Ingeniera Agroindustrial

Agricultura ecolgica, una alternativa para ColombiaLuis HernndezI.A., M.Sc. Docente Hora Ctedra, Facultad de Ingeniera Agroindustrial, Universidad de San Buenaventura Cali

AbstractTechnology arrived for agriculture during the last century with the Green Revolution as the solution for hunger in the world. Astounding increases in production were achieved as a result of the usage of non-renewable hydrocarbon-based energy sources and agricultural chemicals, intensive mechanization, and genetic engineering.However, the problem of hunger has not been solved, as it is a question of politics and distribution. Additionally, biological balances, which prevented plague outbreak, have been upset. There is no longer life in the soil, which has become fragile and susceptible to erosion. Sustainable ecological agriculture poses an alternative with a vision of a balanced system based on the natural fertility of the soil, natural inputs and biological control. Humans need to play a key role, and nature must become a sustainable source of resources. It is apparent that the vocation for our soils lies in forest farming and grazing.

ResumenEl siglo pasado, la tecnologa lleg a la agricultura con la revolucin verde como la solucin al hambre. Con el uso de la energa no renovable de hidrocarburos y agroqumicos, mecanizacin intensiva e ingeniera gentica, se obtuvieron aumentos sorprendentes de produccin. Sin embargo, el hambre no se resolvi, pues adems de ser un asunto poltico y de mala distribucin, tambin ha contado con el rompimiento del equilibrio biolgico, que evitaba la explosin de pestes, y se acab con la vida en el suelo, volvindolo frgil y erosionable. Ante este panorama, la agricultura ecolgica sostenible surge como una alternativa viable para minimizar el impacto causado, basada en la fertilidad natural del suelo, los insumos naturales y el control biolgico. El hombre debe ser actor principal y la naturaleza la fuente sostenible de recursos. Se puede deducir que en el enfoque agroforestal y silvopastoril est la vocacin de nuestros suelos.

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IntroduccinColombia, por estar situada en el propio corazn de la zona ecuatorial, es sinnimo de exuberancia vegetal y animal, propiciada por la alta radiacin solar y la abundancia de lluvias, distribuidas a lo largo del ao. Estos factores implican una gran actividad fotosinttica generadora de biomasa y nos da la primera indicacin del tipo de agricultura que deberamos tener, la cual apunta a una vocacin agroforestal de nuestras tierras. Esta diversidad y abundancia de flora y fauna y la temperatura constante durante todo el ao, nos diferencia de las zonas templadas del planeta, donde debido a la accin de las estaciones fras, se minimiza el ritmo de las actividades biolgicas. La fertilidad natural de los suelos tropicales se basa en el reciclaje de nutrientes, llevado a cabo por los microorganismos que procesan los minerales y otras sustancias, los entregan a las plantas y estas lo devuelven al suelo en forma de residuos orgnicos. En zonas templadas, toda esta actividad microbial se desacelera durante el invierno y la fertilidad del suelo se da ms que todo por acumulacin de nutrientes, debiendo ser volteados, para colocar los nutrientes cerca al sistema radical de las plantas. A pesar de esta gran diferencia de condiciones de clima, fertilidad, biodiversidad y suelos, nuestra agricultura comercial se ha desarrollado con base en modelos importados de pases industrializados, los cuales tienen visiones individuales y fraccionadas de los componentes de la actividad agrcola y no la ven como un sistema. Esta visin errada impide que en nuestro pas prospere una agricultura sostenible, y se d ms bien una agricultura

degrada los recursos naturales. Este modelo ha llevado a que en nuestras mejores tierras agrcolas, los suelos se volteen y sobretrabajen, acabando con los microorganismos recicladores de nutrientes, propiciadores, adems, del equilibrio poblacional que nos asegura nutricin y sanidad vegetal. Por un lado, la mecanizacin excesiva del suelo le hace perder propiedades fsicas para retencin de humedad y circulacin de aire y agua, adems de los problemas de erosin por vientos, golpe de lluvia y escorrenta. La revolucin verde promulga una agricultura con base en gran cantidad de qumicos txicos, fertilizantes de sntesis, semillas hbridas importadas, equipos, etc., lo cual crea una gran dependencia hacia las multinacionales y sus productos. Muchos agricultores se ha empobrecido, pues un alto porcentaje de sus ingresos los dedican a comprar esta clase de insumos y an as no se tiene poder adquisitivo para comprar todos los componentes del paquete tecnolgico. Al emplear la agricultura facilista de los qumicos, se han abandonado y reemplazado gran cantidad de tcnicas y herramientas agrcolas tradicionales efectivas, transmitidas de generacin en generacin.

Agrosistemas olombianosEn Colombia hay variedad de agrosistemas; domina el modelo importado de la agricultura industrial de monocultivo, el cual requiere gran cantidad de energa proveniente de hidrocarburos, intenso en agroqumicos y mecanizacin, manejo intensivo del suelo, incluido su volteo y gran dependencia gentica, repre-

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de extraccin y de altos insumos, que agota y

sentada en semillas hbridas exclusivas, patentadas por las multinacionales. Existe tambin el monocultivo de minifundio, con menos uso de maquinaria pero gran cantidad de insumos qumicos y mano de obra, como se ve en Boyac, Cauca y Nario en cultivos de maz y papa, o en cultivos de hortalizas en el Valle del Cauca, Huila, la Sabana de Bogot, etc. En segundo lugar, en extensiones pequeas de 1 a 5 hectreas tenemos la agricultura tradicional de huerto mixto, que practican los pequeos productores rurales, con baja cantidad de insumos y mediana intensidad en mano de obra; es un sistema que presenta un gran equilibrio y biodiversidad, con semillas autctonas, cuidadosa del medio ambiente y con uso eficiente y sostenible de los recursos naturales. Tenemos tambin agroforestera con cultivos extensivos de palma africana (Elaeis guineensis L.), cauchos de especies (Hebea y Castilla) y frutales como ctricos, mango (Mangifera indica), etc. En este rengln, merece mencin aparte la caficultura tradicional bajo sombro, algunas veces intercaladas con musceas como pltano y banano o con algunos frutales. Esta agricultura respeta la naturaleza y el medio ambiente, manteniendo en equilibrio microorganismos, artrpodos, etc. Requiere bajos insumos y es muy eficiente en mantener el ciclo del recurso hdrico, con uso razonable del agua. Tenemos algo de agricultura bajo ambiente controlado, llmese invernadero, bajo cubierta plstica, etc. Est dedicada al cultivo de productos de alto valor comercial, especialmente para exportacin, como son las flores y algunas hortalizas, en Cundinamarca y Antioquia; en el Valle del Cauca, en los ltimos aos, se ha incrementado el cultivo de tomate y pimentn bajo cubierta plstica, tanto en la parte plana

como en ladera, aunque an no es un rea considerable respecto del total sembrada. Esta agricultura es intensiva en agroqumicos, mano de obra y rotacin de capital. En menor grado tenemos la agricultura de recoleccin y la migratoria, que practican algunas tribus indgenas y colonos que expanden la frontera agrcola en busca de subsistencia.

Agricultura actualLa agricultura actual la podramos llamar de los qumicos y con alto requerimiento de insumos, dependiente de hbridos y variedades manipuladas mediante ingeniera gentica y abundante consumo de energa no renovable. Hace uso intensivo del suelo, del agua y mecanizacin. Es una agricultura que trajo bienestar, alimento y altas producciones, pero cre grandes desequilibrios fsicos y biolgicos de difcil manejo, requiriendo cada da un incremento en insumos externos y que han ido en detrimento del medio ambiente y los recursos naturales, afectando, adems, la salud humana y animal.

Alternativa ecolgicaLa propuesta o ms bien la respuesta a los modelos agrcolas importados y sus componentes inadecuados para el trpico, es un sistema de produccin agropecuaria ecolgico y sostenible, que d alimento y bienestar al hombre, con base en equilibrios biofsicos y conservacin del medio ambiente y los recursos naturales.

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Se fundamenta en un conocimiento profundo de los agro-ecosistemas y el medio ambiente, manejo con visin de sistema y donde la fertilidad natural del suelo y los equilibrios poblacionales generen sostenibilidad. Es una propuesta con utilizacin de semillas propias, rsticas, adaptadas a las regiones, con insumos locales, generados en o cerca a la unidad productiva y con manejo racional y eficiente del recurso hdrico.Componentes de la agricultura ecolgica

txicos y residuales. Evitar las prdidas de suelo por erosin y conservar el recurso hdrico mantenindolo limpio y abundante.Componente agronmico

Aqu se incluyen una serie de prcticas e insumos necesarios para una produccin limpia. Hay que tener en cuenta que todos interactan entre s y con el medio, para poder tener un verdadero sistema, lo mas equilibrado posible. Microorganismos e insectos: Son el nuevo componente benfico de los agroecosistemas. Ya se entiende que no todos son dainos y que exterminarlos no es solucin a los problemas que puedan causar al cultivo; se debe tratar de tener poblaciones de dainos y benficos en equilibrio para evitar el dao econmico y lograr sanidad y produccin. Siempre han existido, pero nos falta conocer mucho de ellos, de sus interacciones y su relacin con las plantas, para aprender a convivir con su inevitable presencia. Juegan un papel importantsimo en el reciclaje de nutrientes que entran y salen del suelo. Son muy conocidas sus relaciones simbiticas, la fijacin de nitrgeno por bacterias como rhizobium y los hongos micorrizas que ayudan a extraer nutrientes del suelo, especialmente el fsforo, y entregarlo a las plantas. Su implementacin y produccin es factible hacerla directamente en la finca. Suelos y aguas: Como se dijo arriba, la fertilidad natural del suelo es la base de la agricultura sostenible. Debemos, pues, conocer y entender nuestro suelo como un ente vivo, capaz de mantener humedad y reciclar nutrientes mediante la interaccin microorganismos-planta. La cobertura sobre el suelo evita que se pierda y que el impacto

Teniendo en cuenta que se debe mirar la agricultura como un sistema, debemos conocer sus componentes y las herramientas para su manejo sostenible, los cuales podemos clasificar en tres grupos: el humano, el ambiental, el agronmico.Componente humano

Es la base de la agricultura ecolgica, pues en ltimas la actividad agrcola busca el bienestar y desarrollo del ser humano, representado en mejor calidad de vida, alimentacin sana y un medio ambiente amable. Primero hay que crear conciencia ambiental y luego dar conocimiento de las leyes y prcticas que nos llevan a una agricultura sostenible. Promover la participacin comunitaria en la planeacin y ejecucin de las explotaciones, combinando saberes, para crear una verdadera cultura agrcola permanente en el tiempo.Componente ambiental

Esencial cuando se busca la sostenibilidad y el bienestar humano. Todas las prcticas agronmicas deben ser lo ms amigables posible con el medio ambiente. Debemos cuidar los recursos naturales, especialmente los no renovables. Si se llega a usar agroqumicos, debe ser slo en casos extremos y en canti-

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dades mnimas, seleccionando los menos

de las gotas de lluvias lo erosionen y daen su estructura. Las buenas prcticas, como manejo de arvenses y residuos orgnicos, acolchados, labranza mnima, rotacin de cultivos y policultivos, lo hacen productivo y sostenible. Todo lo anterior nos ayuda, adems, a conservar nuestro recurso hdrico, con aguas limpias, descontaminadas y abundantes para ser usadas racional y eficientemente. Nutricin: Partiendo del fenmeno de la trofobiosis, que dice que una planta creciendo en suelos con contenido balanceado y suficiente de nutrientes, presenta mayor sanidad y produccin, se puede concluir que una ptima nutricin, proveniente de un suelo vivo y frtil, manejado de manera sostenible, induce en las plantas defensas bioqumicas con sustancias que inhiben o repelen las pestes y generan defensas fsicas como engrosamiento de la epidermis y lignina abundante y gruesa que impiden la entrada de plagas y enfermedades. Estas defensas pueden ser parte gentica de la planta o inducidas. Son importantes en la nutricin las relaciones simbiticas microorganismo-planta, mencionadas anteriormente, y el uso de abonos y enmiendas naturales, ya sea minerales u orgnicas, que perpetan la vida en el suelo, manteniendo su fertilidad, propiedades fsicas y humedad. Gentica: Es otro componente relativamente nuevo de la agricultura moderna. Las empresas multinacionales, dueas de los genes, nos hacen dependientes de sus productos patentados, a precios tan elevados que el agricultor no puede pagar. Tenemos localmente semillas adaptadas al medio, con gran diversidad gentica,

que deben ser la base de nuestra agricultura, ya que nuestros campesinos las han seleccionado y mejorado durante generaciones por sus buenas caractersticas como alta produccin, valor alimenticio y resistencia gentica natural coevolutiva a plagas y enfermedades. Disponemos de especies promisorias y multipropsito como la cidra papa (Sechium edule), la quinua (Chenopodium quinoa), el amarantus (Amarantus sp.), el achiote (Bixa orellana) y el chachafruto (Eritrina edulis), entre otras, adaptadas a nuestro medio y que nos ofrecen una diversidad de productos y caractersticas valiosas. Plagas y enfermedades: Para el manejo de enfermedades causadas por bacterias, hongos y virus, tenemos como herramientas el fenmeno de la trofobiosis y la caracterstica antagnica de muchos microorganismos, los cuales actan por competencia efectiva, segregacin de antibiticos (quitinasa y gluconasa), predacin y parasitismo. La resistencia gentica juega papel importante, lo mismo que la resistencia inducida mediante cepas menos virulentas. En el control de plagas, especialmente artrpodos y nemtodos, se ha avanzado muchsimo, redescubriendo muchas prcticas que se estaban perdiendo con la revolucin verde. Es importante entender que el insecto solo no es problema, sino la explosin exagerada de su poblacin, que causa dao econmico. Debemos crear un ambiente favorable para que haya equilibrio biolgico, proporcionando comida y hbitat suficiente para dainos y benficos, evitando as el ataque al cultivo. Esto se logra fomentando la biodiversidad y manejando adecuada-

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mente las arvenses. Otra prctica es romper la comunicacin insecto-planta-insecto mediante feromonas, los efectos alelopticos de las plantas, distancias de siembra, coberturas, etc. Hay otras herramientas para el manejo de plagas y enfermedades como son los insumos minerales y biolgicos naturales, extractos de plantas como limn swinglia (Swinglia glutinosa), la ruda (Ruta graveolens), el tabaco (Nicotina tabacum), el ajo (Allium sativum) y el aj (Capsicum spp.), entre otras, y polvos de rocas con contenidos de azufre, calcio y cobre, muy efectivos como preventivos de enfermedades y controladores de algunos artrpodos. Son de gran ayuda la rotacin de cultivos, la labranza mnima, el policultivo y el manejo de residuos orgnicos. Control biolgico: Mencin especial merece este tema por lo mucho que se ha investigado ltimamente y el uso efectivo y exitoso de muchos productos e insectos benficos para el control de plagas. Se cuenta bsicamente con tres mtodos de control biolgico: los parasitoides, los predadores y los entomopatgenos. En el Valle del Cauca se viene usando desde hace ms de 20 aos, en forma exitosa, parasitoides hymenpteros o avispas como la Trichogramma spp., en el control de huevos de lepidpteros que atacan la mayora de los cultivos comerciales y algunos dpteros como la moscas Tachinidae sp. En el campo de los predadores tenemos colepteros o cucarrones como los coccinlidos, hempteros o chinches como el Podisius sp., dpteros o moscas, himenpteras como la

Crysopas sp., grandes consumidoras de larvas y huevos de plagas, especialmente fidos. Los entomopatgenos conforman otra gran herramienta usada exitosamente, como ejemplo tenemos los hongos (Beauveria bassiana) en la broca del caf, el Paecelomyces sp., para control de nemtodos, Verticillium sp. y Metarhizium sp. para picudos. La bacteria Bacillus thuringensis se viene usando por ms de 50 aos y es muy efectiva en el control de larvas de lepidpteros. Hay tambin virus benficos como el Baculovirosis anticarsia para control en yuca y soya y nemtodos benficos como el Neoplectana.Implementacin de la agricultura ecolgica

La asimilacin de esta agricultura debe hacerse en forma planificada y calmada. Primero, hay que crear conciencia de sus beneficios y del cuidado que debemos tener con el medio ambiente y los recursos naturales; luego se debe difundir su filosofa y transferir el conocimiento y transferir las herramientas necesarias. Pensar con visin de sistema, dndole manejo empresarial, as sea en forma elemental, a la unidad productiva. Debe ser un proceso gradual y participativo, con intercambio de saberes, en el cual se brinde una asistencia tcnica integral, con apoyo estatal e institucional a los agricultores.

ConclusionesLuego de los resultados nefastos de la agricultura de la revolucin verde, debemos pensar en un sistema de produccin agropecuaria ecolgico y sostenible, que produzca alimen-

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avispa (Polistes sp.) y neurpteros como las

tos y bienestar al hombre, con base en equilibrios biofsicos y conservacin del medio ambiente. Debemos implementar en el trpico colombiano, de acuerdo con las condiciones y necesidades locales, sistemas agroforestales y agrosilvopastoriles que incluyen rboles leosos, cultivos y animales, los policultivos y las rotaciones, la agricultura de sol y malezas y la agricultura orgnica o agricultura sin qumicos, basada en la fertilidad natural del suelo y el cuidado del medio ambiente. Tenemos herramientas en los insumos naturales, el control biolgico con predadores, parasitoides, entomopatgenos y microorganismos antagnicos, los abonos orgnicos y minerales, el manejo de arvenses y coberturas, la labranza mnima y la siembra directa.

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Ingeniera Agroindustrial

Fundamentos en fluidos supercrticos y algunas de sus aplicacionesJorge A. DurnQumico, especializado en Anlisis Instrumental. Docente, Facultad de Ingeniera Agroindustrial, Universidad de San Buenaventura Cali

AbstractRecent progresses achieved in testing techniques and efficient and economical engineering processes, as a result of research on fluids subjected to special pressure and temperature conditions, has encouraged this summarized review of the most significant properties and uses of supercritical fluids (SCF). A supercritical fluid is defined as any substance that is taken to pressure and temperature operating conditions above its critical point by using mechanical operations. The characteristics of a supercritical fluid include a high dissolving capacity along with a tremendous ability to penetrate solids, allowing it to separate completely from the ex-

ResumenLos avances recientes en tcnicas de anlisis y procesos eficientes y econmicos de ingeniera, como consecuencia de las investigaciones en fluidos, sometidos a unas condiciones especiales de temperatura y presin, motivan la presentacin sinttica de las propiedades y usos ms sobresalientes de los fluidos supercrticos (FSC). Entendindose como tal una sustancia llevada, mediante operaciones mecnicas, a unas condiciones operativas de presin y temperatura por encima de su punto crtico. Como caractersticas de un fluido supercrtico se encuentran su gran poder disolvente junto con una enorme capacidad de penetracin en slidos, y su poder para separarse totalmente, de forma sencilla, de los extractos.

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tracts, easily.

Propiedades de los fluidos supercrticosLa generacin de un fluido supercrtico se logra cuando una sustancia se calienta a una temperatura mayor de su temperatura crtica; despus de alcanzar esta temperatura, la sustancia no regresa a su estado lquido por la aplicacin de presin. El dixido de carbono se transforma en un fluido supercrtico a temperaturas que superan los 31C y sus propiedades son diferentes de las que presenta en estado gaseoso o de las que presenta en estado lquido. Algunos procesos industriales se basan en la gran solubilidad de las especies orgnicas en dixido de carbono supercrtico. Se pueden resaltar, por ejemplo, la extraccin de la cafena y la nicotina. La experiencia muestra que un fluido supercrtico tiene una densidad 200 400 veces mayor que la correspondiente a su estado gaseoso y casi tan denso como en su estado lquido (Tabla 1). Como consecuencia de la alta densidad de los fluidos supercrticos (0.2 a 0.5 g/cm3) se tiene: Su alta capacidad para disolver molculas grandes, no voltiles. Las eficacias alcanzadas en las separaciones han de ser apreciablemente mayores, puesto que sus propiedades de transporte son mejores.

Pueden separarse totalmente de forma sencilla de los productos, simplemente modificando la presin o la temperatura, hasta el extremo, si es necesario, de que el FSC pase a estado gaseoso. A continuacin, se presentan de forma resumida las principales caractersticas y ventajas de la extraccin con fluidos supercrticos (EFS). En el caso de la aplicacin en cromatografa, las temperaturas crticas para los fluidos utilizados presentan un rango bastante amplio (30 C hasta mayor de 200 C). Temperaturas crticas menores de 30 C dan lugar a ciertas desventajas.

Fundamentos de la extraccin supercrticaAnte la necesidad de reducir los costes energticos en los procesos de separacin, sobre todo despus de la crisis energtica de los aos setenta y posteriores, se ha llevado a cabo un gran esfuerzo de investigacin para el desarrollo de nuevos procesos que minimicen estos costes, teniendo en cuenta, tambin, otras necesidades actuales, como son la preservacin del medio ambiente y el uso de

Tabla 1 Propiedades de algunos fluidos supercrticos Densidad en punto crtico g/mL Densidad a 400 atm, g/mL

Fluido

Temperatura crtica, C

Presin crtica, atm

CO2 N2O NH3 n-Butano

31.3 36.5 132.5 152.0

72.9 71.7 112.5 37.5

0.47 0.45 0.24 0.23

0.96 0.94 0.40 0.50

Fuente: M: L. Lee y K. E. Markides, Science, 1987, 235, 1345.

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nuevos disolventes, ms eficaces y fcilmente recuperables. Como consecuencia de esta labor investigativa, se ha desarrollado la tcnica denominada extraccin con fluidos supercrticos o simplemente extraccin supercrtica (EFS), basada en el uso, como agente separador, de un fluido supercrtico (FSC), que como ya se dijo es una sustancia llevada a unas condiciones operativas de presin y temperatura por encima de su punto crtico. Debido a las especiales propiedades de los fluidos en estas condiciones (densidad, viscosidad, difusividad), presentan grandes ventajas frente a los disolventes lquidos, debido a que: Se pueden usar a temperaturas moderadas, lo cual permite la recuperacin de productos naturales, generalmente termolbiles. Su gran poder disolvente junto con una enorme capacidad de penetracin en los slidos, lo que permite el agotamiento rpido y prcticamente total de los slidos extrables. Amplio margen de utilizacin de cada disolvente en particular, ya que variando las condiciones de operacin (presin y temperatura) se puede modificar su selectividad y capacidad. Este hecho permite, adems, que se pueda realizar el fraccionamiento de solutos mltiples durante la separacin solutos-FSC. Amplios mrgenes de polaridad y tamao molecular de los disolventes, por lo que el campo de disolventes utilizables en la extraccin supercrtica es mucho mayor que en la extraccin con disolventes lquidos. Los ms utilizados como fluidos supercrticos

ms asequibles, como el propano o el dixido de carbono, sobre todo este ltimo, por ser abundante, barato, no txico, no corrosivo y no inflamable. La extraccin supercrtica est apoyando a multitud de sectores de la industria qumica. A continuacin se presenta un resumen de los distintos campos de aplicacin: Obtencin de productos naturales y alimenticios. Extraccin de la cafena y la tena. Extraccin de lpulos. Extraccin de aromas, sabores, perfumes y especias. Eliminacin de la nicotina del tabaco. Extraccin de aceites vegetales y grasas de semillas. Eliminacin del aceite de patatas fritas y otros alimentos. Extraccin de drogas de plantas. Extraccin de celulosa. Extraccin de glucosa. Separacin de hidrocarburos pesados. Desasfaltado de las fracciones pesadas del petrleo. Separacin de aceites de baja presin de vapor. Licuefaccin del carbn. Recuperacin y purificacin de lubricantes. Eliminacin de cenizas. Regeneracin Carbn activo. Adsorbentes. Filtros. Catalizadores.

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son los que presentan propiedades crticas

Separacin y purificacin de productos qumicos. Productos orgnicos oxigenados de sus soluciones acuosas. Separacin de hidrocarburos aromticos y parafnicos. Separacin de ismeros aromticos. Agua potable a partir de agua de mar. Reacciones qumicas. Oxidacin de corrientes acuosas que contienen residuos orgnicos. Procesos con polmeros Extraccin de disolventes, monmeros y oligmeros en procesos de polimerizacin, poli condensacin y obtencin de macromolculas. Cromatografa de fluidos supercrticos. A todas estas aplicaciones de los fluidos supercrticos , ha de aadirse su utilizacin en otros procesos no extractivos, como son la depuracin de vertidos txicos y peligrosos, la nucleacin, la infiltracin de materiales en slidos microporosos, la recristalizacin en FSC o la infusin en polmeros no porosos. De todas formas, la utilizacin de los FSC podra ser mucho ms amplia de lo que es actualmente. La razn de que no sea as se debe a que el desarrollo de procesos con FSC conlleva una serie de problemas por resolver que se centran en los siguientes puntos: Al igual que en la extraccin convencional con disolventes lquidos, es necesario disponer de datos de equilibrio para saber cmo se distribuye el componente de inters en las distintas fases y determinar la composicin del producto extrado partiendo de la mezcla inicial. Este es el mayor problema de la EFS, ya que apenas se dispone de datos de equilibrio de fases para

trazar la curva binodal y las correspondientes rectas de reparto y poder realizar los clculos imprescindibles. Los diferentes modelos termodinmicos desarrollados hasta el momento no son adecuados para predecir el comportamiento de fases con FSC, ya que cerca del punto crtico los sistemas pueden ser muy complejos, dadas las diferencias radicales de los componentes qumicos, que pueden ser en el tamao molecular, en la estructura, en la polaridad, etc., amn de los pocos datos disponibles. Por ltimo, se suman tambin otros aspectos que hacen que la industria muestre cierta reserva a la hora de desarrollar nuevos procesos con FSC, utilizados como disolventes o como medio de reaccin. Estos aspectos van desde el riesgo que supone la implantacin de una nueva tecnologa, hasta los considerables costes de investigacin requeridos para trabajar a alta presin. Por todo ello, siendo el campo de los FSC un rea de inters prioritario para numerosos investigadores, tanto en lo que se refiere a la determinacin de datos de equilibrio de fases a alta presin, as como al desarrollo de nuevos modelos termodinmicos adecuados en esas condiciones, es necesario superar estos inconvenientes a travs de estudios de factibilidad tcnica y viabilidad econmica de procesos que utilicen FSC. Prueba de ello es la publicacin reciente de extensas monografas y artculos de revisin bibliogrfica, as como los numerosos congresos celebrados en la ltima dcada, dedicados exclusivamente al estudio de las propiedades fsico-qumicas, termodinmicas y de transporte de los FSC, y a sus posibles aplicaciones industriales.

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Equilibrio de fases con fluidos supercrticosLa primera de las lneas en la que se empez a desarrollar la investigacin tiene como objetivo el estudio del equilibrio de fases con FSC. Las actividades realizadas en esta lnea se centran en: 1. El diseo y construccin de sistemas para la determinacin de los equilibrios de fases a alta presin. 2. El estudio del equilibrio de fases de sistemas ternarios. 3. El desarrollo de modelos termodinmicos para el equilibrio de fases con FSC. En relacin con el primer punto, hasta el momento se han diseado, construido y optimizado una instalacin esttica, a escala de laboratorio, para la determinacin de datos de equilibrio de fases de sistemas ternarios en los que uno de los componentes se encuentra en condiciones supercrticas. A su vez, se ha trabajado en Italia con una instalacin dinmica, para la determinacin de magnitudes de inters en ingeniera de los procesos de extraccin (selectividad del disolvente y contenido del componente a extraer en el mismo). Respecto al segundo apartado, hasta ahora se han determinado los datos de equilibrio de fases de dos sistemas ternarios: cido actico-agua-dixido de carbono y etanol-aguadixido de carbono, para distintas condiciones de operacin: 100 y 200 bar, 40 y 60C. Para ello se ha utilizado la instalacin esttica. Finalmente, en relacin con el tercer punto, se ha desarrollado un modelo terico basado en una ecuacin de estado para mezclas multicomponentes de fluidos polares, para la pre-

bos sistemas ternarios frente a las variaciones de la presin y la temperatura. Dentro de esta lnea de investigacin, las perspectivas a futuro se encaminan en las siguientes direcciones: Diseo y construccin de un nuevo equipo de flujo til para la determinacin de los equilibrios lquido-fluido supercrtico; Determinacin de datos de equilibrio de sistemas ternarios usando propano como disolvente supercrtico, ya que requiere presiones relativamente menores que las necesarias para realizar el mismo proceso usando dixido de carbono supercrtico y, adems, al ser mayor su densidad, la separacin de fases deber ser ms fcil. Desarrollo de un nuevo modelo termodinmico para mezclas multicomponentes de fluidos polares. Una aplicacin de esta lnea de trabajo ha sido el uso de la extraccin supercrtica en produccin de antibiticos, con el objetivo de reducir costos energticos, lo que conlleva a un menor costo econmico. En el proceso actual de produccin de antibiticos estn implicadas etapas de separacin y purificacin, que engloban una serie de extracciones y precipitaciones con disolventes orgnicos, concluyndose con la cristalizacin del producto. La etapa de separacin solutodisolvente orgnico es crucial, debido al gran volumen de disolvente orgnico necesario y a la difcil separacin y recuperacin del mismo. Adems, esta etapa precisa de gran cantidad de operaciones, lo que supone un alto porcentaje del coste de la produccin de antibiticos. El inters de la extraccin supercrtica reside en la posibilidad de desarrollar un proceso para

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diccin del comportamiento de fases de am-

la separacin y purificacin de antibiticos, capaz de simplificar el nmero de etapas del proceso actual de produccin, minimizar los costes econmicos de cara a su produccin industrial y reducir el riesgo de impacto ambiental al eliminar el uso de los disolventes orgnicos, adems de aumentar la calidad del producto extrado. Con este propsito se ha estudiado la medida experimental a escala de laboratorio de los datos de solubilidad del antibitico Penicilina G (uno de los ms usados actualmente en la industria farmacutica) en dixido de carbono supercrtico a diferentes condiciones de presin y temperatura, con el objeto de optimizar las condiciones de solubilidad. As mismo, se ha desarrollado un modelo terico basado en las ecuaciones de estado de Redlich-Kwong y Soave-Redlich-Kwong, que permite correlacionar los datos experimentales del proceso en todo el intervalo de condiciones de operacin.

La optimizacin de procesos de extraccin de colorantes alimenticios de hollejos de uva tinta. En el primer punto se trata de estudiar los procesos para la produccin de los mismos compuestos, para los que se han calculado los datos de equilibrio (etanol y cido actico) a partir de las mismas materias primas (vino y vinagre) utilizando la EFS. La instalacin dinmica, anteriormente mencionada, sirvi de soporte a este proceso. De esta forma, se ha estudiado la factibilidad tcnica de obtener alcohol y cido a partir de sus disoluciones acuosas para todo el intervalo de concentraciones, desde las diluidas hasta las muy concentradas, de acuerdo con la limitada capacidad del dixido de carbono para la obtencin de etanol y cido actico a partir de vino y vinagre, respectivamente. Actualmente se estn estudiando las posibilidades del propano supercrtico, el cual, posiblemente, permita la obtencin de etanol, incluso hiperazeotrpico, a partir de sus soluciones acuosas. La segunda de las actividades de esta lnea

Procesos de extraccin con fluidos supercrticosSe centra en el estudio y diseo de procesos de EFS, basados hasta el momento en la utilizacin como disolvente del dixido de carbono. Hasta ahora esta lnea ha prestado especial atencin a: Los estudios de factibilidad de procesos para la obtencin de etanol y cido actico, a partir de vinos y vinagres. El estudio de procesos para la obtencin de productos lcteos con bajo contenido en colesterol. La optimizacin de procesos de extraccin de aceites vegetales de semillas de uva, germen de trigo, soya, borraja, etc.

nace de la preocupacin manifestada por las industrias alimentarias, en general, y las del sector lcteo, en particular, relativa a la fabricacin de productos alimenticios con un menor contenido en colesterol que los actuales. Por ello, se plante la posibilidad de estudiar un proceso para la eliminacin del colesterol de la materia grasa de la leche, de forma que despus se pudiera reintegrar la grasa sin colesterol a la materia prima original. De esta forma se podra obtener toda la gama de derivados lcteos usuales, pero con bajo contenido en colesterol. La instalacin utilizada en los estudios de obtencin de productos lcteos sin colesterol es una planta piloto para EFS, marca Nova Swiss. Esta planta tie-

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ne la posibilidad de trabajar con un extractor para lquidos y otro para slidos, adems de dos separadores que pueden trabajar a diferentes presiones, en orden decreciente. Las mximas condiciones de operacin de la planta son 700 bar y 70 C. La tercera de las actividades desarrolladas en esta lnea se centra en la recuperacin de productos de inters de los subproductos de la vinificacin, y ms concretamente de las semillas, el orujo y las las. Los productos que interesa obtener de cada uno de esos subproductos son: aceite, colorantes y steres ennticos, respectivamente. Hasta el momento se ha concluido el estudio de la extraccin supercrtica del aceite de las semillas de uva y

est muy avanzado el de recuperacin de colorantes a partir del hollejo de uva. Los estudios de extraccin supercrtica de aceite de semilla de uva se han llevado a cabo, a escala de laboratorio, en el aparato marca Autoclave Engineers.

Fundamentos de la extraccin con fluidos supercrticos (EFS)Las Figuras 1 y 2 muestran un diagrama esquemtico del proceso de EFS. Los cuatro pasos primarios involucrados son: extraccin,

Figura 1 Principio de extraccin con fluidos supercrticos.

Presin

Heating Compresin C.P. Decompresin L G Separacin Condensacin Extracto SCF Extraccin

Temperatura

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Figura 2 Lnea de extraccin SFC CO2

SEPARADORES EXTRACTORES

Condensador

EXTRACTO CO2 Depsito de CO2 Calentador

Bomba de CO2

Bomba del co-solvente

expansin, separacin y compresin del solvente. Los cuatro equipos crticos del proceso son: Un extractor de alta presin, una vlvula de reduccin, un separador de baja presin y una bomba para elevar la presin del solvente reciclado. El proceso se inicia de la siguiente manera: La alimentacin, generalmente un slido molido, es cargada al extractor. El CO2 es alimentado al extractor a travs de una bomba de alta presin (100 a 400 bar). El CO2 comprimido es calentado en un intercambiador de calor hasta la temperatura de extraccin (30 a 60 C). Luego ingresa al extractor y procede a extraer la esencia de la matriz herbcea cargada. La mezcla CO2-extracto es enviada a un separador (150 a 50 bar) con un previo paso a travs de una vlvula de reduccin. A la temperatura y presin reducidas, el extracto precipita espontneamente en el separa-

dor, mientras el CO2, libre de cualquier extracto, es reciclado al proceso, con pasos previos de enfriamiento y compresin. La EFS para una alimentacin slida es un proceso semicontinuo, donde el CO2 fluye en modo continuo, mientras la alimentacin slida es cargada en una canasta del extractor por etapas. Un co-solvente es frecuentemente bombeado y mezclado con el CO2 de alta presin para aumentar el poder de solvencia o la selectividad de la separacin para componentes especficos. La separacin es producida comnmente en etapas, manteniendo condiciones diferentes en dos o tres separadores para fraccionar el extracto, dependiendo de las solubilidades de los componentes y las especificaciones deseadas de los productos.

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Ingeniera de la reaccin en fluidos supercrticosLa ltima de las lneas de investigacin, y la ms reciente en cuanto su inicio, es la dedicada a los estudios de ingeniera de la reaccin en fluidos supercrticos. Como indica su ttulo, la actividad de esta lnea se centra en estudios de cintica, diseo de reactores y desarrollo de procesos para sistemas en los que los FSC son el medio de reaccin. El inters de la lnea se centra en el uso de dos FSC, el dixido de carbono y el agua. En relacin con el segundo, hasta el momento se han llevado a cabo estudios cinticos de oxidacin en agua sub- y supercrtica y estudio de procesos de oxidacin en agua para la depuracin de vertidos de alta carga contaminante. El agua supercrtica, por sus propiedades especiales, es un medio excelente para llevar a cabo la oxidacin completa de compuestos orgnicos hasta dixido de carbono. Hasta ahora, adems de la oxidacin de componentes puros (como el fenol y la glucosa), se ha estudiado la oxidacin en agua sub- y supercrtica de un vertido especialmente contaminante: las aguas de sentinas, entendiendo como tales la mezcla de aceite usado, gasoil, detergentes, agua de mar, etc., generada por la actividad normal de cualquier buque. Los estudios se han llevado a cabo con el reactor de tanque agitado Autoclave Engineers, que puede trabajar hasta 200 bar y 400 C. Aqu el agua se encuentra en condiciones muy prximas a las crticas, pero no las supera. Para trabajar en condiciones supercrticas, se

casa Nova Swiss, que soporta 300 bares y 500 C y hace eficiente el proceso. Dentro de esta lnea, la intencin es continuar con el tratamiento depurativo por oxidacin en agua sub- y supercrtica de vertidos contaminantes de alta carga orgnica, o txicos y peligrosos. En este sentido se pretende aplicar esas tecnologas a uno de los vertidos ms contaminantes del sector metalrgico: los vertidos de taladrinas, los cuales estn catalogados como residuos txicos y peligrosos en la legislacin espaola, debido a que contienen metales pesados, biocidas, grmenes nocivos y productos de descomposicin de carcter txico, etc. Las taladrinas son unos productos cuya principal utilidad es mejorar el mecanizado de las piezas metlicas, gracias a sus propiedades lubricantes y refrigerantes. Para mejorar su capacidad lubricante, las taladrinas incluyen en su formulacin una cierta cantidad de aceite y para aumentar su capacidad refrigerante, agua. Adems, han de incorporar otro gran conjunto de aditivos; tensioactivos o emulgentes, inhibidores de la corrosin, humectantes, biocidas, aditivos para operacin a alta presin, etc. Los vertidos de taladrinas no se pueden evacuar directamente a los colectores debido a que ocasionan importantes problemas operativos en las instalaciones depuradoras de aguas residuales urbanas debido a que: La presencia de aceites y emulgentes crean una capa en la superficie de los depsitos que limita la capacidad de oxigenacin del medio. El arrastre de metales pesados ocasiona graves perjuicios sobre la microbiota, responsable del proceso de depuracin de las aguas, teniendo un efecto txico sobre los microorganismos.

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ha adquirido recientemente otro reactor, de la

La presencia de biocidas provoca efectos indeseables sobre los microorganismos de las plantas de tratamiento.

El uso de solventes orgnicos como alcoholes, hidrocarburos, teres, etc., conlleva a establecer varias etapas adicionales de purificacin si la esencia va a ser para el consumo o higiene humana. Normas internacionales de calidad imponen lmites muy exigentes en este aspecto. Esta restriccin ha provocado la bs-

Mtodos de extraccin convencionales: Fortalezas y debilidadesExtraccin por arrastre de vapor

queda de nuevos solventes y optimizar al mximo su recuperacin, pero tambin ha elevado su costo y su aplicacin.Extraccin por centrifugacin

Bajo capital necesario para adquirir los equipos y accesorios. Inclusive pueden ser mviles y usar diversas fuentes de energa: Proceso simple, verstil y flexible. Permiten trabajar con volmenes grandes de materia prima en cada corrida. Incluso sin tratamiento previo. El tiempo de extraccin no se altera, aunque s el rendimiento. Se produce degradacin trmica en el aceite esencial obtenido; es decir, se inducen cambios qumicos indeseables, como oxidacin, hidrlisis y oligomerizacin. Altos costos operativos por carga de materia prima, debido a la necesidad de energa para producir el vapor de agua.Extraccin por solvente

Los aceites esenciales obtenidos por este proceso tienen caractersticas aromticas superiores a los conseguidos por extraccin por arrastre de vapor, gracias a no ser un proceso trmico. Los aceites obtenidos son ms estables debido a los antioxidantes naturales presentes. Sin embargo, la friccin interna de la materia prima provoca un aumento de temperatura no controlable que conlleva a una degradacin trmica y a un oscurecimiento del aceite. La anterior consecuencia provoca usar equipos de purificacin adicionales para que el aceite cumpla con las normas internacionales de calidad. Estos equipos poseen altos costos operativos e incrementan el precio final del producto. Las tablas 2, 3 y 4 muestran varios productos naturales industrializables por extraccin con fluidos supercrticos.

Es necesario un capital moderado para adquirir los equipos y los servicios auxiliares. El rendimiento es casi el doble de la extraccin por arrastre o por EFS y se obtienen "prcticamente todos" los compuestos presentes en la matriz herbcea: voltiles, grasas, ceras, pigmentos, etc. Amerita usar equipos de vaco para obtener los aceites absolutos. Estos equipos poseen altos costos operativos en comparacin con los de extraccin por arrastre o EFS.

Aplicaciones actuales de la extraccin con FSC Esencias de especias y oleoresinas. Aceites esenciales: aromas y fragancias. Aceites grasos.

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Tabla 2 Plantas aromticas Estudios previos de EFS

Nombre comn

Nombre botnico

Matriz herbcea

Agentes activos

Rendimiento

Organo Ans Menta Limn Naranja Payco

Origanum vulgare Pimpinella anisum Mentha piperita Citrus limonum Citrus aurantium Chenopodium ambrosioides L.

Hojas, flores Frutos Hojas Cscara del fruto Cscara del fruto Hojas

Carvacrol e ismeros Anetol Mentol Linalol, limoneno Limoneno, citral Ascaridol

S S S S S No

5% 7% 2.5% 0.9% 5%

Tabla 3 Plantas oleaginosas Nombre comn Nombre botnico Matriz herbcea Estudios previos de EFS

Rendimiento

Olivo Uva Girasol

Olea europea Vitis vinfera Helianthus annuus

Semilla Semilla Semilla

S S S 7% 36%

Tabla 4 Plantas medicinales Estudios previos de EFS

Nombre comn

Nombre botnico

Matriz herbcea

Agentes activos

Rendimiento

Eucalipto Mua Cedrn Matico Boldo Ruda

Eucaliptos glbulos Mynthostachys setosa Lippia citriadora Piper angustifolium Peamus boldus Ruta graveolens

Hojas Hojas Hojas Hojas Hojas Hojas

1,8-cineol Pulegona, Carvona

S No No No

2.5%

Boldina Rutamina

No No

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Medicinas naturales. Pesticidas naturales. Colorantes y preservantes. Tabaco libre de nicotina Caf y t descafeinados. Productos libres de colesterol. Tratamiento de residuos orgnicos industriales.

De la informacin compilada, se conocen 300 especies de plantas con potencial de extraccin de sus agentes activos; sin embargo, hay unas 3.000 especies no catalogadas o desconocidas por la ciencia, con igual o mayor potencial de industrializacin. Esto nos convierte en una fuente de importancia universal de materia prima para esta tecnologa. A diferencia de otros pases, la aplicacin de esta tecnologa amerita una proyeccin mltiple de pro-

Costos de la extraccin con FSC Diseo del proceso. Adquisicin de los equipos crticos y auxiliares. Consumo de energa del compresor. Consumo de energa del extractor y separadores. Infraestructura de la planta.

ductos. Colombia no posee suficientes reas cultivables para abastecer grandes volmenes de un determinado producto. Razn por la que la EFS deber aplicarse para exportar una variedad comercial de sub-productos. El aceite esencial de organo se podra obtener con esta tecnologa en Colombia y as aprovechar las seis especies existentes de esta planta, ya que cada una de ellas posee diferente composicin en su esencia. Desde el punto de vista tcnico, lo ms apro-

Ventajas de la extraccin con fluidos supercrticos Extractos con mayor frescura y aroma natural. Uso de temperaturas moderadas, lo cual permite evitar la degradacin trmica del extracto. No hay presencia del solvente en el extracto. Mayor presencia de agentes activos. Mayor rendimiento por corrida. Extractos libres de contaminantes biolgicos: Mayor tiempo de vida. Proceso amigo del ambiente. Flexibilidad en la preparacin del solvente. Flexibilidad de las variables del proceso. Equipos automatizados. Gracias a nuestra situacin geogrfica, contamos con una de las mayores megabiodiversidades en flora del planeta.

piado sera crear un ente tcnico-cientfico donde funcionen los equipos "pioneros" y a partir de los resultados obtenidos por estos, se adquieran ms equipos para las empresas interesadas en esta tecnologa. Esto debido a que la EFS necesita de una abundante investigacin pre-operativa para hallar los condiciones de operacin adecuadas. Adems, por la diversidad de usos de esta tecnologa, cada empresa necesitara sus propios datos y conocimientos para aplicar la EFS exitosamente. La seleccin de los equipos merecera consideraciones tcnico-econmicas para un posicionamiento de vanguardia en el mercado. Desde el punto de vista econmico, un consorcio formado por aquellas empresas relacionadas con la elaboracin de productos naturales sera lo adecuado. Este consorcio

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financiara el capital necesario para crear el ente y adquirir los equipos "pioneros". De las investigaciones realizadas por el ente, se podran sugerir la adquisicin o construccin de los equipos necesarios para las empresas involucradas en el consorcio. Un financiamiento o asociacin externa para completar el capital del consorcio, tambin sera adecuado. Los procesos de extraccin convencionales debern compararse frecuentemente con los resultados obtenidos por esta tecnologa en cualquier aplicacin en que se trabaje. Esto debido a que la EFS no es la panacea en la eficiencia o selectividad de la extraccin de un producto. Un plan de estudio tcnico-econmico, para la aplicacin de esta tecnologa a diferentes productos naturales, deber implementarse para fijar los objetivos a cumplir para las prximas dcadas. La participacin de las Facultades de Ingeniera Qumica, Qumica e Ingeniera Agroindustrial, en este plan definir la asimilacin acadmica de la EFS y motivar a las nuevas generaciones de ingenieros a interesarse por esta tecnologa.

Los altos costos de los equipos y su relacin inversa con el volumen de extracto obtenido por corrida. Desconocimiento del know-how necesario para la investigacin y desarrollo de esta tecnologa en los pases subdesarrollados. Los extractos obtenidos pueden poseer caractersticas diferentes a las conseguidas a travs de otros procesos de extraccin. Esto influye en la predileccin del mercado por un determinado producto en vez del obtenido por la nueva tecnologa. Los equipos son mviles, pero necesitan una infraestructura segura, limpia y apropiada para las condiciones de operacin. Los ambientes hmedos, muy fros o congestionados no son recomendables. Por ello son necesarias instalaciones pre-diseadas que cumplan normas internacionales.

Bibliografa KING, M. B. and BOTT, T. R. Extraction of natural products using near-critical solvents. 1st. Edition. Chapman & Hall. 1993.

Limitaciones de la extraccin con FSC Al igual que los procesos de extraccin convencional, es necesario disponer de datos de equilibrio para conocer cmo se distribuye el componente de inters en las distintas fases y determinar la composicin del producto extrado para cualquier composicin de la mezcla inicial. Este es el mayor problema de la EFS, ya que apenas se disponen de datos experimentales

LOCK DE UGAZ, O. Investigacin fitoqumica. 2da. Edicin. Fondo Editorial de la PUCP . MUKHOPADHYAY, M. Natural extracts using supercritical carbon dioxide. CRC Press, 2000. Etnomedicina y Bioactividad. Grfica Bellido S. R. L. 2000. Artculos del Journal of Supercritical Fluids, Elsevier Science, 1997-2001. Artculos del 5Th, 6Th, 7Th. Meetings on Supercritical Fluids, ISASF.

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para realizar los clculos imprescindibles.

Ingeniera Agroindustrial

Actualidad y necesidad de investigacin para el desarrollo agroindustrial de las plantas medicinalesSandra Patricia GuzmnIngeniera agrnoma Docente Hora Ctedra, Facultad de Ingeniera Agroindustrial, Universidad de San Buenaventura Cali

AbstractCurrent statistics from the market of natural products worldwide, reflect the need to recapture the knowledge and research of medicinal plants, where Colombia has an advantageous position due to its strategic geographical location and large vegetable reserve.Therefore, it is necessary to create research and development programs using specific technologies that emphasize multidisciplinary participation and incorporating engineering knowledge to develop a number of processes to be carried out in these programs.It also provides a solution to the health problems in countries with few economic opportunities, turning into a possibility as a source of income for rural populations, as well as employment and hard currency for the country.

ResumenLa necesidad de retomar el conocimiento de las plantas medicinales y la importancia de su investigacin, se evidencia en las estadsticas actuales del mercado de productos naturales a nivel mundial, dejando a Colombia muy bien posicionada por su ubicacin geogrfica y estratgica y su gran reserva vegetal. Es necesario generar programas de investigacin y desarrollo con tecnologas especficas, haciendo nfasis en la participacin multidisciplinaria e incorporacin de conocimientos de ingeniera, que permitan desarrollar los diferentes procesos que se llevarn acabo en estos programas; es, adems, una solucin de los problemas de salud en pases de pocas posibilidades econmicas, convirtindose en una oportunidad de fuentes de ingresos para la poblacin rural, generacin de empleo y divisas para el pas.

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IntroduccinDesde la antigedad, las plantas medicinales han desempeado un papel decisivo en la salud de muchas culturas, a veces como nica herramienta de supervivencia para resolver estos problemas. Tal es su importancia que es un recurso natural que se debe no slo mantener, sino proteger, evitando su deforestacin y erosin gentica. El hombre, desde su origen, a travs de procesos evolutivos de aprendizaje, logr comprender al mundo vegetal. De esta forma pudo detectar plantas que le servan para alimentarse y otras con las cuales poda curar males. Este conocimiento ha ido pasando de generacin en generacin, sin conocer muchas veces cul era la causa real de estas bondades. Con el descubrimiento de los antibiticos en el mundo occidental se fue dejando de lado el uso de las plantas medicinales para tratar afecciones menores o de tipo crnico (Saravia. 1996). Afortunadamente en los ltimos aos la poblacin, en busca de una vida ms sana, ha vuelto a retomar el conocimiento de las plantas medicinales, aumentndose en gran nmero los consumidores. Hoy en da la Organizacin Mundial de la Salud estima que se fabrican alrededor de 4.000 medicamentos con base en plantas, de los cuales slo en Europa se usan 400 (Breevort. 2000). Esto signific, en trminos econmicos, aproximadamente 19.5 billones de dlares de ventas a nivel mundial (Grunwald. 2000). Y se piensa que para este ao 2002 bordeara los 24 billones de dlares.

Por lo tanto, en esta rea se vislumbra un crecimiento considerable en los prximos aos. Colombia no ha estado ajena a este fenmeno, adems posee una gran ventaja comparativa por su inmensa riqueza en este tipo de productos, siendo considerada como la segunda reserva mundial en biodiversidad y la primera en biodiversidad botnica. Somos una potencia en plantas medicinales. De acuerdo con el Instituto von Humboldt, donde citan a Forero (1985, en WCMC, 1992) y Calle, (1998)1, existen cerca de 50.000 especies de flora, de las cuales aproximadamente 6.000 cuentan con algn tipo de caractersticas medicinal. A pesar del potencial de plantas medicinales, el Invima, reporta una lista de 95 especies aprobadas para su uso, de las cuales 11 son nativas (11.5%) y 84 son forneas2. Segn los datos registrados por el Instituto von Humboldt, en las plazas de mercado se comercializan 156 plantas de las cuales 63 son nativas (40.4%). A pesar que la produccin sostenible de plantas medicinales y aromticas, y su formulacin como fitoterpicos, es un tema relativamente nuevo, se visualiza a futuro como campo propicio para el desarrollo de la regin, lo cual puede salir adelante con el empuje de los investigadores, las nuevas polticas de desarrollo y el inters de las compaas farmacuticas y otras industrias de alimentos y cosmticos que requieren la materia prima. La toma de conciencia mundial ha puesto como prioridad el estudio sobre la biodiversidad. Segn la declaracin de ALMA ATA, en 1978, la Organiza-

1. 2.

Estudio de mercado sobre productos forestales no maderables Profund, Instituto Alexander von Humboldt, marzo 1999. Datos dados en la reunin de Planeacin Estratgica para la Cadena de Hierbas Aromticas y Medicinales, Acopi, Cali. Segn el documento: Recursos naturales de uso medicinal aprobados por la comisin revisora Norma Farmacolgica Colombiana Repblica de Colombia, Ministerio de Salud, Invima, 2000.

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cin Mundial de la Salud (OMS) en su programa Salud para todos en el ao 2000 recomienda la promocin de las medicinas tradicionales (naturales) y las plantas medicinales, por su bajo costo y aceptacin popular en la atencin primaria de salud (Informe OMS, 1978). Este compromiso fue firmado por Colombia y, al igual que los dems pases, debe cumplir su compromiso, invirtiendo en la investigacin y promocin de su utilizacin. Esto qued bien evidenciado con la realizacin del Primer Congreso Internacional de Plantas Medicinales y Aromticas y la Primera Exposicin Iberoamericana de Plantas Medicinales y Productos Derivados, realizado por la Facultad de Ingeniera Agroindustrial de la Universidad de San Buenaventura, en el mes de agosto del ao 2001, coordinado por Ral Salazar Castro, Decano de la Facultad, y la ingeniera Sandra Patricia Guzmn; docente. Estos eventos nacieron de la necesidad de plantear nuevas alternativas de desarrollo agronmico, industrial y socioeconmico para el sector, el cual da un gran paso para avanzar en el conocimiento de estas plantas, incrementar su produccin y generar oportunidades de negociaciones entre empresas, nacionales e internacionales. Este congreso permiti interrelacionar con entidades gubernamentales, acadmicas, investigativas y no gubernamentales, conformando un equipo, para cooperar y hacer propuestas que jalonen el desarrollo de este sector productivo. En la actualidad, la Facultad de Ingeniera Agroindustrial hace parte de los comits de planeacin estratgica para la cadena productiva de plantas medicinales, aromticas y aceites esenciales, junto con los Ministerios de Comercio, Agricultura, Ambiente, Desarrollo y otras entidades nacionales. A nivel internacional, hace parte de Riprofito: Red

Iberoamericana de Productos Fitofarmacuticos, perteneciente al sub-programa de Qumica Fina, del Cyted; con la cual se est realizando un proyecto de desarrollo agrotecnolgico de plantas medicinales, financiado por la OEA. Adems integra Ricoplam: Red Iberoamericana para el Comercio Justo de Plantas Medicinales, con la que se encuentra organizando el primer Seminario Iberoamericano de Comercio Justo, que se realizar en Bogot en el presente ao. De esta manera se evidencia el panorama de oportunidades para sacar adelante la agroindustria nacional de las plantas medicinales y las necesidades de investigacin y metodologas, para posicionar al pas en un lugar importante de desarrollo de tecnologas, con el fin de ingresar en los mercados internacionales.

Necesidades de investigacinA pesar de los avances de la ciencia y de la tecnologa, los trabajos de investigacin aplicados a la produccin de plantas medicinales no han sido significativos. El desarrollo de la produccin de stas debe estar precedido o al menos acompaado por programas de investigacin y desarrollo, con tecnologas especficas, haciendo nfasis en la participacin multidisciplinaria y la incorporacin de conocimientos de ingeniera que nos permita desarrollar los procesos que comprendern estos programas. Las investigaciones para la produccin de plantas medicinales, ms que necesarias, son imprescindibles porque, en primer lugar, una gran parte de los problemas de salud que se confrontan en la mayora de los pases de meno-

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res posibilidades econmicas, se han solucionado con ellas. En la actualidad, a nivel mundial, su utilizacin ha ido tomando, da a da, ms fuerza; tambin porque estos cultivos no tradicionales pueden integrarse a los tradicionales, logrando mayor diversificacin, aprovechamiento de la tierra y significar una potencial fuente de ingresos para la poblacin, fundamentalmente la rural, al crearse la posibilidad de establecer una nueva produccin agrcola que proporcione ocupacin a muchas personas. Con pocas excepciones, la produccin de plantas medicinales, principalmente en los pases en desarrollo, se ha hecho a partir de recursos naturales silvestres y como resultado muchas especies se han perdido, algunas estn en peligro de extincin y, adems, se han originado problemas de conservacin de la biodiversidad. Por ello es fundamental que se introduzca el cultivo sistemtico de plantas medicinales, el que necesitar de prcticas culturales y requerimientos especficos al tratarse de especies que no slo dependen de sus caractersticas genticas para el mantenimiento de su valor teraputico, sino tambin de los factores edafoclimticos, aspectos que deben ser manejados en la investigacin para poder formular las buenas prcticas agrcolas que conduzcan al xito de su cultivo. Para lograr resultados que sean comparables con los de las investigaciones, es necesario aplicar una metodologa comn.Metodologa para la produccin de plantas medicinales

recoleccin y para los fines de validacin de una especie, de manera integral, se complementara con otro estudio especfico. Cuando se trabaja con sistemas biolgicos, donde se intercalan infinidad de variables cuyo comportamiento no es controlado por el hombre, se pueden generar cambios en las prioridades para el desarrollo de criterios agronmicos; no es fcil lograr la definicin e implementacin de procesos metodolgicos con etapas que posean un orden lgico en el tiempo. Cada etapa tiene por s misma un peso, sea este cualitativo o cuantitativo, que nos puede conducir a una adecuada produccin de plantas medicinales, pero sin pretender que stas constituyan el nico proceso de investigacin valedero, sino una forma ms probable de acercarnos a lo que se aspira saber a partir del nivel de conocimiento cientfico contemporneo. En la produccin de plantas medicinales se necesita establecer una metodologa que parta de retomar los conocimientos y prcticas populares, por lo que los trabajos de investigacin debern comenzar con: Estudios dirigidos a la flora medicinal a travs de diferentes acciones. a. Anlisis profundo de la bibliografa existente al origen y distribucin, valor teraputico, caractersticas botnicas, taxonmicas y biolgicas, exigencias ecolgicas, aspectos fitoqumicos y farmacolgicos esenciales, tipo de multiplicacin, as como los mtodos y tcnicas de cultivo y recoleccin. b. Estudios etnobotnicos realizados a travs de las encuestas y expediciones botnicas que nos proporcionen informacin directa de fuentes reales sobre

La metodologa pretende incluir todos los aspectos que deben tenerse en cuenta en la investigacin para la produccin de plantas medicinales. En el caso que nos ocupa, esta metodologa implica estudios de la flora medi-

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cinal de la localidad, as como el sistema de

prcticas tradicionales y populares de uso, curacin y cultivo, pues es indudable que las plantas aprovechadas popularmente son el producto de un largo proceso de seleccin de especies, utilizadas a travs de los aos y transmitidas por tradicin oral. c. Ejecucin de tamizajes fitoqumicos y farmacolgicos para conocer los principios activos y accin teraputica de cada especie, sin olvidar que la recoleccin del material para estas evaluaciones se debe hacer de forma tal que asegure la supervivencia de las plantas. El conocimiento de los problemas de salud que inciden en la demarcacin y las posibles plantas que los curan. Seleccionar las especies, ya sean autctonas o introducidas, silvestres o en proceso de domesticacin, que presentan mayores posibilidades, con base en: a. Las utilidad evidente o potencial, por la informacin obtenida al respecto. b. Las de mayores perspectivas, porque son las que curan los problemas de salud ms frecuentes en la localidad. c. Las factibilidad de cultivarse sobre la base de sus caractersticas biolgicas y ecolgicas, que sern las ms adaptables a ese medio. d. La en el mercado actual y o potencial. Caracterizacin ecolgica fundamentalmente basada en el suelo y clima, ya que una planta que crece fuera de su ambiente puede carecer de los agentes fsicos o biolgicos que le permitan concretar su ciclo vegetativo, la produccin de determinado

metabolito secundario o la defensa contra ciertos patgenos y slo como resultado de los conocimientos adquiridos es que estos pueden ser imitados, e incluso mejorados, por el hombre. Caracterizacin biolgica de las especies, es decir, el conocimiento de si se trata de una planta herbcea, arbustiva, liana o un rbol; si es de ciclo anual, bianual o perenne o si el principio activo se halla localizado en las hojas, follaje, flores, etc., pues cada una de estas peculiaridades exige sus propios mtodos agrotcnicos. Establecimiento de las tcnicas de cultivo. Los resultados de las etapas anteriores, en primer lugar los de las condiciones ambientales y de crecimiento, son los que nos permiten definir el manejo de las tcnicas agronmicas. En primera instancia, determinar la mejor forma de propagacin, si es por semillas o vegetativamente o si es necesario optar por la implementacin de la micropropagacin in vitro, como forma de asegurar el desarrollo de plantas resistentes a efectos externos y para su acelerado crecimiento, adems de ensayos de manejo al

El hombre, desde su origen, a travs de procesos evolutivos de aprendizaje, logr comprender al mundo vegetal. De esta forma pudo detectar plantas que le servan para alimentarse y otras con las cuales poda curar males. Este conocimiento ha ido pasando de generacin en generacin, sin conocer muchas veces cul era la causa real de estas bondades.

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cultivo para determinar la poca de siembra, la densidad de las plantas que nos asegure la cantidad que necesitamos y la determinacin del momento ptimo de cosecha. Al establecerse las tcnicas de cultivo se debe, tambin, tomar en cuenta que el cultivo orgnico en las plantas medicinales ha ido ganando mayor aceptacin a medida que aumenta, a nivel mundial, la demanda de plantaciones cultivadas orgnicamente, por lo que el agricultor deber conocer y estar entrenado en diferentes aspectos como son: empleo de abonos orgnicos, residuos vegetales, estircol bien descompuesto, subproductos de animales de abonos verdes durante la preparacin del suelo, la realizacin de escarda manual y prcticas de cultivo para prevenir las malezas y los patgenos, rotacin de cultivo, cultivo intercalado, el uso de plaguicidas naturales con accin repelente o atrayente, manejo de venenos y saber diferenciar cuales son de contacto o estomacales, entre otros. Esta metodologa concluye con la evaluacin final, la que no es ms que el anlisis del conjunto de datos e informaciones que se han ido obteniendo a travs de todo el proceso investigativo y que nos permite elaborar las correspondientes recomendaciones en cada caso. Tal es la importancia en este tema que la Facul-

tad de Ingeniera Agroindustrial de la USB Cali, partcipe en este proceso, lo ha establecido como una de sus lneas de investigacin.

Bibliografa BREVOORT, P El mercado de plantas medicinales en . Norteamrica. Seminario Internacional de Plantas Medicinales: Mercado, Cultivo y Procesamiento. Universidad de Concepcin, Chilln. 2000. FIA, Plantas medicinales y aromticas en Chile: Situacin actual y perspectivas. Documento de trabajo. Santiago, Chile. 1999. GARCA-BARRIGA, H. Plantas medicinales de Colombia. 1ra. Edicin. Santaf de Bogot, Colombia: Imprenta Nacional. 1975. GHUPTA M. 270 plantas medicinales iberoamericanas. Convenio Andrs Bello CYTED. Primera edicin. 1997. GRUENWALD, J. El mercado europeo de las plantas medicinales. Seminario Internacional de Plantas Medicinales: Mercado, Cultivo y Procesamiento. Universidad de Concepcin. Chilln. 2000. MARTNEZ J. V., BERNAL H. y CCERES A. Fundamentos de agrotecnologa de cultivo de plantas medicinales iberoamericanas. Convenio Andrs Bello CYTED. Primera edicin. 2000. MEMORIAS 1er. SEMINARIO INTERNACIONAL 3ro. NACIONAL, 1999. PLANTAS MEDICINALES Y AROMTICAS. Universidad Nacional de Palmira, Palmira. MEMORIAS. 1er. CONGRESO INTERNACIONAL DE PLANTAS MEDICINALES Y AROMTICAS, 2001. Universidad de San Buenaventura, Cali. MUOZ F. Plantas medicinales y aromticas: Estudio, cultivo y proceso. Madrid, Espaa: Editorial MundiPrensa. 1993 SARAVIA. IX Seminario Nacional de Plantas Medicinales y VI Exposicin Nacional de plantas Medicinales y Productos derivados. Memorias. Guatemala. 1996. 155 p.

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Ingeniera Agroindustrial

Prdidas en postcosecha de pia, variedad manzana[Ananas comosus (L) Merr.]Francisco RamrezMSc en Manejo Postcosecha de Frutas y Hortalizas, Greenwich University Programa de Postcosecha, SENA, Buga Colombia Profesor Hora Ctedra, Facultad de Ingeniera Agroindustrial, Universidad de San Buenaventura Cali

Gerard Michael OBrienBSc with Honours de Strathclyde University, Escocia y Ph.D. de Nottingham Unversity, Inglaterra, en Ciencia de Alimentos. Profesor (lecturer) de Ciencia de Alimentos, University of Ulster (Irlanda del Norte) y Profesor titular, Ciencia y Tecnologa de Alimentos, Universidad del Valle

Argemiro DomnguezEconomista Agrario, Especialista en Estadstica. Corpoica, Palmira - Colombia

AbstractThe following research study was conducted in order to characterize and quantify post-harvest losses of pineapple (manzana variety) crops during transportation and trading in the Department of Valle del Cauca, Colombia, and to examine alternative handling systems for the crop.The study was carried out in two stages. The first stage involved obtaining a diagnosis through direct interviews with pineapple growers, transporters, and traders, which indicated that mechanical damage (resulting from bruises, blows, and dents) was the main factor of quality deterioration during the post-harvest handling process. It was also found that pineapples are traded primarily under two different systems: in bulk, or in plastic crates.The second stage involved an experimental quantitative comparative study of these two systems, to determine, based on the recorded losses, which one was better.

ResumenLa presente investigacin pretende caracterizar y cuantificar las prdidas postcosecha de la pia, variedad manzana, durante la comercializacin en el Departamento del Valle del Cauca, Colombia, y analizar los sistemas alternativos de su manejo. El trabajo se desarroll en dos etapas: En la primera se obtuvo un diagnstico a travs de entrevistas directas con productores, transportadores y comerciantes; quienes indicaron como principal factor de deterioro de la calidad, durante la comercializacin, el dao denominado mecnico, el cual es producido por golpes, magulladuras y heridas. Tambin se determin que la pia se comercializa principalmente bajo dos sistemas: a granel y en canastilla plstica. La segunda etapa consisti en un seguimiento del producto a travs de estos dos sistemas, para determinar cuantitativamente, y con base en las prdidas ocurridas, cul era mejor.

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IntroduccinSegn anlisis de expertos, la pia en Colombia ocupa el primer lugar dentro de los productos priorizados para el mercado nacional y el quinto para el mercado de exportacin (Ministerio de Agricultura, 1999). La produccin total de pia en Colombia, durante 1999, fue de 407.753 toneladas (Ministerio de Agricultura, 2000). Segn estudios realizados en Colombia sobre daos fsicos y de calidad de la pia, variedad manzana, durante la cosecha y la postcosecha, las prdidas pueden llegar hasta un 53% (Larrahondo y Fuentes, 1993), esto implica que, por lo menos, se podra haber perdido hasta unas 226.109 toneladas, equivalentes a 43,2 millones de dlares, a precio de venta del productor, de 200 dlares tonelada (Cabal L, Sanclemente L, Guzmn I, 2000: comunicacin personal). El objetivo de este trabajo es caracterizar y cuantificar las prdidas postcosecha de la pia, variedad manzana, durante la comercializacin en el Valle del Cauca, Colombia, y explorar una posible alternativa en cuanto al sistema de manejo, con la intencin de disminuir tales prdidas. Esta investigacin se realiz como requisito para optar al ttulo de Maestra en la Universidad de Greenwich, con el

apoyo del convenio Sena - Reino Unido. El trabajo se realiz en dos etapas:Etapa 1. Investigacin preliminar

Esta etapa se agot a travs de entrevistas directas con productores, transportadores y comerciantes. Los resultados, as como los principales problemas identificados por los entrevistados, se pueden observar en la Tabla 1, la cual permite concluir que el dao que ms contribuy con el deterioro de la calidad de la pia fue el causado por factores mecnicos, que se manifiestan como magulladuras, heridas y aplastamiento de la fruta, producidos, a su vez, por herramientas utilizadas durante la cosecha por golpes durante el manejo postcosecha y, tambin, por la cosecha de fruta sobremadura. Estas dos ltimas causas estn relacionadas entre s, ya que la fruta madura pierde firmeza y se convierte en altamente vulnerable para el manejo postcosecha. Adems, se encontr que, primero, no exista una metodologa que permitiera evaluar cuantitativamente las prdidas para este tipo de dao, y segundo, que la pia se comercializa principalmente bajo dos sistemas. A granel, donde la pia se concentra en la central mayorista de Santa Elena y desde ah se distribuye a las plazas de mercado, tiendas y mercados mviles.

Tabla 1 Principales problemas de la pia producida en el Valle del Cauca, reportados por productores, transportadores y comerciantes (10 personas en cada grupo) Problema Productor Transportador Comerciante

Daos causados por plagas Daos causados por enfermedades Daos mecnicos (golpes, heridas) Cosecha de fruta sobremadura Deficiente sistema de empaques

70 60 70 50 40 70 90 50

50 80 70 50 80

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En canastilla plstica, donde la pia se concentra en la Central de Abastos del Valle del Cauca (Cavasa), desde donde se distribuye el producto a los supermercados y tiendas especializadas.Etapa 2. Investigacin definitiva

mejoran la calidad de la fruta, por consiguiente, debe cosecharse en un grado de madurez ptimo que garantice la calidad deseada por el consumidor en cuanto a color, olor y sabor. El grado de madurez de la pia est estrechamente relacionado con la calidad y la posibilidad de poder observar y evaluar el dao mecnico de la misma, ya que si se cosecha sobremadura (por encima del grado 4), los sntomas del dao son difciles de observar y se confunden con el avanzado estado de madurez. La carta de color permite identificar el grado de madurez con mayor precisin y as determinar el momento oportuno de la cosecha y conservar la calidad de la fruta durante la postcosecha (Ver Ilustracin 1).Evaluacin de dao externo

La evaluacin del dao mecnico de la pia durante el transporte, consisti en un seguimiento del producto a travs de los dos sistemas de comercializacin y canales encontrados, para determinar cuantitativamente, con base en las prdidas ocurridas, cul era mejor.

Materiales y mtodosSe utilizaron pias variedad manzana, cosechadas en los grados de madurez 2 y 3, segn carta de color propuesta por los autores; carta de color, canastillas plsticas (40x60x18.5 cm y 40x60x31 cm). Para empacar la fruta se us un calibrador Pie de Rey para medir el dimetro afectado, as como un cuchillo para seccionarla; fruta, guantes, bandejas y baldes para depositar la fruta evaluada. Para cumplir con los objetivos propuestos, fue necesario desarrollar un nuevo sistema de valoracin llamado Evaluacin objetiva de la pia, que permita identificar los diferentes grados de madurez de la fruta y evaluar daos mecnicos externos e internos, con sus respectivas guas visuales, las cuales se describen a continuacin:Carta de color

La fruta se evalu determinando el rea afectada por daos mecnicos y que se manifiestan como prdida de consistencia, cambios de coloracin y heridas (Ver Ilustracin 2). Para determinar el rea de dao, se debe usar la siguiente frmula:

A = pr2Donde: A = rea afectada (cm2). r = Radio del rea afectada (cm).Evaluacin de dao interno

Los golpes recibidos por la fruta se proyectan a su interior, determinando reas fciles de identificar y cuantificar, por tal razn se propone el siguiente modelo: Corte cada fruta en cinco (5) tajadas o rodajas uniformes1 y numrelas, empezando del pednculo hacia la corona, como puede verse en la Ilustracin 3.

Segn Hansen (1989), la pia no es una fruta climatrica, es decir, que una vez que se cosecha, sus caractersticas fsicas y qumicas no1.

El corte de la fruta en cinco tajadas simula el mtodo practicado por los vendedores de las calles o rodajeros en la ciudad de Cali, donde representan el 70% del mercado (Bedoya, 1993).

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Ilustracin 1 Carta de color mostrando los grados de madurez externa de la pia variedad manzana. (Fuente: Ramrez, S.)

1

2

3

4

5

6

Ilustracin 2 Medicin de dao externo en pia, variedad manzana

Ilustracin 3 Numeracin y organizacin de las tajadas de pia para la evaluacin interna.

Rodajas de pia

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Cada rodaja se debe observar como si fuera la cara de un reloj y evaluarla independientemente y slo por la cara que est frente al pednculo, como lo muestra la Ilustracin 4. La otra cara no necesita ser evaluada. El dao interno se expresa en porcentaje del rea afectada, teniendo en cuenta que cada una de las rodajas representa el 100% (Ver Ilustracin 5). Para determinar el promedio de dao, se debe usar la siguiente frmula:

Se seleccionaron frutas totalmente sanas, con un grado de madurez de 2 a 3 y con un promedio de peso de 2 Kg. En cada sistema de comercializacin se realizaron tres evaluaciones o recorridos, con chequeos en los siguientes puntos de control; Punto 1: En la finca. Punto 2: En el centro de acopio, y Punto 3: En el sitio de venta. La fruta fue transportada en dos etapas, desde el punto 1 al 2 y del 2 al 3.Ilustracin 4 Rodaja totalmente sana

=

=

Donde: ri = Porcentaje de dao de cada rodaja, i= 15 n = Nmero de rodajas = Promedio del porcentaje de dao.

0%

Evaluacin del dao mecnico en la pia durante el transporteTamao de la muestraIlustracin 5 Rodaja de pia con dao interno

El tamao se ajust al recomendado por el National Research Institute NRI (1994).Estrategia de monitoreo

25%

El trabajo se desarroll en la finca El Congo, ubicada en el Departamento del Cauca, y en los centros de acopio y distribucin de Cali, Palmira y Buga, en el Departamento del Valle del Cauca, Colombia. Las frutas para la evaluacin fueron tomadas de las que se encontraban listas para su comercializacin, en el sistema a granel, va Santa Elena, y en canastilla plstica, va Cavasa.

20%

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Metodologa estadstica

Los datos se analizaron de la siguiente forma: Anlisis descriptivo del dao externo e interno para el sistema de manejo en canastilla plstica y el sistema a granel. Para verificar la hiptesis de igualdad del dao mecnico en los diferentes puntos de chequeo, para cada uno de los sistemas de manejo, se realizaron las siguientes comparaciones: Entre los diferentes puntos de chequeo para cada sistema de manejo, mediante un anlisis de varianza y la prueba de comparacin mltiple de Tukey. Entre el sistema de canastilla plstica y el sistema a granel agrupando los tres (3) puntos de chequeo. La comparacin se hizo utilizando la prueba T de Student. En cada punto de chequeo para cada sistema de manejo. Para esta comparacin se tuvieron en cuenta los datos del sistema de canastilla plstica dentro del canal de Cavasa y todos los datos del sistema a granel dentro del canal de Santa Elena. La comparacin se realiz mediante la prueba T de Student. Anlisis del dao mecnico entre el sistema de manejo a granel comparado con el sistema de canastilla plstica, dentro del canal de Cavasa, utilizando la prueba T de Student.

La unidad experimental fue conformada por lotes de pia que variaron en nmero, segn el sistema de manejo y el canal de comercializacin, as: Para el sistema a granel, correspondiente al canal de Santa Elena, la unidad experimental fue conformada por 10 unidades en el punto 1 (finca), 20 unidades en el punto 2 (centro de acopio) y 20 unidades en el punto 3 (sitio de venta). Para el sistema en canastilla plstica, correspondiente al canal de Cavasa, la unidad experimental fue conformada por 10 unidades en el punto 1, 10 unidades en el punto 2 y 10 en el punto 3. Adicionalmente, para este canal, se evalo el sistema de manejo a granel con el fin de compararlo con el sistema de canastilla plstica, bajo iguales condiciones climticas, de transporte, de vas y del tiempo de viaje, utilizando 10 unidades de pia transportada a granel entre la finca y centro de acopio. Los puntos de chequeo corresponden a puntos intermedios a lo largo de los canales de comercializacin de la pia en el Valle del Cauca. Las variables consideradas en este estudio corresponden al deterioro de la calidad de la pia causado por daos mecnicos y aplicando la nueva metodologa de evaluacin propuesta en este trabajo, tenemos:Dao externo

Se consideraron todas las pias daadas por unidad experimental, estimando el rea afectada en cada pia; estas reas se promediaron para obtener un valor por unidad experimental.Dao interno

Resultados y discusinAnlisis descriptivo

Para cada pia se estim el porcentaje de dao a partir de cinco (5) rodajas, luego se obtuvo un promedio con todas las pias de la unidad Mediante el anlisis descriptivo de los datos, se encontr que el promedio de deterioro de

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experimental.

la calidad en la pia, causado por daos mecnicos, tanto externos como internos, es menor cuando es manejada en canastilla plstica que a granel (Ver Tablas 2 y 3). Tambin se observ que el comportamiento del dao externo e interno fue similar a travs de los tres puntos de chequeo; es decir, que los valores se incrementan a medida que la fruta avanza dentro del canal de comercializacin; por lo tanto el mayor valor se encontr en el punto de venta.Pruebas de hiptesis

Al realizar la separacin de medias se observ que el mayor dao, tanto externo como interno, ocurri en el punto de venta con aproximadamente 10 cm2 y 12%, respectivamente (Ver Tablas 4 y 5). La comparacin de los sistemas, una vez agrupados los tres puntos de chequeo, mostr diferencias significativas segn la prueba T de Student (Ver Tabla 6). El deterioro de la calidad en la pia, causado por daos mecnicos, es menor cuando es manejada en canastilla plstica que cuando es manejada a granel; segn la prueba T de Student no se encontraron diferencias significativas en el centro de acopio ni en el punto de venta para dao externo; pero el dao

El anlisis de varianza no mostr diferencias significativas para el dao interno y externo en el sistema de canastilla plstica, mientras que para el sistema a granel se encontraron diferencias significativas.

Tabla 2 Anlisis descriptivo de dao externo en la pia cuando es manejada en canastilla plstica y a granel Dao externo (cm2) Punto de chequeo Canastilla plstica (Va Cavasa) No. X s c.v. c.v. Min. Mx. No. A granel (Va Santa Elena) X s c.v. c.v. Min. Mx.

Finca Centro de acopio Punto de venta*

30 30 25*

1.33 3.07

230

0 0 0

12.56

30

2.74 4.97

180

0 0 0

17.27 28.27 47.90

3.45 5.19 150 5.02 5.35 106

19.63 59* 19.63 59*

7.22 8.47 117 9.5 11.40 119

Debido a la eliminacin de algunos valores "extremos" ("outliers"), el total de los datos usados para el anlisis estadstico es a veces menor a lo planeado originalmente.

Tabla 3 Anlisis descriptivo de dao interno en la pia cuando es manejada en canastilla plstica y a granel Dao interno (%) Punto de chequeo Canastilla plstica (Va Cavasa) No. X s c.v. c.v. Min. Mx. No A granel (Va Santa Elena) X s c.v. c.v. Min. Mx.

Finca Centro de acopio Punto de venta*

30 30 25*

2.50 3.00

119

0 0 0

12 20 32

30 59*

2.80 3.20

115

0 0 0

12 40 40

4.60 4.70 103 4.90 6.30 129

8.80 9.00 102

59* 11.57 10.10 87

Debido a la eliminacin de algunos valores "extremos" ("outliers"), el total de los datos usados para el anlisis estadstico es a veces menor a lo planeado originalmente.

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Tabla 4 Comparacin mltiple de medias a partir de la prueba T de Tukey, para dao externo e interno, en los tres puntos de chequeo para la pia manejada en canastilla plstica Variables Punto de chequeo rea de dao externo (cm2) Prdidas por dao interno (%)

Finca Centro de Acopio de Cavasa Punto de venta

1.33 a 3.45 a 5.19 a

2.46 a 4.08 a 4.56 a

Los valores de la misma columna y que tienen la misma letra no presentan diferencias significativas.

Tabla 5 Comparacin de medias (diferencias medias significativas) por la prueba T de Tukey, para dao externo e interno, en los tres diferentes puntos de chequeo para la pia manejada a granel Variables Punto de chequeo rea de dao externo (cm2) Prdidas por dao interno (%)

Finca Centro de Acopio de Santa Elena Punto de venta

2.74 b 7.23 ab 9.61 a

2.80 a 8.87 b 11.55 b

Los valores de la misma columna y que tienen la misma letra no presentan diferencias significativas.

Tabla 6 Prueba T de Student para comparar el dao mecnico en los sistemas de canastilla plstica y a granel Sistema de manejo rea de dao externo (cm2) Media Varianza T Pr>T Prdidas por dao interno (%) Media Varianza T Pr>T

Canastilla plstica (Cavasa) A granel (Santa Elena)

3.43 Igual 6.53 2.1396 0.04181*

3.70 Igual 7.74 2.8472 0.0116*

* Diferencias significativas.

interno present diferencias significativas en el centro de acopio y altamente significativas en el punto de venta (Ver Tablas 7 y 8). En efecto, nuevamente la variable dao

entre los dos sistemas, lo que justifica el desarrollo del mtodo de evaluacin interna. Esta medida se muestra ms sensible que la medida del dao externo, a la vez esta gran sensibilidad podra deberse a la uniformidad de los datos (Ver Tabla 9).

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interno muestra diferencias significativas

Tabla 7 Prueba T de Student para comparar el dao mecnico en los sistemas de canastilla plstica y a granel en los centros de acopio Sistema de manejo rea de dao externo (cm2) Media Varianza T Pr>T Prdidas por dao interno (%) Media Varianza T Pr>T

Canastilla (Cavasa) A granel (Santa Elena)ns = No significativo

3.45 Igual 7.23* Diferencias significativas.

4.56 -2.44 0.0712ns 8.88 Igual -3.1616 0.034*

Tabla 8 Prueba T de Student para comparar el dao mecnico en los sistemas de canastilla plstica y a granel en los puntos de venta Sistema de manejo rea de dao externo (cm2) Media Varianza T Pr>T Prdidas por dao interno (%) Media Varianza T Pr>T

Canastilla (Cavasa) A granel (Santa Elena)ns = No significativo

5.51 Igual 9.61** Diferencias altamente significativas.

4.08 2.1097 0.1025ns 11.55 Igual 10.4457 0.0005**

Tabla 9 Prueba T de Student para comparar el dao mecnico en los sistemas de canastilla plstica y a granel dentro del canal de Cavasa Sistema de manejo rea de dao externo (cm2) Media Varianza T Pr>T Prdidas por dao interno (%) Media Varianza T Pr>T

Canastilla (Cavasa) A granel (Cavasa)ns = No significativo

3.45 Igual 9.71* Diferencias significativas.

4.56 -1.6303 0.1784ns 9.80 Igual -3.6934 0.0210*

ConclusionesEl estudio preliminar indic que el principal factor de deterioro de la pia comercializada en el Valle del Cauca fue el dao mecnico, causado por golpes y magulladuras y heridas durante la etapa de comercializacin.

En la segunda etapa o evaluacin comparativa del dao mecnico de la pia durante la comercializacin, los resultados obtenidos en el canal de Santa Elena confirman que el sistema de manejo a granel contribuye a un mayor deterioro de la fruta en contraste con el

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manejo en canastilla plstica, donde la fruta se conserv mejor. Aunque en un futuro se deben desarrollar nuevos estudios donde se analice un mayor numero de datos. La investigacin determin, asimismo, la importancia de la evaluacin de dao interno. El mtodo de medicin interno aparece ms sensible para evaluar los daos ocurridos durante el transporte, ya que en muchas ocasiones la fruta se mostraba aparentemente sana como resultado de la evaluacin externa, pero internamente mostr diferencias significativas de dao. Como puede verse, los resultados del dao interno indicaron que el sistema de manejo y tipo de empaque influyen en el nivel de deterioro de la fruta y en la calidad. En efecto, la variable dao interno muestra diferencias significativas entre los dos sistemas, lo que justifica su desarrollo e implementacin.

RecomendacionesDe acuerdo c