%CaO
• Lime, algal - 30% CaO
• Monoammonium phosphate - 11% N; 52% P2O5
• Muriate of potash / Potassium Chloride - 60% K2O
• Phosphate/Rock Phosphate - 25% P2O5
• Potassium sulphate - 50% K2O; 45% SO3
• Super phosphate - 21% P2O5
• Triple super phosphate - 48% P2O5
• Urea - 46.4% N
• Urea ammonium nitrate solution - 32% N
• Compost (zero emissions) - 1% N
41
• Compost (fully aerated production) - 1% N
• Compost (other non-zero emissions) - 1% N
• Cattle Farmyard manure - 0.6% N
• Pig Farmyard manure - 0.7% N
• Sheep Farmyard manure - 0.7% N
• Horse Farmyard Manure - 0.7% N
• Poultry layer manure - 1.9% N
• Broiler/Turkey litter - 3% N
• Cattle Slurry - 0.26% N
Pesticidas
• Cada dosis de cada plaguicida cuenta como una aplicación independiente.
• Introducción de esta información en cuenta la energía necesaria para producir
pesticidas. los
• La herramienta de Granja fresca utiliza un modelo muy simple de las emisiones
del uso de plaguicidas es empleada. Debido a la cantidad de agroquímicos
disposición de los agricultores es más allá del ámbito de aplicación de este
modelo para incorporar unas emisiones detalladas sub-modelo para este
aspecto.
Residuos generados
Residuo se define como la materia de la planta de la producción de cultivos que
no se utiliza como un producto vendible - por ejemplo, paja, tallos, hojarasca, etc.
Ingresar la cantidad neta de materia perdida y generada como residuos solido
42
Parte 4. Energía usada en el campo
La sección Campo de Energía le permite dar cuenta de las emisiones derivadas de
su consumo de energía en las explotaciones agrícolas. Agricultores También utilizar
combustibles líquidos (gasolina o diésel) en los vehículos que utilizan para transportar los
insumos necesarios, tales como fertilizantes, semillas, pesticidas, etc. y productos
terminados a su punto de venta, pero las emisiones del transporte se contabilizan en la
sección de transporte.
Requerimiento energético
Incluir la energía asociada con actividades tales como: el cultivo y el
establecimiento, fertilización / pulverizaciones / riego, cosecha, transporte entradas de
campo / producto cosechado, almacenamiento / secado / refrigeración.
Este ítem se refiere si hay algún tipo de proceso con maquinaria pesada en alguna
etapa del proceso, ya sea por labranza del suelo o recolección automatizada. Además de
mencionar si existe algún tipo de moto bomba o pozo profundo donde se extraiga el agua
para la irrigación del cultivo.
43
1. Energía usada en el proceso. Incluir
la energía asociada con actividades tales
como: el cultivo y el establecimiento. Tipo
de energía que se utiliza (eléctrica) y
cantidades de consumo
si hay algún tipo de proceso con
maquinaria pesada en alguna etapa del
proceso, ya sea por labranza del suelo o
recolección automatizada. Además de
mencionar si existe algún tipo de moto
bomba o pozo profundo donde se extraiga
el agua para la irrigación del cultivo
Parte 5. Administración de la finca
En esta sección indique si ha realizado cambios en la labranza, cultivos de cobertura
o gestión de los insumos orgánicos en los últimos 20 años. No indican fluctuaciones
anuales. Si no ha cambiado sus prácticas de gestión en los últimos 20 años se puede omitir
esta sección. Si la materia orgánica del suelo disminuye, aumentan las emisiones de
carbono y viceversa. Los efectos pueden verse en la sección de resultados 'de carbono
cambios'.
• Se menciona que tupo de uso ha tenido el suelo
• Tiempo de trasferencia del anterior al nuevo uso y porcentaje de intervención
• Mencionar si ha habido cambios en el tipo de recolección u operaciones en la finca
Biomasa anual
44
la biomasa se genera a partir de la captura del CO2 y almacenado en los troncos del
cultivo. Para tener los resultados de la captura de carbono.
• Tipo de planta de estudio
• Tamaño y densidad del cultivo
• Medidas (altura, grosor del tallo)
Recuerde que la palabra biomasa es la
cantidad de materia orgánica aprovechada,
como el compost.
• Tipo de plata que se está cultivando
• Densidad de árboles del último año
• Medidas de ultimo año (crecimiento)
• Medidas del presente año
• Perdidas de platas
En esta sección se tiene que indicar si ha
realizado cambios en la labranza,
cultivos de cobertura o gestión de los
insumos orgánicos en los últimos 20 años
Parte 6. Transporte
Puede incluir más de un tipo de transporte en cada una de las cuatro secciones. Por
ejemplo, es posible que tenga algunos productos que vienen a su granja por vehículos de
carga, algunos que vienen en una luz diésel bienes vehículo, y algunos que vienen por
ferrocarril. Puede entrar en cada una de estas tres opciones por separado. Se indica la
distancia recorrida, punto de recolección, almacenamiento, distribución y venta final.
45
Se refiere a todo el transporte por camión, coche, tractor, tren, avión o barco
requerido en la producción del producto o de los cultivos se están evaluando. Esta sección
se refiere a todas las entradas de transporte a la granja, o productos terminados desde la
granja hasta el punto de venta. Transporte incluye tener materiales entregados o eliminados,
incluso si usted no usa sus propios vehículos para el transporte de productos.
Parte 7. Resultados y graficas
En esta sección se observan en gráficos y números las emisiones totales generadas
en su granja. Indica donde se generan y su procedencia, Esto le puede dar una buena idea
de qué aspectos de su finca se podría hacer cambios a fin de reducir sus emisiones totales.
la sección que acaba siendo la mayor fuente de emisiones podría no ser siempre el
mejor lugar para tratar de hacer mejoras. A veces, los cambios en otras áreas pueden ser
más eficientes. Buscar todos los cambios posibles podría hacer en su explotación para
evaluar el efecto sobre las emisiones totales. también le ayudará ahorrar dinero, o tener un
mejor ángulo de comercialización. Estos pueden ser vale la pena, sobre todo si algunos
46
otros cambios tienen un costo de implementación superior. Haciendo una combinación de
cambios que pueden reducir los gases de efecto invernadero.
El primer cuadro muestra el
resumen técnico del cultivo,
donde muestra el peso inicial y
final (terminado el
procesamiento) y el tamo del
terreno. Muestra en Kg de CO2
por hectárea y el total de
emisiones que produce el cultivo.
47
8. VALIDACIÓN DEL SOFTWARE Y MATRICES
A partir del estudio se concluye que las operaciones realizadas en el beneficio del café
en la finca Cascajal han producido 285.079,34 Kg CO2 Eq al año y un total de 5.701.586,8
durante los últimos 20 años. El total está conformado por un importante aporte de
fertilizantes y vertimientos, las cuales conforman el 81% otro porcentaje al consumo de
combustibles fósiles y energía consumida por la finca de 9%. Este resultado distribuido en
número de hectáreas, indica que el nivel de emisión es de 142.539,7 Kg CO2.
El programa Cool Fram Tool ® permitió cuantificar y evaluar las proporciones y
magnitudes de las emisiones generadas, en cada una de las etapas: el uso de energía,
producción de fertilizante y pesticidas, residuos orgánicos, transporte y aguas residuales.
Por lo anterior, se identificaron los impactos ambientales en la matriz cualitativa. Por medio
de esta y el programa, se logró realizar comparaciones con los datos obtenidos del software,
ya que en los procesos de fertilizantes y pesticidas, residuos orgánicos y aguas residuales
no se tenían claros, debido a que, no era posible cuantificar o saber si había alguna
presencia de las emisiones de carbono a la atmosfera. Por esto, fue de gran ayuda llenar la
matriz de impacto cuantitativa, ya que podíamos tener la magnitud e importancia de cada
uno de los impactos producidos en el proceso de la producción de café.
Para la finca Cascajal la cantidad de emisiones es mayor al almacenamiento, razón por
la cual se presenta un balance final de emisiones de 285.079 kg CO₂ Eq. Tener el balance
por producto producido y por árbol es de gran utilidad para definir estrategias de manejo
(véase la Tabla 7).
48
Tabla 7. Emisiones por etapa en la producción de café Castilla
Etapa CO2 kg N2O
Kg
CH4
Kg
Totales
De CO2
Eq
Por
Hectárea
Por Kg Por
Árbol
Uso De Energía
(Campo)
253,4 - - 25.343 12.671 12.671 0,2
La Producción
De Fertilizante *
13.387,9 - - 13.387,9 6.693.95 6.693.95 1,8
Suelo /
Fertilizantes
- 752,3 - 224.185 112.092,5 112.092,5 19
Metano De
Arroz
- - - 4.356,9 2.178,45 2.178,45 -
Pesticidas 74,91 - - 7.991 3.995,2 3.995,2 0,1
MGMT Residuo
De La Cosecha
- 8,56 84.38 4.658,9 2.329,2 2.329,2 0,5
Fuera De La
Explotación Del
Transporte
434,6 - - 434,6 217,3 217,3 0.6
Aguas
Residuales
18.90 4.725 2362,5 2362,5 0.5
Total 14.150,82 760,86 103.28 285.079,34 114.031,7 114,031.74 22,81
Fuente: Autores
La mayor cantidad de emisiones, el 78 %, provienen del uso de fertilizantes; seguido
por las emisiones inducidas por el uso de energía en la finca de café 8 % y el manejo de los
residuos del cultivo 1.6 % (Tabla 8). Estos hallazgos coinciden con la información
reportada en la tesis de Rikxoort, 2011. El 94 % de las emisiones provienen de 3 prácticas
de manejo: las emisiones inducidas por fertilizantes tanto en su manufactura como en su
uso, el transporte fuera de la finca y el manejo de los residuos de cultivo. Las emisiones
por tonelada de producto cosechado son menores (114.109,2 kg CO₂ / tonelada de CPS),
49
esto es razonable en la medida que los sistemas de producción al sol tecnificados son
altamente productivos.
Tabla 8. Huella de carbono distribuida en las etapas de cultivo de café
Etapas del proceso Emisiones Kg CO2 Eq
Totales por área Porcentaje
Uso de energía (campo) 25.343 8,9%
producción de fertilizante 13.387,9 4,7%
Suelo / fertilizantes 224.184,99 78,6%
metano 4.353,92 1,5%
Los pesticidas 7.991 2,8%
MGMT residuo de la
cosecha
4.658,95 1,6%
Fuera de la explotación del
transporte
434,56 0,2%
Aguas residuales 4.725 1,7%
Total 285.079,34 100%
Fuente: Autores
Según la tabla 7 hay una producción de 13.387,9 Kg de CO2 Eq. dada por el manejo de
las plantaciones, la principal actividad de emisión de GEI es la fertilización nitrogenada,
por lo cual se deben buscar opciones que reduzcan la aplicación de abono orgánicos e
inorgánicos que suministren tal nutriente.
50
9. CONCLUSIONES.
El balance de carbono y nutrientes del cultivo del café, logro identificar que las
utilizaciones de fertilizantes nitrogenados son consideradas un factor determinante que
influye en las liberaciones de óxido nitroso (N2O) a la atmósfera, el cual es un gas de efecto
invernadero, más contaminante.
El programa Cool Fram Tool ®, está estructurado de tal manera que guía al usuario
por una serie de procesos, móviles. Esto facilita su uso, adaptándose al cultivo con todas
sus características físico químicas únicas de la zona. Permitiendo cuantificar las
emisiones instantáneamente logrando realizar un análisis diferencial por etapa. El
Balance de carbono del cafetal manifestó la masificación en las diferentes fincas de la
zona (puntos críticos), el software tendrá valores comparativos según las diferentes
metodologías y se podrán realizar recomendaciones de manejo para disminuir las
emisiones. Además de que los fertilizantes sean en este caso la mayor fuente de emisión.
no hay que dejar de lado la contaminación generada por los vertimientos del café, pero
debido a su alto contenido de DBO y su bajo pH las emisiones son bajas 1.7% pero el
impacto ambiental en el recurso hídrico es alto.
Por medio de las matrices cualitativa y cuantitativa, se determina de forma detallada
los impactos generados en cada una de las etapas de la producción del café, se detectaron
fallas en la aplicación, debido a que esta se realiza manual sin ninguna medida, además
51
de no tener los recipientes óptimos para realizar la disolución de los químicos hay una
constante contaminación del equipo implementado.
La erosión y la acides en el suelo pueden corregirse y mitigarse mediante la
fertilización con base al análisis químico del suelo, el encalado y aprovechando el
compost de la cereza. Con ayuda del manual agroindustrial el caficultor podrá determinar
la huella de carbono en cada uno de los procesos, mejorando el desempeño ambiental de
la finca, comparado metodologías de fertilización, comercialización y aprovechamiento,
disminuyendo el impacto ambiental.
La medición de la biomasa de los cafetales es necesario para determinar la captación o
fijación de CO2, debido a que este es un sumidero de carbono retenida en la vegetación
leñosa, debido a que en la finca hay cortes de la planta cada 5 años el material leñoso es
almacenado y es utilizado en determinadas ocasiones de la caldera, devolviendo y
aumentando las emisiones de CO2 por tal motivo, la biomasa en este estudio fue un valor
agregado en el balance.
Gracias a los balances generados en cada uno de los procesos de producción del café,
desde la siembra hasta recolectar y limpiar el grano. Se logran identificar de manera
detallada cada uno de los impactos generados, de forma que se puede estudiar y analizar
en conjunto, junto a la matriz de impactos y el software, el origen de cada contaminante
hasta su liberación el medio natural. Esto es de gran importancia porque podemos llegar a
52
dar soluciones o hacer más eficiente el sistema de producción, haciéndolo sostenible y
sustentable al medio ambiente.
Es importante informar a la comunidad cafetera, la importante del cuidado del medio
ambiente y explicarles de manera detallada como su actividad económica puede llegar
hacer producente para este, buscando de manera en conjunta con la federación de
cafeteros, la comunidad cafetera e ingenieros ambientales, soluciones eficientes sin
afectar la producción de café y los recursos naturales.
53
10. RECOMENDACIONES
Teniendo en cuenta que el mayor impacto medio ambiental es generado por la
nitrificación del nitrógeno proveniente de los fertilizantes debido a que es el
causante del 78.6% del total de las emisiones de CO2, por esta razón es conveniente
comprar fertilizantes con inhibidores de nitrificación
Por medio de los sumideros de carbono, las emisiones de carbono serán reducidas
por la captación de CO2 almacenándolo en su biomasa. Por eso es importante que
el caficultor tenga un cultivo de cobertura.
Es necesario hacer un tratamiento de las aguas residuales de la finca en el beneficio
del café debido a que la CAR le dio un plazo máximo de un año para el manejo de
los vertimientos debido a su composición química.
La instalación de agua en la finca sería de gran utilidad para llevar un completo
control del consumo en el beneficio del café
Se le aconseja al agricultor asesorarse con un técnico capacitado para diseñar un
plan de dosificación adecuado y no sobresaturar el suelo
54
11. Referencias
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57
Anexos
Anexo 1. Metodóloga para suelos AgroSoil Lab. EPOCA PARA TOMAR LAS MUESTRAS
Las muestras deben tomarse preferiblemente 2 meses antes de la siembra. Esto dará tiempo
para comprar los fertilizantes y hacer las aplicaciones de cal oportunamente. El mejor
momento es cuando el suelo tiene un grado de humedad apropiado para las labores
agrícolas.
DIVISIÓN DEL TERRENO
Antes de tomar su muestra divida el terreno en áreas, de acuerdo con la apariencia física
del suelo. Se muestrean por separado áreas oscuras o coloreadas, suelos arenosos y suelos
arcillosos, áreas de topografías diferentes. También, lotes que tienen cosechas diferentes o
se han encalado o fertilizado diferente.
Cada muestra se debe componer de al menos 10 submuestras, tomadas recorriendo el
campo de acuerdo con alguno de los siguientes sistemas:
CANTIDAD DE MUESTRA
La muestra de suelo final debe pesar aproximadamente media libra, y puede representar
hasta 10 Ha de un terreno con características más o menos uniformes.
Método de muestreo
Con ayuda de pala o machete retire la vegetación superficial. Si el suelo se encuentra
limpio, raspe un poco la superficie (aproximadamente 1 cm), con el fin de eliminar
contaminantes artificiales.
Cave un hueco en forma de “v” del ancho de la pala, a la profundidad que se indica según
el tipo de cultivo:
Especies herbáceas o arbustivas: 0 a 20 cm
Pastos 0 a 10 cm
Alfalfa: 30 cm
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Frutales o especies arbóreas,
floricultura y algodón
20 a 40 cm
Fuente: Agrosoil Lab
(2007)
Corte en la pared del hueco, una tajada de suelo de
2 a 3 cm de grueso. Corte con el cuchillo o tome
una faja de 3 cm de ancho del centro (descartar
bordes) y deposite en el balde.
Fuente: Agrosoil Lab (2007)
Repita la operación en 8 a 10 (o 15 a 20)
sitios del área seleccionada, según el tamaño
del lote.
Fuente: Agrosoil Lab (2007)
Junte el suelo de las submuestras y desmenuzando
los terrones con la mano y mezcle bien el suelo.
Obtenga un peso final de aprox. 250g por cuarteo
de la muestra.
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Anexo 2. Resultados análisis de resultados agrosoillab
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3. Anexo Ficha técnica fertilizantes
