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Revisión bibliográfica e índices / Literature and indexes review / Revisão bibliográfica e índicesJovany Arley Sepúlveda Aguirre

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Fecha de edición/ Edition date/ Data de edição: 25 de junio de 2014

ISSNp: 1909-0455 ISSNe: 2323-0703 Enero-Junio de 2014 Vol.9, No.1

Tabla de contenido/ Table of contents / Tabela de conteúdo

Revista Producción + Limpia Vol. 9, N°1

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EDITORIAL

Alternativas ambientalesÁngela María Bedoya Mejía

ARTíCULO ORIgINAL / ORIgINAL ARTICLE / ARTIgO ORIgINAL

Eficiencia de la semilla Moringa Oleífera como coagulante natural para la remoción de la turbidez del río Sinú

Efficiency of Moringa Oleífera seed as a natural coagulant to remove turbidity from Sinú river´s water

Eficiência da semente Moringa Oleífera como coagulante natural para a remoção da turbidez do rio Sinú

Jhon Jairo Feria Díaz, Sixto Bermúdez Roa, Ana María Estrada Tordecilla

Evaluación del comportamiento de un reactor UASB con diferentes cargas orgánicas provenientes de lactosuero

Evaluating the behavior of a UASB reactor with different organic loads from whey

Avaliação do comportamento de um reator UASB com diferentes cargas orgânicas provenientes de soro lácteo

Ricardo Adolfo Parra Huertas, Rafael Germán Campos Montiel

Technical and economical assessment of power generation technologies firing syngas obtained from biosolid gasification

Evaluación técnica y económica de tecnologías de generación de potencia a partir de gas de síntesis obtenido de la gasificación de biosólidos

Avaliação técnica e econômica de tecnologias de geração de potência a partir de gás de síntese obtido da gasificação de biosólidos

Luis Carlos Olmos Villalba, Elizabeth Rodríguez Acevedo

Diseño y evaluación del compostaje como alternativa para el tratamiento de residuos de aditivos en la construcción

Design and evaluation of composting as an alternative to treat waste from additives in construction industries

Desenho e avaliação do compostagem como alternativa para o tratamento de resíduos de aditivos na construção

Javier Mauricio González Díaz, María Alejandra Medina

Estrategia didáctica basada en preguntas para favorecer el pensamiento crítico en la clase de gestión ambiental en

el Instituto Tecnológico Metropolitano -ITMDidactic strategy based on questions to favor critical thinking in the

environmental management class, at Instituto Tecnológico MetropolitanoEstratégia didática baseada em perguntas para favorecer o pensamento

crítico na classe de gestão ambiental no Instituto Tecnológico MetropolitanoSilvia Andrea Quijano Pérez, Adriana María Soto Zuluaga,

Miriam Janet Gil Garzón

Reducción de desperdicios de materia prima en una empresa del sector metalmecánico mediante la implementacion y

modelación del cutting stock problemReduction of raw material waste in a metal-mechanic company

by the implementation of the cutting stock problem modelRedução de desperdícios de matéria prima numa

empresa do setor metalomecânico mediante aimplementação a modelação del cutting stock problem

Juan Pablo Orejuela Cabrera, Diana Andrea Peña Calderón, Cristiam Andrés Gil González

Concentración de carotenoides totales en residuos de frutas tropicales

Total concentration of carotenoids in tropical fruits´ wasteConcentração de carotenoides totais em resíduos de frutas tropicais

Luis Eduardo Ordoñez-Santos, Paola Hurtado Aguilar, Oscar Duban Ríos Solarte, Maria Enith Arias Jaramillo

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Consumo de leña en fogones tradicionales en familias campesinas del oriente antioqueño

Firewood consumption in traditional stoves among traditional peasant families from the Antioquian Eastern region

Consumo de lenha em fogões tradicionais em famílias camponesas do oriente antioqueño

Juan Fernando Ramírez Quirama, Adolfo León Taborda Vergara

ARTíCULO DE REVISIóN / REVIEw ARTICLE / ARTIgO DE REVISãO

Minería de rellenos sanitarios como alternativa de gestión para residuos sólidos

Landfill mining as an alternative for solid waste managementMineração de aterros sanitários como

alternativa de gestão para resíduos sólidosCarlos Alberto Severiche Sierra, Rosa Leonor Acevedo Barrios,

José Del Carmen Jaimes Morales

ARTíCULOS DE REFLExIóN / REFLECTION ARTICLE / ARTIgO REFLExãO

En la búsqueda de un modelo bioético para la experimentación con animales: elementos para su fundamentación

Design and evaluation of a composting system as an alternative to treat the waste of construction additives

Desenho e avaliação de um sistema de compostagem como alternativa de tratamento de resíduos de aditivos para a construção

Luis Fernando Garcés Giraldo

Política editorialInstrucciones para los autores

Correspondencia

Editorial policyInstructions to authors

Correspondence

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Política editorial Instruções para autores Correspondência

Información para obtener y reproducir los documentos publicados Information to obtain and reproducing the published articles Informação para obter e reproduzir os documentos publicados

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Editorial

Alternativas ambientales

La problemática ambiental evidencia, cada vez más, la necesidad de desarrollar meca-nismos efectivos en los sectores productivos para mejorar las condiciones ambienta-les. Existe una tendencia global para quienes desarrollan proyectos investigativos en el tema, y es la búsqueda del mejoramiento de condiciones ambientales, sin dejar a un lado el desarrollo tecnológico; incluso esta evolución tecnológica puede ser aprove-chada para establecer medidas que permitan mitigar impactos adversos ambientales que se generan en las actividades antrópicas.

Lo anterior se ha enfocado en el planteamiento de alternativas ambientales aplicables a cada caso según el contexto, mediante análisis comparativo de dos o más opciones.

Desde el desarrollo de múltiples ejercicios investigativos, han surgido diversas técni-cas o metodologías que permiten establecer acciones de mejoramiento en los dife-rentes procesos que el ser humano desarrolla a lo largo de su vida.

En este número la revista PRODUCCIÓN + LIMPIA presenta a sus lectores una serie de artículos, con rigor científico y académico, y de gran calidad, para considerar como alternativas ambientales en diferentes sectores y, a su vez, generar reflexiones alre-dedor de los mismos. Dichos artículos hacen referencia a estrategias que permiten obtener métodos de aplicación o evaluación de equipos y/o procesos que contribu-yan al mejoramiento de la calidad del agua, así como al tratamiento, aprovechamiento y valorización de residuos sólidos. Finalmente, como artículo de reflexión en este número se aborda un tema de gran interés para la sociedad y que día a día adquiere mayor importancia: la bioética para experimentación con animales.

Así pues, los artículos presentes en esta edición tienen un enfoque totalmente orien-tado a nuestra política editorial en los temas de medio ambiente, gestión ambiental e implementación de tecnologías sanas y limpias.

Con la divulgación de resultados de investigación, nuestra revista busca no solo ge-nerar conocimiento sino aportar a todo el sector productivo estrategias que puedan ser replicadas con el uso de las ciencias básicas en la determinación de iniciativas am-

bientales sostenibles, y que sean el fundamento para profundizar en el desarrollo de otras alternativas ambientales capaces de evolucionar con las necesidades que trae el día a día en los ámbitos social, natural, político, económico y cultural, conocido como ambiente desde la concepción holística del mismo.

Las alternativas ambientales se orientan a mejorar la relación del medio natural y el medio artificial, y generan la posibilidad de definir la actuación más adecuada para cada situación específica que se derive de un proyecto.

Con lo planteado en este editorial y con la pertinencia del enfoque investigativo hacia los ámbitos ambiental, científico y académico, extendemos la invitación a todos nuestros lectores para que propicien espacios de discusión en torno a los desarrollos de investigación presentados, con el objetivo de asumir los nuevos retos y problemas que en cuestiones ambientales están surgiendo constantemente, y para desarrollar con plena responsabilidad la capacidad de adaptación a las nuevas dinámicas que trae el desarrollo.

Ángela María Bedoya MejíaDocente Facultad de Ingenierias

Corporación Universitaria Lasallista

Artículo original / Original article / Artigo original art 1Producción + Limpia - Enero - Junio de 2014. Vol.9, No.1 - 9•22

Efficiency of Moringa Oleífera seed as a natural coagulant to remove turbidity from Sinú river´s water

Eficiência da semente Moringa Oleífera como coagulante natural para a remoção da turbidez do rio Sinú

Jhon Jairo Feria Díaz**, Sixto Bermúdez Roa***, Ana María Estrada Tordecilla****

* Artículo producto de la investigación titulada “Eficiencia de la semilla de la planta Moringa Oleífera como coagulante natural para la remoción de los niveles de turbidez en el Rio Sinú”, realizada en la ciudad de Montería, durante el año 2013. **Magíster en Ciencias Ambientales. Docente Interno Facultad de Ingeniería Sanitaria y Ambiental de la Universidad Pontificia Bolivariana, Seccional Montería. Coordinador del Grupo de Investigación CAMHA. ***Magíster Ciencias Química. Docente Ciencias Básicas, Universidad Pontificia Bolivariana, Seccional Montería. ****Ingeniera Sanitaria y Ambiental, miembro del Grupo de Investigación CAMHA. Correspondencia: Jhon Jairo Feria Díaz, e-mail: [email protected]

Artículo recibido: 27/02/2014; Artículo aprobado: 16/06/2014

Eficiencia de la semilla Moringa Oleífera como coagulante natural

para la remoción de la turbidez del río Sinú*

Resumen

Introducción. El río Sinú es la principal fuente de abastecimiento de agua potable en el departamento de Córdoba. Sin embargo, sus niveles de turbidez requieren de coagulación, que utiliza productos químicos costosos. Los coagulantes naturales como la Moringa Oleífera (M. Oleífera) representan una alternativa sostenible, económica y segura para la potabilización. Objetivo. Evaluar la eficiencia de la semilla de M. Oleífera como coagulante y sus efectos sobre el pH y la alcalinidad. materiales y métodos. Se realizaron ocho muestreos simples en el río Sinú, entre marzo y abril de 2013. Las semillas de M. Oleífera se seleccionaron, descascararon, secaron, molieron y tamizaron en una malla de 250 μm hasta obtener un polvo fino, que luego fue desengrasado usando un equipo de extracción Soxhlet. Se prepararon dosis de coagulante natural desde 2,5 mg/L hasta 30,0 mg/L en solución salina y se aplicaron a cada muestra toma-da del río. Se generó un modelo cúbico de superficie de respuesta para evaluar la eficiencia de remoción de turbidez. Resultados. Altas eficiencias de remoción de turbidez (>90 %) se lograron con dosis entre 4,5 mg/L y 17,5 mg/L de coagulante natural para turbiedades iniciales

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mayores a 90,0 UNT. Sin embargo, para turbiedades iniciales menores a 66,0 UNT, las eficiencias fueron también menores (entre 70 % y 85 %). No se evidenciaron alteraciones significativas en el pH y la alcalinidad luego de los ensayos. Conclusión. La M. Oleífera es un coagulante eficaz, seguro y económico para la remoción de turbidez del agua cruda del río Sinú.

Palabras clave: turbidez, coagulantes naturales, río Sinú, Moringa Oleífera.

AbstRACt

Introduction. Sinú river is the main fresh water supplying source in the Córdoba province, but its turbidity levels require it to be coagulated, and this means costly chemical products. Natural coagulants such as Moringa Oleifera (M. Oleifera) represent a sustainable, cheap and safe alternative for water purification. Objective. To eva-luate the M. Oleifera seeds as a coagulant and its effects on pH and on the alkalinity. materials and methods. Eight simple samplings were performed at the Sinú river, between March and Aril 2013. M. Oleifera seeds were selected, husked, dried, minced and sifted until a fine powder was obtained. This powder was, then, degreased, by the use of a Soshlet extraction equipment. The doses of the coagulant were prepared, from 2,5 mg/L to 30,0 mg/L in saline solution and were applied to each sample taken from the river. A cubic response surface model was generated in order to evaluate the turbidity removal. Results. High turbidity removal efficiency values (>90 %) were achieved with doses between 4,5 mg/L and 17,5 mg/L of natural coagulant for initial turbidities above 90,0 UNT. Nevertheless, for initial turbidities below 66,0 UNT, efficiency levels were also lower (between 70 % and 85 %).No significant pH and alkalinity alterations were found after the tests. Conclusion. M. Oleifera is an effi-cient, safe and economic coagulant to remove turbidity from Sinú river´s water.

Key words: Turbidity, natural coagulants, Sinú river, Moringa Oleifera.

ResumO

Introdução. O rio Sinú é a principal fonte de abastecimento de água potável no departamento de Córdoba. No entanto, seus níveis de turbidez requerem de coagulação, que utiliza produtos químicos custosos. Os coa-gulantes naturais como a Moringa Oleífera (M. Oleífera) representam uma alternativa sustentável, econômica e segura para tornar a água potável. Objetivo. Avaliar a eficiência da semente de M. Oleífera como coagulante e seus efeitos sobre o PH e a alcalinidade. materiais e métodos. Realizaram-se oito amostragens simples no rio Sinú, entre março e abril de 2013. As sementes de M. Oleífera se selecionaram, descascaram, secaram, moeram e peneiraram numa malha de 250 μm até obter um pó fino, que depois foi desengraxado usando uma equipe de extração Soxhlet. Prepararam-se dose de coagulante natural desde 2,5 mg/L até 30,0 mg/L em solução salina e se aplicaram a cada mostra tomada do rio. Gerou-se um modelo cúbico de superfície de resposta para avaliar a eficiência de remoção de turbidez. Resultados. Altas eficiências de remoção de turbidez (>90 %) conseguiram-se com dose entre 4,5 mg/L e 17,5 mg/L de coagulante natural para turbiedades iniciais maiores a 90,0 UNT. No entanto, para turbiedades iniciais menores a 66,0 UNT, as eficiências foram também menores (entre 70 % e 85 %). Não se evidenciaram alterações significativas no PH e a alcalinidade depois dos ensaios. Conclusão. O M. Oleífera é um coagulante eficaz, seguro e econômico para a remoção de turbidez do água crua do rio Sinú.

Palavras importantes: turbidez, coagulantes naturais, rio Sinú, Moringa Oleífera.

Producción + Limpia - Enero - Junio de 2014. Vol.9, No.1 - J. J. Feria Díaz et al - 9•22

11Eficiencia de la semilla Moringa Oleífera como coagulante natural para la remoción de la turbidez del río Sinú

IntRODuCCIÓn

En Colombia, el rio Sinú sirve como fuente de abastecimiento a 18 sistemas de acueductos municipales en el departamento de Córdoba, pero a lo largo de su curso recibe aportes de carga orgánica y sedimentos, que hacen que sus características fisicoquímicas no sean estables y varíen constantemente, con niveles altos de turbiedad, mayores a 1200 UNT, en época de lluvia y entre 40 UNT y 60 UNT, en época seca (Feria, 2012). Durante el proceso de potabilización del agua cruda, comúnmente se utilizan coagulantes inorgánicos y/o polímeros sintéticos para la reducción de sólidos suspendidos, bacterias y virus, entre otros microrganismos. En la actualidad, hay principalmente dos productos químicos que se utilizan para el proceso de coagulación en países en vías de desarrollo: el sulfato de aluminio y el cloruro férrico (Lédo et al., 2009). Debido a la limitada disponibilidad y el relativo alto costo de estos productos sintéticos para el mundo en desarrollo, hay una necesidad urgente de encontrar soluciones alternativas para la purificación de agua (ayudas de coagulación) en aldeas y zonas rurales (Pritchard et al., 2010b). De otra parte, diversos investigadores (Flaten, 2001; Gauthier et al., 2000; Nieboer et al., 1995; Martyn et al., 1989; Miller, et al., 1984; Crapper et al., 1973) sugieren que las sales de aluminio en el agua potable pueden inducir la enfermedad de Alzheimer, y otros estudios han reportado que sus residuos pueden ser carcinógenos (Sanghi et al., 2006; Katayon et al., 2006; Litherland, 1995). Por el contrario, el uso de un coagulante de origen natural, como la Moringa Oleífera (M. Oleífera) evita el uso de productos sintéticos, es más compatible con el medio ambiente (Poumaye et al., 2012; Pritchard et al., 2010a), resulta activo, seguro y económico (Ghebremichael et al., 2005; Castro y Silva, 2004; Ndabigengesere y Narasiah, 1998), y es posible su amplia utilización en el tratamiento del agua, lo que trae beneficios económicos para los países donde se cultive el árbol de M. Oleífera y para las regiones de difícil acceso geográfico y con baja capacidad económica.

La M. Oleífera es un árbol tropical perteneciente a la familia Moringaceae. Es originario del noroeste de la India, y es conocido en Brasil como Quiabo de quina y Lirio blanco (Lopes y Silva, 2004). Este árbol es resistente a la sequedad y crece en zonas áridas y semiáridas, por lo que se le llama el árbol mila-groso (Ghebremichael et al., 2005; Ali et al., 2004). Se ha encontrado que el componente activo de la semilla de M. oleífera que causa la coagulación del agua cruda turbia es una proteína soluble que actúa en el proceso como un polielectrolito catiónico natural (Barth et al., 1982; Jahn, 1989). La capacidad de coagulación de las proteínas se ve incrementada cuando se emplean sales inorgánicas en su extracto (Okuda et al., 2001). La extracción y purificación de los componentes activos del coagulante de M. oleífera obtenido con solución salina no aumenta la concentración orgánica residual del agua después de la coagulación (Okuda et al., 2001). El empleo de M. Oleífera no induce a cambios significativos de los valores de pH y conductividad del agua después de su tratamiento (Ndabigengesere y Narasiah, 1998). Los coagulantes naturales de origen vegetal son biodegradables y económicos en países en desarrollo, ya que pueden ser cultivados localmente y tienen una gama amplia y eficaz de dosificación para la floculación de diversas suspensiones coloidales (Sanghi et al., 2006). Adicionalmente, varios in-vestigadores verificaron también la presencia de propiedades bactericidas en las semillas de M. Oleífera (Huda et al., 2012, Ghebremichael et al., 2005; Jahn, 1986) y una correlación positiva entre la reducción de la turbidez y la reducción de huevos de helmintos en agua tratada para riego, sugiriendo que se adhieren a las partículas y/o a los flóculos formados en la coagulación del agua cruda a partir de la M. Oleífera y se sedimentan simultáneamente (Mita et al., 2012).

Investigaciones realizadas para agua cruda de los ríos Kadahokwa y Rwamamba, localizados en el sector Tumba, distrito de Huye, provincia del sur de Ruanda, reportaron reducciones del 95 %, 99 %, y 99,8 % para turbiedades de 50, 250 y 450 NTU, respectivamente. También se encontraron reduc-ciones de color por encima del 90 % para las muestras tomadas (Nkurunziza et al., 2009). Resultados similares fueron hallados para agua cruda de un arroyo turbio, en Malasia, en una planta a escala piloto, utilizando la M. Oleífera como coagulante, y se lograron reducciones de turbiedades entre 21 y 202 UNT a valores entre 1,9 y 4,3 UNT (Muyibi y Alfugara, 2003).

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En este artículo se muestran los resultados de la eficiencia de remoción de turbidez de la semilla de M. Oleífera, utilizada como coagulante natural para el tratamiento del agua cruda del río Sinú y su influencia en el comportamiento de la alcalinidad y el pH de las muestras analizadas. Adicionalmente, se comparó la eficiencia del coagulante natural desengrasado (sin contenido de grasas y/o aceites vegetales) y sin desengrasar con la eficiencia del sulfato de aluminio.

mAteRIALes Y mÉtODOs

muestras de agua crudaLas muestras de agua cruda se tomaron sobre la margen derecha del río Sinú, cerca de la captación de la planta potabilización del Barrio Mocarí, en la ciudad de Montería, Córdoba. Se realizaron ocho muestreos simples entre los meses de marzo y abril de 2013, al final del período seco e inicio del período de lluvias en la región.

Preparación de la semilla de Moringa oleífera

La recolección de los frutos de M. Oleífera se efectuó durante el mes de enero de 2013, de un árbol sembrado en el campus de la Universidad Pontificia Bolivariana, Seccional Montería. Las frutas son vainas que contienen aproximadamente 20 semillas. Las semillas se retiraron manualmente de las vainas secas. Las vainas verdes no poseen ninguna actividad de coagulación (Ndabigengesere et al., 1995). Las semillas colectadas se secaron durante una hora en un horno marca WTB Binder a 105 °C, se trituraron en un molino manual marca Corona, se tamizaron (250μm) y se obtuvo un polvo fino (Ali et al., 2010).

Desengrasado de la semillaSe extrajeron 40,0 gramos de polvo de semilla de M. Oléifera, durante 24 horas con n-hexano en un extractor tipo Soxhlet (Bathia et al., 2007). El marco resultante se secó en el horno a 105 °C durante 24 horas y se almacenó en un desecador durante todo el período de estudio, a una temperatura promedio de 25 ± 2 º C.

extracción del coagulanteSe disolvieron en 10,0 mL de solución salina de NaCl, al 1,0%0, 10 gramos de polvo de semilla desen-grasada para obtener una concentración de 10.000 mg/L. La solución resultante se centrifugó durante 10 minutos a 6000 rpm en una centrifugadora tipo Hermile-Mod Z-20 (Ali et al., 2010). El líquido sobrenadante se filtró a presión reducida en un equipo de vacío marca GAST-Mod-DUAp104-AA. El filtrado se preservó y se utilizó como coagulante natural en los ensayos de Jarras. El mismo procedi-miento se usó para 0,10 gramos de polvo de semilla sin desengrasar.

ensayos de Jarras Para los ensayos de tratabilidad, se tomaron 8 turbiedades diferentes (24,56 UNT; 48,20 UNT; 66,00 UNT; 96,20 UNT; 174,33 UNT; 247,50 UNT; 320,00; 364,66 UNT) a partir de los muestreos realiza-dos aleatoriamente y se adicionaron 12 dosis diferentes de coagulante natural de 2,5 mg/L; 5,0 mg/L; 7,5 mg/L; 10,0 mg/L; 12,5 mg/L; 15,0 mg/L; 17,5 mg/L; 20,0 mg/L; 22,5 mg/L; 25,0 mg/L; 27,5 mg/L y 30,0 mg/L a cada una de las muestras obtenidas en los monitoreos, con el fin de obtener como variable respuesta la turbidez. Se utilizó un equipo de test de jarras marca EyQ F6-300-T equipado con seis paletas gira-torias e igual número de vasos de precipitados de 800 mL. La mezcla rápida fue de 200 rpm durante


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1 minuto (gradiente de velocidad de 170 s-1), seguido por la mezcla lenta de 40 rpm durante 20 minutos (gradiente de velocidad de 22 s-1) y con un tiempo de sedimentación de 30 minutos (Muyibi et al., 2003). Al sobrenadante de cada vaso de precipitado se realizó la prueba de turbidez con un turbidímetro marca Hach Company-EE. UU., modelo 2100P (Ali et al., 2010). Adicionalmente, para medir el pH y la temperatura del agua se utilizó un pHmetro modelo 827, marca MetroHM. (Olivero et al., 2013). Para las dosis que mostraron mayor eficiencia de remoción (7,5 mg/L; 10,0 mg/L; 12,5 mg/L y 15,0 mg/L), se realizaron ensayos de jarras adicionales con el fin de comparar el comportamiento del coagulante natu-ral en condiciones de desengrasado y sin desengrasar, con un coagulante sintético (Al2 (SO4)3). Todas las soluciones madre de los coagulantes, de donde luego se tomaron los volúmenes que se aplicaron en los ensayos de jarras, se prepararon en concentraciones al 1 %, es decir, de 10.000 mg/L.

Parámetros fisicoquímicosSe analizó para cada una de las muestras la turbidez, la alcalinidad, el pH y la temperatura, de acuerdo con los métodos estándar (APHA, 2005).

modelo y análisis estadísticoPara el análisis estadístico de los datos, se utilizó el software Design Expert (versión Trial 8.0, Stat-Ease, Inc., Minneapolis, EE. UU.), en una versión libre de prueba. Se generó un modelo cúbico y se le aplicó un análisis de varianza, con el fin de visualizar la relación entre variables experimentales y sus respuestas, a través de gráficos de superficie de respuesta (Bathia et al., 2007).

ResuLtADOs Y DIsCusIÓnLa tabla 1 indica las condiciones iniciales de las muestras de agua cruda del río Sinú.

tabla 1. Características de las muestras de agua cruda tomadas en el río sinú

Fecha de monitoreo turbidez (unt) Alcalinidad (mg/l) pH temperatura (°C)

01/03/2013 24,56 68,00 7,83 26,00

07/03/2013 48,20 52,00 7,43 25,80

14/03/2013 66,00 56,00 7,92 25,30

21/03/2013 96,20 52,00 8,00 26,30

05/04/2013 247,50 58,00 8,09 26,60

12/04/2013 174,33 56,00 8,04 26,80

19/04/2013 364,66 46,00 7,69 27,20

26/04/2013 320,00 54,00 7,65 25,90

Según el Reglamento del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS), el pH y la turbidez de las muestras permite categorizar a la fuente como deficiente o muy deficiente, y recomienda un tra-tamiento convencional con coagulación, sedimentación y filtración rápida, entre otros (Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio, 2010). La alcalinidad de todas las muestras fue baja, si se considera que el valor máximo admisible es de 200 mg/L, establecido en la Norma Colombiana para la calidad del


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agua para consumo humano (Ministerio de la Protección Social y Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2007), lo que puede afectar la eficacia de los procesos de coagulación (Spellman et al., 2004); adicionalmente, valores bajos de alcalinidad tornan el agua corrosiva para las tuberías de las redes de distribución, protegiendo a los microrganismos de los desinfectantes, lo que representa-ría una amenaza de salud pública. La temperatura cálida del agua favorece el uso de la semilla de M. Oleífera como coagulante, puesto que a mayor temperatura se obtiene mayor eficiencia, en un rango de 5 °C a 60 °C (Pritchard et al., 2010a).

Con los resultados del test de jarra, luego de aplicar las dosis propuestas de coagulante natural des-engrasado a cada una de las muestras de agua cruda, se construyó un modelo cúbico de superficie de respuesta y se aplicó un análisis de varianza, cuyos resultados se muestran en la tabla 2.

Ecuación 1.

Tabla 2. ANOVA para el modelo cúbico de superficie de respuesta

términos del modelo

suma deCuadrados

df Cuadradosprincipales

F p-value

Value Prob > F

Modelo 17691,22 9 1965,69 52,29 < 0.0001

A-Turbiedad Inicial 51,22 1 51,22 1,362 0.2463

B-Dosis 820,64 1 820,64 21,83 < 0.0001

AB 1093,32 1 1093,32 29,08 < 0.0001

A^2 2273,09 1 2273,09 60,47 < 0.0001

B^2 1314,13 1 1314,13 34,96 < 0.0001

A^2B 25,44 1 25,43 0,68 0.4130

AB^2 56,23 1 56,23 1,50 0.2246

A^3 1374,07 1 1374,07 36,55 < 0.0001

B^3 521,44 1 521,44 13,87 0.0003

Residual 3232,78 86 37,59

Cor Total 20924,00 95

El valor de “Prob>F” (p-valor) menor a 0,05 indica que hay diferencias significativas entre los elementos del modelo, es decir, que con diferentes dosis aplicadas de coagulante en distintas turbiedades iniciales del agua cruda, se obtuvieron diferentes respuestas de turbidez final en las muestras. Por otra parte, el R-cuadrado de 0,845 y un R-cuadrado ajustado de 0,829 sugieren que el modelo usado representa adecuadamente el comportamiento de la eficiencia de la semilla de M. Oleífera como coagulante natural, aunque no sea muy cercano a la unidad. La ecuación 1 muestra el modelo cúbico aplicado.


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Figura 1. Modelo de Superficie de respuesta para estimar dosis de coagulante

Donde “Ti” es turbiedad inicial y “C” es la concentración de la dosis aplicada.

El modelo propuesto está limitado a las variables que lo componen (dosis de coagulante y turbidez inicial del agua cruda) y no contempló otras variables como la temperatura. Los ensayos de jarras se realizaron a 20 °C en condiciones controladas de laboratorio.

En la figura 1, se muestra el modelo cúbico de superficie para la remoción de turbidez en función de la turbiedad inicial del agua cruda del río Sinú.

El modelo gráfico representa el diagrama de coagulación para dosis de coagulante desengrasado al 1 %, a partir de la semilla de M. Oleífera. Se observaron eficiencias superiores al 90 % con dosis entre 4,5 mg/L y 17,5 mg/L, para un nivel de turbiedad en el agua cruda del río Sinú mayor a 90,0 UNT y con tiempos de sedimentación de 30 minutos. Con turbiedades entre 24,0 UNT y 66,0 UNT, la eficiencia de remoción está entre el 70 % y el 85 %, para el mismo rango de dosis. Para turbiedades iniciales altas (230,0 UNT a 365,0 UNT) se observaron eficiencias entre 94,8 % y 98,4 % con dosis aplicadas entre 7,0 mg/l y 15,0 mg/l de coagulante natural. Estudios realizados en Malawi, para verificar la eficiencia de la semilla de M. Oleífera en la remoción de turbidez de agua de pozos profundos utilizados como fuente de agua potable, registraron eficiencias mayores al 90 % con turbidez de 49,0 UNT en el agua cruda (Pritchard et al., 2009). Por otra parte, en un estudio realizado en Ghana, tomando agua cruda de un reservorio con una turbidez inicial entre 2 y 23 UNT, se reportó que la semilla de M. Oleífera reduce la turbidez hasta en un 80 %, similar a los resultados obtenidos cuando se utilizó el sulfato de aluminio con dosis entre 12 y 36 mg/l (Amagloh y Benang, 2009). Este comportamiento también es similar al reportado en el presente artículo.

En la figura 2, se presentan los resultados de los dos tipos de coagulantes utilizados para las dosis que mostraron mayor eficiencia de remoción de turbidez. El comportamiento de remoción varió a medida que se incrementó el nivel de turbiedad en el agua cruda. Para concentraciones de turbiedad baja (menor a 60,0 UNT) el coagulante sintético presentó mayor eficiencia de remoción frente al


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Figura 2. Remoción de turbidez en agua cruda de: a) 24,56 unt; b) 48,20 unt; c) 66,0 unt; d) 96,20 unt; e) 174,33 unt; f) 247,50 unt; g) 320,0 unt y h) 364,6 unt

Moringa desengrasada al 1% Moringa sin desengrasar al 1% Sulfato de Aluminio al 1%


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coagulante natural, tanto desengrasado como sin desengrasar. Sin embargo, cuando la turbiedad del agua cruda fue alta (mayor a 250,0 UNT) la eficiencia de remoción de los tres coagulantes fue muy similar, logrando remover más del 94 % de la turbiedad inicial de las muestras tomadas del río Sinú. Este resultado es acorde con lo registrado por Lédo et al. (2009), para la semilla de M. Oleífera usada como coagulante natural en aguas de baja turbidez, donde afirma que la eficiencia de remoción de turbiedad es ligeramente inferior a la observada con sulfato de aluminio, y su uso puede justificarse por el hecho de representar una tecnología sostenible y amigable con el ambiente. La eficiencia de remoción del coagulante desengrasado y el coagulante sin desengrasar no es muy diferente, lo que permite afirmar que no es estrictamente necesario extraer las grasas de las semillas, en particular, cuando se prepara el coagulante en solución salina y se aplica en agua cruda de turbidez inicial entre 200 UNT y 360 UNT.

En la tabla 3, se muestran los resultados de la turbidez final del agua tratada, en función de la dosis óptima aplicada de cada coagulante ensayado.

Tabla 3. Turbidez final lograda con la dosis óptima de los coagulantes ensayados

turbidez Inicial agua cruda

(unt)

turbidez Final con M. Oleífera desengrasada

(unt)

turbidez Final con M. oleífera sin desengrasar

(unt)

turbidez Final con sulfato de Aluminio

(unt)

24,56 7,25 7,62 3,00

48,20 7,00 6,10 2,76

66,00 5,00 7,00 2,66

96,20 9,13 8,90 4,70

174,33 10,00 10,50 6,40

247,50 7,33 8,50 6,00

320,00 8,70 9,80 8,20

364,66 8,30 7,50 3,00

El rango de turbidez final lograda para el coagulante de M. Oleífera se halló entre 5,0 UNT y 10,50 UNT, mientras que para el sulfato de aluminio, estuvo entre 2,66 UNT y 8,20 UNT. Todos los valores repor-tados son superiores a los recomendados por la USEPA (1998), que deben ser menores a 2,0 UNT en las salidas de las unidades de clarificación, con el fin de minimizar la carga de partículas que llegan a los filtros, evitar bajas carreras de filtración y aumentar la calidad del efluente filtrado, que debe ser menor o igual a 0,10 UNT para garantizar que el agua esté libre de huevos de parásitos (CEPIS, 2004). En Colombia, el valor máximo de turbidez del agua filtrada es de 2,0 UNT (Ministerio de la Protección Social y ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2007), lo que permite que el afluente a los filtros sea de una turbidez mayor, sin perjuicio de los problemas mencionados para los filtros. De acuerdo con los resultados obtenidos en los ensayos de jarras, independientemente del tipo de coagu-lante que se utilice, es necesaria la adición de ayudantes de coagulación (polielectrolitos) que permitan mejorar la calidad del agua coagulada, ya que la turbidez final en un proceso de coagulación-floculación depende, básicamente, de las características fisicoquímicas del agua cruda (CEPIS, 2004).

El comportamiento del pH en función de las dosis de coagulante natural desengrasado para cada una de las dosis aplicadas se presenta en la figura 3.


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Figura 3. Comportamiento del pH en función de las dosis aplicadas y la turbidez inicial del agua cruda del río sinú

Para cada turbidez inicial del agua cruda, luego de la aplicación de cada dosis, se evidenció una baja variación del pH en el agua tratada. El pH de las muestras, antes y después de la aplicación del coagu-lante natural, se mantuvo en un rango entre 7,5 y 8,2 unidades de pH y con un coeficiente de variación menor a 0,01 (C.V.< 1%), lo que indica una baja influencia del coagulante en el pH del agua cruda. Este comportamiento fue igualmente hallado en ensayos de laboratorio con una planta piloto de tratamiento de agua cruda, donde se reportó que el extracto de semilla de M. Oleífera tiene un efecto mínimo sobre el pH, y una mayor eficiencia para agua cruda con turbidez alta que con turbidez baja (Yarahmadi et al.,2009). Por otra parte, la efectividad del coagulante natural es ligeramente influen-ciada por el pH, en particular cuando se encuentra alrededor del pH óptimo (6,5 unidades) hallado para la M. Oleífera (Pritchard et al., 2010a). Resultados similares fueron encontrados para muestras de agua de la Laguna de Jiqui, estado del Rio Grande do Norte, Natal (Brasil), donde se observó que el proceso de coagulación no se ve alterado por el pH inicial del agua cruda, es decir, que el proceso de coagulación es independiente del pH (entre 5,0 y 7,0 unidades de pH). Esto es interesante desde el punto de vista de su aplicación directa en una planta de potabilización, puesto que no se debe corregir el pH del agua al ingreso del proceso (Lédo et al., 2009).

En la figura 4, se puede observar el comportamiento de la alcalinidad en función de las dosis de coa-gulante desengrasado y la turbiedad de las muestras.

Los cambios en la concentración de la alcalinidad de las muestras fueron relativamente bajos con un coeficiente de variación menor a 0,06 (C.V. < 6%) para turbidez inicial mayor a 66,00 UNT, lo que permite decir que la aplicación del coagulante natural no afecta considerablemente las características originales de la muestra. En general, la alcalinidad y el pH no varían significativamente en función de las dosis, la velocidad de agitación y el tiempo de duración de las mismas (Rodríguez et al., 2005).

Lo anterior resulta ser una gran ventaja sobre los coagulantes sintéticos, debido a que con la aplica-ción de semilla de M. Oleífera no se compromete el proceso de coagulación y no hay la necesidad de estabilizar el pH luego de su uso, como suele ser necesario al utilizar sales de hierro y aluminio, que


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son coagulantes hidrolizables que reaccionan con la alcalinidad durante el proceso de coagulación (CEPIS, 2004). Estos químicos al restarle alcalinidad al agua la vuelven corrosiva, debido a la disminu-ción del pH, lo que podría lixiviar metales en el sistema de distribución, reducir la efectividad del des-infectante, permitir la formación de biopelículas y, por consiguiente, representar un riesgo sanitario y un problema de salud pública, a menos que se alcalinice nuevamente y se logre el acondicionamiento químico del pH en el agua.

Figura 4. Comportamiento del pH en función de las dosis aplicadas y la turbidez inicial del agua cruda del río sinú

COnCLusIOnesPara turbiedades entre 200 UNT y 360 UNT, el coagulante natural de M. Oleífera tiene el mismo comportamiento que el sulfato de aluminio, con la misma concentración (1 %) y en dosis mayores a 10 mg/L. Con dosis menores y turbiedades bajas del agua cruda (menores a 50 mg/L), el sulfato de aluminio es más eficiente que el coagulante natural. Sin embargo, debido a las características del agua cruda del río Sinú, es necesario utilizar ayudantes de coagulación para conseguir valores cercanos a 2,0 UNT antes del proceso de filtración, independientemente del tipo de coagulante que se utilice. El pH y la alcalinidad de las muestras tratadas con coagulante natural no tuvieron cambios significativos luego de la aplicación de las dosis, lo que es una ventaja sobre los coagulantes sintéticos, ya que no se requiere de acondicionamiento químico ni de estabilización del pH en el agua potabilizada. La extrac-ción de grasas de las semillas de M. Oleífera no es estrictamente necesaria para obtener el coagulante natural, en particular, cuando la turbidez del agua cruda está entre 200 UNT y 360 UNT, lo que lo convierte en una excelente alternativa para la potabilización de agua en zonas rurales y, en general, en áreas pobres y de difícil acceso geográfico en países en vías de desarrollo.


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art 2Artículo original / Original article / Artigo original

Producción + Limpia - Enero - Junio de 2014. Vol.9, No.1 - 23•30

Evaluating the behavior of a UASB reactor with different organic loads from whey

Avaliação do comportamento de um reator UASB com diferentes cargas orgânicas provenientes de soro lácteo

Ricardo Adolfo Parra Huertas**, Rafael Germán Campos Montiel***

* Artículo derivado del proyecto de investigación titulado “Efecto de altas descargas puntuales de lactosuero en un sistema de depuración anaeróbico” realizado entre 2005 y 2006 y financiado por la Fundación Hidalgo Produce A.C. de México. ** Químico de Alimentos, magíster Ciencias de Alimentos, docente Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. ***Licenciado Ingeniería Bioquímica Industrial, magíster en Biotecnología, doctor Biotecnología, docente Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo.Correspondencia: Ricardo Adolfo Parra Huertas, e-mail [email protected]


Evaluación del comportamiento de un reactor UASB con diferentes cargas orgánicas provenientes de lactosuero*

RESUmEn

Introducción. La industria láctea es uno de los sectores más importantes de la economía de países industrializados y en desarrollo. Aproximadamente 90 % del total de la leche utilizada en la industria quesera es eliminado como lactosuero; las estadísticas indican que el lactosuero es descartado como efluente y crea un serio problema ambiental debido a que afecta física y quí-micamente la estructura del suelo. Lo anterior resulta en una disminución en el rendimiento de cultivos agrícolas, y cuando se desecha en el agua, reduce la vida acuática al agotar el oxígeno disuelto. Objetivo. Evaluar un reactor UASB a través de la digestión anaerobia utilizando dos cargas orgánicas de 3 g/L/.día DQO y 4 g/L/.día DQO. materiales y métodos. Se realizaron diferentes análisis de laboratorio de ambas cargas DQO, proteína, azúcares, AGV, metano y amonio. Resultados. Los resultados indicaron que la eficiencia de DQO mostró ser mayor al 65 %, la degradación de azúcares fue total, la degradación de proteína fue mayor de 78 %, mien-tras que las concentraciones de amonio, metano y AGV estuvieron dentro de los parámetros

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normales para un buen funcionamiento del reactor. Conclusión. El reactor UASB es una buena opción para el tratamiento de aguas residuales, pues contiene lactosuero en dos cargas orgánicas diferentes.

Palabras clave: lactosuero, digestión anaerobia, degradación, UASB, reactor.

ABStRACt

Introduction. Dairy industry is one of the most important sectors in industrialized and developing countries. Appro-ximately 90% of the milk used in cheese industries is eliminated as whey (or lactoserum). Statistics indicate that lacto-serum or whey is discarded as an effluent and brings a serious environmental problem, due to the fact that it affects, physically and chemically, the soil´s structure. This reduces the performance of crops and, when whey is disposed by being pouring it into water bodies, aquatic life is reduced because it drains the dissolved oxygen. Objective. Evaluate a UASB reactor by means of anaerobic digestion, using two organic loads of 3 g/L/.day COD and 4 g/L/.day COD. mate-rials and methods. Different laboratory analyses were performed on both loads: COD, protein, sugars, VFA, methane and ammonium. Results. The results indicated that the COD efficiency was above 65%; the sugars´ degradation was total and the protein degradation was higher that 78%, while the ammonium, methane and VFA concentrations were all within the normal parameters for the reactor´s correct work. Conclusion. The UASB reactor is a god option to treat waste water, as it contains whey in two different organic loads.

Key words: lactoserum or whey, anaerobic digestion, degradation, UASB, reactor.

RESUmO

Introdução. A indústria láctea é um dos setores mais importantes da economia de países industrializados e em des-envolvimento. Aproximadamente 90 % do total do leite utilizado na indústria queijeira é eliminado como soro lácteo; as estatísticas indicam que o soro lácteo é descartado como efluente e cria um sério problema ambiental devido a que afeta física e quimicamente a estrutura do solo. O anterior resulta numa diminuição no rendimento de cultivos agríco-las, e quando se elimina no água, reduz a vida aquática ao esgotar o oxigênio dissolvido. Objetivo. Avaliar um reator UASB através da digestão anaeróbia utilizando duas cargas orgânicas de 3 g/L/.dia DQO e 4 g/L/.dia DQO. materiais e métodos. Realizaram-se diferentes análises de laboratório de ambas carregas DQO, proteína, açúcares, AGV, meta-no e amônio. Resultados. Os resultados indicaram que a eficiência de DQO mostrou ser maior a 65 %, a degradação de açúcares foi total, a degradação de proteína foi maior de 78 %, enquanto as concentrações de amônio, metano e AGV estiveram dentro dos parâmetros normais para um bom funcionamento do reator. Conclusão. O reator UASB é uma boa opção para o tratamento de águas residuais, pois contém soro lácteo em duas cargas orgânicas diferentes.

Palavras importantes: soro lácteo, digestão anaeróbia, degradação, UASB, reator.

IntRODUCCIÓnLa digestión anaerobia (DA) es la tecnología que puede convertir la cadena agro-industrial de re-siduos, residuos sólidos urbanos y/o lodos de las aguas residuales en energía renovable (Molino et al., 2013); la DA consiste en un proceso biológico natural en el cual las bacterias descomponen la materia orgánica en ambientes donde existe poco oxígeno o en los cuales está ausente (Molino et al., 2013). Este proceso es conocido por ser eficaz en la conversión de residuos orgánicos en metano, subproducto potencialmente valioso, que puede ser utilizado como combustible en la producción de calor y electricidad (Demirel, Yenigun & Onay, 2005; Göblös, Portörő, Bordás, Kálmán, & Kiss, 2008);

Producción + Limpia - Enero - Junio de 2014. Vol.9, No.1 - R. A. Parra Huertas et al - 23•30

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por lo tanto, la DA sería un método favorable para el tratamiento de efluentes de residuos lácteos (Demirel, et al., 2005).

La industria láctea, como la mayoría de las agroindustrias, genera aguas residuales sólidas caracterizadas por una elevada demanda biológica de oxígeno (DBO) y demanda química de oxígeno (DQO) que representan alto contenido de materia orgánica (Demirel et al., 2005); al respecto, aproximadamente 90 % del total de la leche utilizada en la industria quesera es eliminada como lactosuero el cual retiene cerca de 55 % del total de ingredientes de la leche como sales minerales, lactosa, proteínas solubles y lípidos (Parra, 2009); estas tres últimas sustancias orgánicas son responsables del 97 % total de la DQO (Demirel et al., 2005). Teniendo en cuenta lo anterior el lactosuero es definido como la sustancia líquida obtenida por separación del coágulo de leche en la elaboración de queso (Parra, 2009).

La producción mundial de lactosuero que se genera es más de 145 t/año (Göblös, et al., 2008) . A pesar de las diferentes posibilidades de utilización de suero de leche, aproximadamente la mitad del suero de queso producido en todo el mundo se descarta sin tratamiento (Göblös et al., 2008; Parra, 2009).

El lactosuero causa graves problemas de contaminación, ya que es un contaminante orgánico alto con una DQO de 60-80 g/L. Por lo anterior, la aplicación de tratamiento aeróbico es ineficaz, debido principalmente al costo de la suplementación de oxígeno, así como a la generación de lodos más altos (Gannoun, 2008; Rajeshwari, Balakrishnan, Kansal, Lata & Kishore, 2000).

El objetivo de este trabajo fue evaluar el comportamiento de un reactor UASB alimentado con dos cargas orgánicas 3000 mg DQO/L/día y 4000 mg DQO/L/día de agua residual que contenía lactosuero proveniente de una industria quesera local.

mAtERIALES Y mÉtODOS

Localización Esta investigación se realizó en los laboratorios de alimentos del Centro de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de los Alimentos, de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo en México.

materialesLactosuero. Se utilizó lactosuero ácido proveniente de la elaboración de queso tipo oaxaca obtenido de la Empresa Prounilac de la ciudad de Tulancingo-México. Las muestras fueron proporcionadas des-de la empresa, colectadas en contenedores de 10 litros y almacenada a 4 °C para evitar la acidificación y los cambios en la composición del lactosuero. Antes de ser alimentado el reactor, se ajustó el pH a 7 utilizando bicarbonato de sodio puro.

LodosLos lodos anaeróbicos granulados utilizados en el reactor UASB fueron tomados de una planta de tratamiento de agua residual local, y aclimatados para la degradación de lactosuero.

Diseño del reactor y operaciónSe utilizó un reactor tipo UASB (Up-flow anaerobic sludge bed) de vidrio con capacidad de 2,5 Litros e inoculado al 40 % de su capacidad con lodos anaerobios previamente adaptados, y con un tiempo de retención hidráulico (TRH) de 1,9 días. Las condiciones de operación de temperatura fueron de 18-22 ºC, simulando condiciones verdaderas de trabajo en la planta, puesto que posteriormente el


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experimento se realizaría a escala real para el tratamiento de lactosuero de la ciudad. El reactor fue alimentado de abajo hacia arriba utilizando una bomba peristáltica, como se puede observar en la figura 1.

Figura 1. Diagrama de reactor UASB tratando lactosuero

Se manejaron 2 cargas orgánicas de lactosuero: 3000 mg DQO/L/ día y 4000 mg DQO/L/día. El reac-tor se alimentó con la carga de 3000 mg DQO/L/día durante 20 días; posteriormente, se aumentó la carga a 4000 mg DQO/L/día durante 20 días.

AnálisisAl influente y al efluente del reactor UASB se les determinaron demanda química de oxígeno (DQO) por el método (APHA, 2005), y pH por potenciometría; los ácidos grasos volátiles (AGV) se cuanti-ficaron mediante cromatografía de gases con una columna capilar Elite FFAP (CrossbondCarbowax-PEG) de 30 m de longitud en un cromatógrafo de gases Perkin-Elmer. La temperatura del detector de ionización de flama fue de 250 oC, la del inyector fue de 250 oC y la de la columna de 130 oC. Para la determinación de metano se usó el mismo cromatógrafo, pero con una columna capilar ElitePLot-Q de 30 m de longitud con una temperatura en el detector (metanizador) de 120 oC, la del inyector de 50 oC y de la columna de 45 oC. Se empleó nitrógeno como gas acarreador.

El volumen de inyección de la muestra fue de 1 µl. Se inyectó al principio una muestra de metano puro, y por medio del área obtenida, se calcularon el área y la concentración de metano de las muestras problema; los azúcares totales, por la técnica de antrona (Padín G, 2009), y la proteína, por la técnica de Bradford (Bradford, 1976).

Finalmente, se determinó amonio por la técnica de electroforesis capilar, marca Beckman-coler. Las muestras fueron centrifugadas a 6000 rpm durante quince minutos y filtradas por medio de un filtro de 0,45 µm. Se preparó una solución buffer para la determinación de amonio solución de imidazol en una concentración 10 mM ajustando el pH con ácido acético 1M.


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Las condiciones previas a la corrida de la muestra fueron 2 minutos de enjuague con hidróxido de sodio, 2 minutos de lavado con agua y 2 minutos de lavado con buffer; posteriormente, la muestra fue corrida por el equipo en 3 minutos para amonio. Los cálculos se basaron en la curva patrón ob-teniéndose la concentración en mg/L.

RESULtADOS Y DISCUSIÓnEn la tabla 1 se muestran los resultados de la eficiencia en remoción de DQO y se observa que las eficiencias fueron superiores al 65 % para las dos cargas manejadas.

tabla 1. Demanda química de oxígeno a diferentes concentraciones de lactosuero con eficiciencias de remoción

DQO (mg/L) Eficiencia (%)

CARGA E S

3000 m g DQO/L. día 8261 1654 79,97

4000 mg DQO/L. día 11623 3910 66,35

E= entrada reactor; S= salida reactor

En trabajos similares utilizando lactosuero, Gutiérrez, Encina, & Fdz-Polanco (1991); Malaspina, Cella-mare, Stante, & Tilche (1996) y Monroy, Famá, Meraz, Montoya, & Macarie (2000) obtuvieron eficien-cias cercanas a 70 %; estos resultados son justificados por el hecho de que estos autores manejaron temperaturas entre 35 y 37 °C, y en esta investigación las condiciones fueron a temperaturas de ambiente (18-20 ºC). Al respecto Parkin & Owen (1986) mencionan que una de las condiciones óp-timas para la eficiente digestión es la temperatura, cualquiera de los dos rangos mesofílica (30-38 ºC) o la termofílica (50-60 ºC). En otros trabajos como el realizado por Parra (2010) utilizando lactosuero con cargas de 5200 mg DQO/L/día se obtuvieron eficiencias en remoción de DQO del 51 % con condiciones de temperatura de 15-20 ºC. Najafpour (2008) trabajó con lactosuero alimentando el reactor UASB con una concentración de 7000-20000 mg DQO/L/día durante 27 días; al día 7 de es-tudio la efluente presentó 65 % de eficiencia; al día 10 de operación, 30 % de eficiencia; día 15, 60 % de eficiencia; y al último día de estudio, 65 % de eficiencia; para la carga de 3000 mg DQO/L/día, 79,97 %, y para la carga de 4000 mg DQO/L/día, 66,35 %.

En la tabla 2, se observa una total degradación de los carbohidratos por parte del consorcio micro-biano, la eficiencia de degradación fue del 100 %. Sin importar la carga orgánica manejada en el reac-tor, se llevó a cabo una degradación total de los carbohidratos. Estos resultados son similares a los reportados por Vidal, Carvalho, Méndez & Lema (2000), quienes encontraron eficiencias en un rango de 92 al 100 %. Parra (2010) obtuvo en su investigación, una degradación de 98 % de carbohidratos.

Los resultados anteriores son explicados por lo que reseñan Vidal et al. (2000) y Demirel et al. (2005) quienes mencionan que la degradación de carbohidratos (como la lactosa) es más rápida y casi total en condiciones anaeróbicas, además de ser el principal sustrato disponible para las bacterias anaerobias.

Se observa en la tabla 2 que en la carga orgánica de 3000 mg DQO/L/día la degradación de proteína fue total; caso contrario ocurrió con la carga orgánica de 4000 mg DQO/L/día en la cual la degra-dación fue del 78,82 %. Al respecto Vidal et al. (2000) mencionan que en condiciones anaeróbicas la hidrólisis de proteínas es más lenta que la hidrólisis de carbohidratos; lo anterior podría explicar por qué solo fue 78,82 % para la segunda carga de 7900 mg DQO/L/día.


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Tabla 2. Azúcares, proteína y amonio en el influente y efluente en un reactor tipo UASB a diferentes cargas orgánicas de lactosuero

CARGA AZÚCARES PROtEÍnA AmOnIO

E S E S E S

mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L

3000 mg DQO/L/día 138 0 113 0 175 134

4000 mg DQO/L/día 464 0 510 108 129 111

E= entrada reactor; S= Salida reactor

Los resultados anteriores son también explicados por Parkin & Owen (1986) quienes afirman que el material proteico es degradado más completamente a temperaturas termofílicas; de acuerdo con Vi-dal et al. (2000) la eficiencia de degradación en proteína es menor a la de carbohidratos en condicio-nes anaerobias, debido a que la hidrólisis de proteínas es más lenta que la hidrólisis de carbohidratos (Parra, 2010).

Las concentraciones de amonio se reportan en la tabla 2. Los principales productos de la biodegra-dación de proteínas en condiciones anaeróbicas son el amonio y diferentes componentes de aminoá-cidos. Concentraciones de amonio entre 200-1000 mg/L son satisfactorias en digestores anaerobios, mientras que concentraciones arriba de 3000 mg/L han sido observadas como fuertemente inhibi-doras, según Parkin y Owen (1986); en otros trabajos como los de Malaspina et al. (1996) y Vidal, et al. (2000) se observaron valores máximos de amonio de 1196 mg/L. Vidal et al. (2000) mencionan al respecto que cuando el contenido de amonio se encuentra en el rango de 50 a 200 mg/L este puede estimular las bacterias metanogénicas en el reactor.

Según Parkin y Owen (1986) las concentraciones de amonio hasta de 1500 mg/L han sido satisfacto-rias en digestores anaerobios. Teniendo en cuenta los trabajos anteriores y los valores reportados en la tabla 2 se observa que estos están dentro de los valores permitidos donde el amonio no es tóxico para el consorcio microbiano que se encuentra en los lodos.

En la tabla 3 se detalla la concentración de ácidos grasos volátiles como el acético, propiónico y bu-tírico para la salida del reactor; se observa que la concentración de AGV fue mayor para la carga de 4000mg DQO/L/día. Al respecto, Inanc, Matsui e Ide (1999) y Malaspina, et al. (1996), en sus trabajos con lactosuero, mencionan que las poblaciones metanogénicas pueden tolerar concentraciones de ácido acético, ácido propiónico y ácido butírico, superiores a 10000 mg/L, además de suponer que este valor es un indicativo de que la digestión anaerobia marcha bien; al respecto, Parkin y Owen (1986) han mencionado que concentraciones de ácidos volátiles arriba de 6000 mg/L pueden ser toleradas.

Tabla 3. Ácido acético, ácido propiónico, ácido butírico y metano en el influente y efluente del reactor tipo UASB a diferentes cargas orgánicas

Carga ácido acético ácido propiónico ácido butírico metano

S mg/L S mg/L S mg/L mmol/día

3000 mg DQO/L/día 838 206 802 159

4000 mg DQO/L/día 15329 337 1364 20

S=salida del reactor


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Lo anterior indica que la concentración AGV, reportada en la tabla 3, se encuentra dentro de los lími-tes normales para un buen funcionamiento del reactor.

Las concentraciones de metano se muestran en la tabla 3, e indican que el reactor UASB además de cumplir la etapa de hidrólisis y acetogénesis realizó la metanogénesis, incluso en la producción de me-tano. La producción de metano fue mayor para la carga más baja, debido probablemente a que hubo mayor adaptación del consorcio microbiano en la digestión.

COnCLUSIOnESLos resultados presentados en este trabajo muestran que el reactor UASB es una opción viable para el tratamiento de aguas residuales que contienen lactosuero a diferentes cargas orgánicas. Para la carga de 3000 mg DQO/L/día y 4000 mg DQO/L/día, la eficiencia de remoción de DQO fue 79,97 % y 66,35 %, respectivamente. La degradación de carbohidratos fue del 100 % para las cargas manejadas, mientras que en la degradación de proteínas, la carga orgánica más bajo tuvo 100 % de degradación, lo que no ocurrió con la carga de 4000 mg DQO/L/día que tuvo una eficiencia de degradación de 78,82 %. Tanto para las concentraciones de amonio como para las de ácidos grasos volátiles y metano, los valores estuvieron dentro de los parámetros normales de un funcionamiento correcto del reactor durante el experimento.

AGRADECImIEntOSLos autores expresan su agradecimiento a la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo-México y a la “Fundación Hidalgo Produce” de México-Hidalgo.

REFEREnCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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art 3Artículo original / Original article / Artigo original


Evaluación técnica y económica de tecnologías de generación de potencia a partir de gas de síntesis obtenido de la gasificación de biosólidos

Avaliação técnica e econômica de tecnologias de geração de potência a partir de gás de síntese obtido da gasificação de biosólidos

Luis Carlos Olmos Villalba**, Elizabeth Rodríguez Acevedo ***

* This article was developed from a research project: “Technical and economic study of power generation technologies firing syngas obtained from biosolid gasification “ (August 2008 – June 2010). ** Mechanical Engineer, Master in Engineering. University professor at Institución Universitaria Pascual Bravo, Medellín, Colombia. Corresponding autor, e-mail: [email protected] ***Chemical Engineer, Master in Chemical Engineering. University professor at Instituto Tecnológico Metropolitano-ITM, Medellín, Colombia.


Technical and economical assessment of power generation technologies firing syngas

obtained from biosolid gasification*

AbstrAct

Introduction. The wastewater treatment process generates two byproducts biogas and bio-solid. Biosolid is sewage sludge which has a high moisture content and low organic material. Currently, the biosolid is utilized as fertilizer to sustainably improve and maintain productive soils and stimulate plant growth, however there are some studies that show high heavy metal and pathogens content that turn the use of biosolid into a hazard for other species and the humankind. Objective. This paper shows another way for using this residual byproduct; The paper shows a technical and economical assessment about two power generation technolo-gies as Dual-fuel Engines [DE] and Gas Engines [GE], using the syngas obtained from biosolid gasification as fuel. Materials and methods. In this study the scale-up factor method and the correlation method were used by determination of generation plants and gasification process cost, respectively. The variables studied were: investment cost, Syngas cost, M&O cost and ge-nerated energy cost, and the economical assessment was made with the financial factors Net Present Value [NPV] and Internal Rate of Return [IRR] with a project lifetime of 15 years. re-sult. The main result of this study drew that a generation over 545 kWe with GE technology brings a best profit-earning capacity for the project. conclusion. The total capital investment

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of gasification plant and diesel cost must be effectively addressed in order to increase their potential viability of this kind of projects.

Keywords: biomass gasification, Dual-fuel Engine, Gas Engine, Syngas.

rEsuMEn

Introducción. Los procesos de tratamiento de aguas residuales generan dos subproductos, biogás y biosó-lidos. Los biosólidos son lodos, los cuales tienen un alto contenido de humedad y bajo contenido de material orgánico. Por lo general, los biosólidos son utilizados como fertilizantes para mantener los suelos productivos; Sin embargo, algunos estudios revelan que los biosolidos contienen gran cantidad de metales pesados y pató-genos lo cual representa un peligro para los seres vivos. Objetivo. Realizar evaluación económica a dos tipos de tecnologías de generación de potencia, motores duales y motores a gas, usando gas de síntesis obtenido de la gasificación de biosólidos como combustible. Materiales y métodos. En este estudio se utilizó el método de factor de escalado y el método de correlación para determinar los costos de las plantas de generación y los costos de los proceso de gasificación respectivamente. Las variables estudiadas son: costo de inversión, costo del gas de síntesis, costo de la energía generada y costo de operación y mantenimiento. La evaluación tuvo en cuenta factores financieros como valor presente neto y tasa de retorno con un tiempo de vida del proyecto de 15 años. resultados. El principal resultado de este trabajo es la viabilidad económica cuando se genera sobre una capacidad de 545 KWe con la tecnología de motores a gas. conclusión. Para incrementar la viabilidad de este tipo de proyectos se debe atacar el costo de generación de gas de síntesis a partir de biosólidos y el costo del diesel cuando hablamos de motores duales.

Palabras clave: gasificación de biomasa, motor dual, motor a gasolina, gas de síntesis.

rEsuMO

Introdução. Os processos de tratamento de águas residuais geram duas subprodutos, biogás e biosólidos. Os biosólidos são lodos, os quais têm um alto conteúdo de umidade e sob conteúdo de material orgânico. Pelo geral, os biosólidos são utilizados como fertilizantes para manter os solos produtivos; No entanto, alguns estu-dos revelam que os biosólidos contêm grande quantidade de metais pesados e patogênicos o qual representa um perigo para os seres vivos. Objetivo. Realizar avaliação econômica a dois tipos de tecnologias de geração de potência, motores duais e motores a gás, usando gás de síntese obtido da gasificação de biosólidos como combustível. Materiais e métodos. Neste estudo se utilizou o método de fator de escalado e o método de correlação para determinar os custos das plantas de geração e os custos dos processo de gasificação respec-tivamente. As variáveis estudadas são: custo de investimento, custo do gás de síntese, custo da energia gerada e custo de operação e manutenção. A avaliação teve em conta fatores financeiros como valor presente neto e taxa de volta com um tempo de vida do projeto de 15 anos. resultados. O principal resultado deste trabalho é a viabilidade econômica quando se gera sobre uma capacidade de 545 KWe com a tecnologia de motores a gás. Conclusão. Para incrementar a viabilidade deste tipo de projetos se deve estabelecer o custo de geração de gás de síntese a partir de biosólidos e o custo do diesel quando falamos de DE.

Palavras importantes: gestão gasificação de biomassa, motor dual, motor a gasolina, gás de síntese, estudo econômico.

Producción + Limpia - Enero - Junio de 2014. Vol.9, No.1 - L. C. Olmos Villalba et al - 31•43

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IntrODuctIOnIn Colombia, protection of hydric resource has been studied for a long time, but just in 1984 a law about water use and liquid residuals was implemented. In 1994, the building of the first Wastewater Treatment Plant (WWTP) located in Bogotá was approved; this WWTP, named Salitre, was brought into operation in 2000, motivating the creation of others WWTP around the country. WWTP are able to successfully manage and control the hydric contamination, also generate byproducts like biosolids and biogas. Biosolid is a sludge generated by an anaerobic process which has been defined by the En-vironmental Protection Agency (EPA) as a solid derived from wasted water treatment and biologically stabilized, with enough nutrient concentration, low pathogenic microorganisms content and permis-sible concentration of heavy metal. In the last 30 years, research studies about biosolid utilization has emerged (Daguer, 2003). The studies show that biosolids can become an environmental problem due to its rapid production increase. Initially, studies about biosolid utilization have been focused on agricultural activities like compost and soil recovery (Baldwin, et al, 1983; Petersen & Ahring, 1990; Couillard & Mercier, 1990; Brown, et al, 1990). According to the norms NOM-004-SEMARNAT-2002 (Mexico) y EPA 40CFR- 503 PC –EQ QUALITY (USA) there are three type of biosolids (A, B and C) depending on its pathogen and heavy metal content, hence not all type of biosolids can be used for agricultural activities, risks to human and environmental health, impose an active monitoring of all processes, use and disposal (Vélez Zuluaga, 2007; Macías Mazo, 2005; Torres, 2009). This is why, new alternatives for biosolid utilization are considered. In 1989, Kamisky & Kummer (1989) carried out a research about pyrolysis of biosolids, in this work, as a result the characterization of syngas from pyrolysis process was obtained, where syngas had a calorific value of 23 MJ/m3, and was composted by hydrogen, methane, ethane, propane, carbon monoxide and carbon dioxide. The company KALOGEO (2006) Anlagenbau GmbH patented an optimal and unique system for the sludge utilization, this sys-tem is composed by four processes: solar drying, gasification, post-combustion, and energy recovery. The result of this research showed an energy efficiency of 86 %. Mexico has also conducted studies for energy recovery from biosolids. In 2007, Enerkem Technologies Inc. developed a project named “Valorización de los biosólidos vía gasificación” (Chornet, 2007), in this project the principal processes for biosolids assessement are also implemented (drying, gasification, fumes treatment and energy recovery). Another project about biosolids utilization was presented by Politécnica of Catalunya Uni-versity in conjuction with the company SGT S.A. (Catalunya project, 2005), where gasification process was used and the main aim was to design the gasification plant. State of the art has shown that most of the mentioned projects only make a biosolid assessment until gasification process but they do not analyze the power generation process.

Gasification is a process of thermochemical conversion which transforms the biomass to produce a gaseous fuel, called syngas, its composition depends of aspects such as: organic matter characteristics, gasifying agent, temperature and pressure (De Andrés, 2010). Gasification offers advantages compa-red with incineration because syngas combustion shows better properties compared from solid fuel combustion, also syngas is a relatively free of impurities gas (control CO2, NOx, SOx emission), less emission of particulate matter, and the gas produced has several applications, can be burned to produ-ce heat and steam, and then generate mechanical and electrical energy, can be burned in turbines or internal combustion engines, or as a precursor chemical reagents (Bodo, 2007). Experts predict that gasification will be the process used in new power plants (Fytilli, 2008).

Colombia has no large-scale applications of energetic recovery of biosolid. Medellin, Bogotá y Cali have a60 to 130 Ton/day output; biosolid has a moisture content of 66-68 %, the balance corresponds to organic matter and inert material (Vélez, 2007); but many studies have been developed about biosolid characterization and possible uses (Vélez, 2007; Macías, 2005; Torres, 2009). In 2012, German researchers presented the results of syngas from a gasification plant in Balingen and the demonstra-


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tion plant in Mannheim (Burgbacher, Gaiffi, Judex, 2012), due the scale of process, the composition of syngas was taken as the basis for the calculations of this work.

technologies of power generation

Spark Ignition Engine (SI engine) – Gas Engine (GE)

In recent years the interest toward the use of syngas in SI engines has been growing significantly. Engi-ne in small scale can be used in CHP systems (Combined Heat and Power) obtaining high efficiencies with low costs, providing a high competence (Günter, 2003). The principal difficulties with syngas into an internal combustion engine are its low calorific value and its quality. Tar is one of the present com-ponents that cause damages in the internal parts of the engine. The variation of the syngas composi-tion is another problem that has a direct impact in the deflagration velocity, ignition timing delay and its propagation. The change of burning velocity in a SI engine could produce unburnt fuel, auto-ignition effects (Przybyla et al, 2008; Project SDB, 2006; Heywood, 1988).

Compression Ignition Engine (CI engine) – Dual-fuel Engine (DE)

Dual-fuel engines have been employed in a wide range of application where several gaseous fuels are used. These engines are a retrofit of Diesel engine and their main advantage is the lower emission levels, especially in particulate matter (Boehman & Corre, 2008). Gaseous fuel in DE is called primary fuel, due to the fact that it contributes between 80 % to 90 % of the chemical energy in the combus-tion process, the rest of the energy is supplied by Diesel fuel.

MAtErIALs AnD MEtHODs

The methodology of this research was focused on defining the main technical and economic varia-bles. Those variables were defined taking into account several project about technical and economic assessment as a model base (Larson & Marrison, 1997; Rodríguez, Faaij, Walter, 2003; Nandi & Ghosh, 2010). The economic variables were analysed with two financial Indexes, net present value (NPV) and internal rate of return (IRR). Due to the fact that the transport of biosolid is expensive because it contains high percent of moisture, this paper arises in a scenario in which the gasification and power generation plants are in site of Wastewater Treatment Plant.

Estimation of technical variables

The estimation process of technical variables for this research was as follows: first the power range was selected between 60 kW and 1640 kW, the de-rating of power was got from the technical report “Strategic Development of Bio-Energy (SDB) Project” present by the Indian Institute of Science (Project SDB, 2006). Sridhar, Paul and Mukunda (2001) report similar values for the de-rating power in his work.

The power loss by the altitude effect (Ph) was also calculated through the Equation (1). Approximately the power loss is a 4 % per each 300 meters beginning of 100 meters over the sea level.

(1)

In the Table 1, the syngas composition and all technical variables used in this research are shown, this composition was selected from tests which have highest quality in terms of stability and behaviour of measuring equipment (Burgbacher, Gaiffi & Jodex, 2012).


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table 1. technical variables

technical variables

Technology GE DE

Power Capacity [kW] 60-1640

Operation time [hour/year] 8000

De-rating of power [%] 0 15

Power loss by the altitude effect [%] 18.3 18.3

Syngas composition

H2 [%] 13.3

CO [%] 13.8

CH4 [%] 4.2

CO2 [%] 13

N2 [%] Rest

Flow of Biosolid to gasify on dry basis [TON/DAY] 10-350

Gasification efficiency [%] 80

Generation power efficiency [%] 27.5 32

The flow of biosolid to gasify on dry basis (MDB) is calculated using equation 2. this equation takes into account the power plant capacity, the syngas composition, gasification efficiency, power energy generation, volatiles content, power loss factors and the initial moisture of biosolid.

(2)

Where Cap is the power plant capacity [kW], Ph y Pd are power loss by the altitude effect and de-rating of power respectively, ηe y ηg are generation power efficiency and gasification efficiency respectively, LCV is the low caloric value, %v is the content of volatiles that biosolid has, and %M is the initial mois-ture of biosolid.

Estimation of economic variablesSyngas cost

The main aim of this research is to evaluate the generation power technologies, and not the gasifi-cation process. Consequently, it was analysed the cost of producing a cubic meter syngas, and the methodology used was: first step was taking an estimative cost of the equipment that commonly is a part of a gasification plant. This estimative cost was taken from the work carried out by Caputo et al. (2001). In the table 2, the cost correlations of the equipment selected is presented.


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table 2. cost correlation for each equipment that commonly is part of a gasification plant

Equipment Cost correlationGasifier 1600MDB

0.917

Compressor and Dryers 11400WCap0.701

Total Cost of Equipment tcEGP

Fumes treatment

NOx and SOx removal equipments 126000WCap0.5882

Filtration 66600WCap0.7565

Ashes storage 88300WCap0.3139

Ashes extraction 93500WCap0.4425

Fans 28500WCap0.5575

Fumes ductworks 51500WCap0.5129

Discharge stack 28500WCap0.5575

Total Cost of Fumes Treatment tcFtGP

Civil works costs evaluation

Buildings yard guard 70100WCap0.4425

Conditioning plant and ventilation system 23400WCap0.6328

Wastewater treatment 6900WCap0.6107

Total Cost of Civil Works tccWGP

Direct cost

Direct installation cost 0.3*TCE

Auxiliary services 0.15*TCE

Total Direct Plant Costs tDPc GP

Indirect cost

Engineering 0.12*TCE

Start-up 0.10*TCE

Total Indirect Plant Costs tIPcGP

Total Capital Investment tcIGP = tcEGP+tcFtGP+tccWGP+tDPcGP+tIPcGP

Operating costs

Maintenance 0.015*TCI

Insurance and general 0.01*TCI

Total Operating Costs tcOGP

When Total Cost Investment of Gasification Plant (TCIGP) and Total Cost Operation of Gasification Plant (TCOGP) are calculated, Total Capital Investment of Gasification Plant (TCI-GP) has been evaluated as the sum of TCIGP and TCOGP. Therefore in this work, one of the important questions is what is the annual cost of total capital investment of gasification plant? In response to the question, a loan analysis


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was applied. Loan analysis was carried out like a loan amortization schedule with fixed annual pay-ment, where loan account is TCI-GP with an annual increase of TCOGP, an annual interest rate of 10% and with a loan period of 15 years. The loan analysis result is the fixed annual payment and also is the annual cost of total capital investment of gasification plant. Now, annual cost of syngas was estimated dividing the loan analysis result between the syngas generated per year [m3/year].

Power generation plant cost

The power generation plant cost has been estimated using cost scale-up factors method (Remer, et al., 2008). This method is widely used by chemical engineers for estimating equipment costs for several industrial processes (Remer & Idrovo, 1993; Vatuvuk, 1981). The cost scale-up factor is calculated using Equation 3.

(3)

Where: CostCap2 is the cost of the equipment to estimate; CostCap1 is the cost equipment basis; Iinf and Iloc are the inflation and location indexes respectively; Cap2 is the power generation capacity whose cost will be estimated;Cap1 is the power generation capacity basis and RS is scale-up factor. RS can be obtained by two ways, one way is through tables that have a relation between equipment and scale-up factors, and a second alternative is through an iterative process using site data. CostCap1 and Cap1 were taken from a technical report by Gas Research Institute (Darrow, 2000); Iinf was obtained from US Department of Labor and Iloc was taken from the book “Project and cost engineer´s handbook” (Kenneth, M.D., 2004). In the Table 3 is presented a compilation of these variables.

In the Table 4 is showed an extract of operation costs of power generation plant. Maintenance and operation costs (M&O) were taken from the state of the art.

table 3. cost scale-up factors method variables for each technology evaluated

MG MD

Inflation index [2000-2010] 1,36 1,36

Location index 1,09 1,09

CostCap1 [US$] 60.800,0 52.660,0

Cap1 [kW] 280 365

Scale-up factor 1,14 1,16

table 4. Operation cost of power generation plant

M&O Maintenance 0.015*TICInsurance and general 0.01*TICImport factor 1.77Annual cost of syngas Fixed annual paymentAnnual cost of Diesel 4.1 US$/gal*Mdiesel

Total Operation Cost tOcPP


38

The annual cost of syngas was obtained as a fixed annual payment of the Total Capital Investment and Total Operating Costs annually of the gasification plant (Table 2).

Financial Analysis

Finally, having all the economic variables results, each technology is assessed by two financial indexes: NPV and IRR, the NPV index has been evaluated as follows (Equation 4):

(4)

Where N is the plant lifetime, assumed as 15 years, i is the discount rate or opportunity rate (OR), proposed as 15 % (Rentizelas, 2009; Darrow, 2000), and Cfk is the annual cash flow at the kth year equal to (Equation 5):

(5)

Where CEG is cost of energy generated, CEG has been calculated taking into account an average of kWh cost for the industrial sector in Colombia (Medellín), which is 0.1976 US$/kWh. Internal rate of return was provided from the series of cash flows, and Microsoft® Office Excel was used for do this procedure.

rEsuLts AnD DIscussIOn

Economic Performances of GE vs. DE solutionThe economic assessment of both power generation technologies have been investigated and com-pared over a capacity range of 60–1640kW. The analysis has been carried out assuming the reference values of the influencing economic parameters described in the previous section, and using cost scale-up factor method. The obtained results are plotted in Figs. 1 to 6. Fig. 1 depicts the reduction of the Syngas cost as the capacity of energy production plant increases, showing the reduction of total investment cost of gasification plant when power capacity plant grows.

In particular, when the plant size increases from 60–1640KW the specific investment costs decreases from 2412.4 to 1728.5 US$/kW in case of GE technology, in the case of the DE technology decreases from 1752.1 to 714.4 US$/kW. Nevertheless, at any scale GE technology is characterized by higher TCI compared with DE technology. Such behaviour is enhanced as the power output increases (Fig. 2). The reason of this lack of competitiveness is that capital costs also depends on technological developments.

The reverse situation occurs when operating costs are examined, see Fig. 3, where GE technology is characterized by lower TOC with respect to DE technology. Such trend is argued due to consumption of Diesel fuel by DE technology.

When costs of generated energy are analyzed, CEG tendency shows that GE technology is characte-rized by a higher cost of generated energy than the DE technology. Such trend is supported by the results for energy generated and the technical variable like de-rating power (Fig. 4).

Also, the NPV trend in the considered size range has been investigated. As shown in Fig. 5 the eco-nomic performance of both technological solutions are strongly influenced by the scale effects: in particular over a capacity range of 60–1200kW in case of GE technology and a capacity range of 60–1640kW in case of DE technology only negative NPV values are reached, while positive NPV are associated to installed power in the range 1215–1640kW in case of GE technology and in any range in case of DE technology.


39

Figura 1. cost of syngas per m3 for different plant sizes

Figura 3. total operation cost for different plant sizes and technologies

Figura 2. Energy generated for different plant sizes and technologies


40

Figura 4. cost of energy generated for different plant sizes and technologies

Figura 5. Effect of plant size and technology on nPV

Figura 6. Effect of plant size and technology on Irr


41

Furthermore, Fig. 5 shows that at any size GE technology reaches higher NPV values compared to DE technology: such behaviour highlights the higher influence of TCI trend with respect to TOC trend on the NPV of analysed solutions.

Finally, IRR behaviour is showed in the Fig. 6, where over a capacity range of 545–1640kW, in case of GE technology, and any range of power, in case of DE technology, positives IRR values are reached. However, in this economic assessment a 15 % opportunity rate (OR) was used, hence IRR should be higher than OR to make this project viable. Therefore, this project is feasible in capacity range over 545kW for GE technology.

cOncLusIOnsIn this paper, an analysis has been carried out with the aim to investigate the economical profitability of biosolid utilization for direct production of electric energy. In particular, the economic assessment of two technologies (Gas Engine and Dual-fuel Engine) have been evaluated and compared over a capacity range from 60 to 1640kW. At the same time, taking into account the technical and economic variables of gasification plant and power generation plant.

The developed analysis has highlighted that scale effects are very significant for both the economic and logistic performances of considered bio-energy systems. More specifically, profitability of both GE and DE plant strongly improves with scale-up of plant size; at the same time logistic constraints on economic performances become less restrictive with increasing sizes. Furthermore, the comparison between the two analysed plant configurations in terms of capital and operating costs shows that DE is characterized by lower TCI but, at the same time, higher TOC respect to GE. However, under cu-rrent technological and market conditions, without financing supports and taking into account modal values for the main economic and logistic parameters. As a result, at present, GE shows a better pro-fitability. Nevertheless, from a TCI point of view and in a short time horizon (if adequate) a decrease of Diesel cost is adopted the investment profitability of DE strongly improves, becoming comparable with economic performance of GE. Furthermore, over a long-time perspective, technological deve-lopments and improvements related to the learning effects will reduce the capital costs of biomass gasification processes increasing the viability of both technologies.

The results suggested that a system of power generation by mean biosolids gasification, where the biosolids have high ash and moisture percentages in its composition, should be mixed with carbona-ceous materials as coal, that increase the calorific value of the material; more energy available allows more stability of the pilot-scale process.

rEFErEncEs

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Artículo original / Original article / Artigo original


Diseño y evaluación del compostaje como alternativa para el tratamiento de residuos

de aditivos en la construcción*

Design and evaluation of composting as an alternative to treat waste from additives in construction industries

Desenho e avaliação do compostagem como alternativa para o tratamento de resíduos de aditivos na construção

Javier Mauricio González Díaz**, María Alejandra Medina***

* Derivado del proyecto de investigación titulado “Diseño y evaluación de un sistema de compostaje como alternativa de tratamiento de residuos de aditivos para la construcción” realizado en el municipio de Tocancipá, durante el período de los años 2011 y 2012. ** Ingeniero Ambiental y Sanitario de la Universidad de La Salle; Especialista en Evaluación del Impacto Ambiental de Proyectos de la Universidad Jorge Tadeo Lozano de Bogotá. Docente Investigador del Programa de Ingeniería Ambiental y Sanitaria de la Universidad de La Salle - Bogotá - Colombia. Autor para correspondencia: [email protected] ***Ingeniera Ambiental Y Sanitaria de la Universidad de La Salle - Bogotá - Colombia, e-mail: [email protected]

Artículo recibido: 07/11/2013; Artículo aprobado. 16/06/2014

Resumen

Introducción. La industria es un foco de generación de residuos de todo tipo, los cuales por su volumen están sujetos a ser tratados de manera particular y a gran escala, lo que implica costos para las empresas. En sus políticas de sostenibilidad, algunas empresas buscan alternati-vas para su tratamiento con el fin de disminuir estos costos y su impacto al medio ambiente. Objetivo. Establecer una alternativa de tratamiento de un residuo industrial denominado sedimento de aditivo proveniente de la industria de químicos para la construcción, y así evitar su disposición a través de incineración o relleno de seguridad. materiales y métodos. Se realizó una caracterización fisicoquímica del residuo, demostrando su naturaleza orgánica y su inocuidad para organismos, por lo que se establece la posible viabilidad del tratamiento a través de un proceso de compostaje. Se diseña un sistema de compostaje a escala para com-probar la tratabilidad del residuo en un proceso orgánico anaeróbico. En la prueba piloto se emplean otros residuos orgánicos como los de comida y poda, cuya proporción permanece constante en cuatro ensayos donde se adicionan dosis diferentes del sedimento de aditivo y se comparan frente a un blanco, siendo el ensayo 1 el blanco. Se aplica para el ensayo 2 una dosis

art 4

45

de 6.4L; para el ensayo 3, una dosis de 9.6L, y para el ensayo 4, 12.8L, cada tratamiento con una repetición, lo que da en total 8 ensayos diferentes. Resultados. Se estableció que en términos técnicos, aunque se obtiene mejor resultado sin el aditivo, este es susceptible de ser tratado mediante un proceso de compostaje, de acuerdo con la dosis suministrada en el ensayo 2. Finalmente, se determina la dosis adecuada de sedimento de aditivo a tratar en concordancia con la generación de residuos orgánicos de la planta y se analiza la viabilidad económica de la implementación del proyecto. Conclusión. Es más viable técnica y ambientalmente tratar el residuo a través del compostaje que disponerlo a través de incineración o relleno de seguridad.

Palabras clave: aditivos para la construcción, compostaje, compuestos orgánicos, tratamiento.

AbstRACt

Introduction. Industries generate all types of waste. Due to the volumes, waste has to be treated in particular ways, and at a great scale level, thus bringing high costs for companies. In their sustainability policies, some orga-nizations search for alternatives to treat waste in order to reduce these costs and their environmental impacts. Objective. Establishing an alternative to treat the industrial waste known as additive pellets from the chemical products for construction industries and, this way, avoid their disposal by the use of incineration or security filling. materials and methods. A physical-chemical characterization of the waste was made, demonstrating its organic nature and its harmlessness for organisms, thus establishing the feasibility of treating it by means of a composting process. A composting system model was then designed, in order to test the treatability of the waste in an anaerobic organic process. Other organic waste materials were used in the pilot test, such as those from food and pruning, with constant proportions in four tests in which different doses of the additive pellet were added and compared to a target, being this target the test number 1. For the test number 2, a 6.4L dose was applied; for test number 3, a 9.6L dose and for test number 4, 12.8L. Each treatment had one repetition, totaling 8 different tests. Results. Under technical terms, even though the best result can be obtained without the additive, it can be treated by the use of a composting process, according to the dose administrated in test 2. Finally, the adequate dose of additive pellet to be treated was determined according to the plant´s organic waste production and the economic feasibility of implementing the project was analyzed. Conclusion. It is more fea-sible to treat the waste by the use of composting than dissolving it by incineration or by security filling, under technical and environmental terms.

Key words: Construction additive pellets, composting, organic compounds, treatment.

ResumO

Introdução. A indústria é um foco de geração de resíduos de todo tipo, os quais por seu volume estão sujeitos a ser tratados de maneira particular e a grande escala, o que implica custos para as empresas. Em suas políticas de sustentabilidade, algumas empresas procuram alternativas para seu tratamento com o fim de diminuir estes custos e seu impacto ao médio ambiente. Objetivo. Estabelecer uma alternativa de tratamento de um resíduo industrial denominado sedimento de aditivo proveniente da indústria de químicos para a construção, e assim evitar sua disposição através de incineração ou recheado de segurança. materiais e métodos. Realizou-se uma caracterização físico-química do resíduo, demonstrando sua natureza orgânica e sua inocuidade para orga-nismos, pelo que se estabelece a possível viabilidade do tratamento através de um processo de compostagem. Desenha-se um sistema de compostagem a escala para comprovar a tratabilidade do resíduo num processo orgânico anaeróbico. Na prova piloto se empregam outros resíduos orgânicos como os de comida e poda, cuja proporção permanece constante em quatro ensaios onde se adicionam doses diferentes do sedimento de adi-tivo e se comparam frente a um alvo, sendo o ensaio 1 o alvo. Aplica-se para o ensaio 2 uma dose de 6.4L; para o ensaio 3, uma dose de 9.6L, e para o ensaio 4, 12.8L, cada tratamento com uma repetição, o que dá ao todo 8 ensaios diferentes. Resultados. Estabeleceu-se que em termos técnicos, ainda que se obtém melhor resultado sem o aditivo, este é susceptível de ser tratado mediante um processo de compostagem, de acordo com a dose fornecida no ensaio 2. Finalmente, determina-se a dose adequada de sedimento de aditivo a tratar em concor-


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dância com a geração de resíduos orgânicos da planta e se analisa a viabilidade econômica da implementação do projeto. Conclusão. É mais viável técnica e ambientalmente tratar o resíduo através do compostagem que o dispor através de incineração ou recheado de segurança.

Palavras importantes: aditivos para a construção, compostagem, compostos orgânicos, tratamento.

IntRODuCCIÓnEl ser humano siempre ha dependido del consumo de recursos naturales o energía para los diversos procesos que ejecuta en la cotidianidad; sus hábitos de consumo influyen directamente en la genera-ción de residuos inherente de sus procesos de producción de bienes y servicios, así como resultantes del consumo de estos. Los residuos sólidos generados por el ser humano están constituidos, por lo general, de materia orgánica como residuos de comida, hojas y restos de jardín, papel, cartón, madera y en general materiales biodegradables; y por materia inorgánica, como vidrio, plástico, metales, obje-tos de caucho, material inerte y otros (Montes, 2003). Los residuos sólidos orgánicos son materiales sólidos o semisólidos de origen animal, humano o vegetal que se abandonan, botan, desechan, descar-tan y rechazan, y son susceptibles de biodegradación incluyendo aquellos considerados como sub-productos orgánicos provenientes de los procesos industriales (ICONTEC, 2009). Los residuos, para ser clasificados como biológicos, deben presentar componentes como azúcares, ligninas, celulosas, grasas y proteínas, entre otros. Cuando la fracción orgánica de residuos sólidos se va a utilizar para la elaboración de productos biológicos de conversión como compost, metano o etanol, la información sobre los nutrientes esenciales y los elementos del material residual es importante respecto a la dis-ponibilidad de nutrientes para microorganismos, y para valorar los usos finales que puedan tener los materiales restantes después de la conversión biológica (Tchobanoglous, 1994).

El compostaje como proceso tiene una gran ventaja, en su posterior uso, mejora las propiedades físicas y químicas del suelo. La materia orgánica favorece la estabilidad de la estructura de los agregados del suelo agrícola, reduce la densidad aparente, aumenta la porosidad y permeabilidad, y aumenta su capacidad de retención de agua, por lo que se obtienen suelos más esponjosos y con mayor humedad, lo que se traduce en mejores condiciones para cultivos, al existir un aporte adicional de nutrientes (Porta, 1999).

Con base en lo anterior, esta investigación pretende proponer una alternativa técnica y ambiental-mente segura mediante un proceso de compostaje para un residuo proveniente de una actividad industrial, denominado sedimento de aditivo, lo cual permitirá realizar reducción de residuos que se eliminaran a través de incineración y, además, potenciar la posibilidad de reincorporar estos residuos al ciclo productivo.

Dado lo anterior, la estrategia para el aprovechamiento de estos subproductos industriales se en-foca en la aplicación de estos sedimentos en la producción de compostaje el cual es definido por (ICONTEC, 2009) como el proceso biológico controlado que permite la degradación y estabilización de la materia orgánica por la acción de microorganismos, y por medio del cual se obtiene abono. Es posible verlo como un sistema de tratamiento de los residuos orgánicos, ya que reduce la cantidad de materiales orgánicos susceptibles de ser aprovechados y que son dispuestos inadecuadamente, de-terminando un riesgo de contaminación de suelos, aguas y aire. Igualmente el compostaje responde a criterios de reciclaje interno y autosuficiencia (Rozo & Chaparro, 2005). En la actualidad este proceso se emplea para realizar el aprovechamiento de residuos orgánicos como excrementos animales, resi-duos de poda y de alimentos, en escala agrícola, por lo que en el contexto industrial, no se ha consi-derado hasta el momento como una alternativa de tratamiento a residuos de este sector económico.

Por consiguiente, para potenciar estos subproductos mediante la biotecnología del compostaje se propone la fabricación de un abono ejerciendo un control sobre los elementos que influyen en el

Producción + Limpia - Enero - Junio de 2014. Vol.9, No.1 - J. M. González Díaz et al - 44•62

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proceso de descomposición tales como el pH y temperatura, tal como se muestra en la figura 1. A través de este control es posible determinar las etapas en las que el proceso se desarrolla, su inicio y finalización, y de esta manera, obtener un producto final de buena calidad. El proceso de descompo-sición presenta cuatro etapas principales, dentro de las cuales se realiza el desarrollo microbiológico adecuado para que la descomposición se lleve a cabo en las condiciones adecuadas. La etapa de mayor relevancia dentro del proceso es la fase termófila, ya que en esta se da la descomposición de azúcares; cuando los microorganismos oxidan la materia orgánica, se promueve el rompimiento de las moléculas de carbono y la liberación de energía en forma de calor (Romero,, 2002). En la figura 1 se evidencia el progreso de un proceso convencional de compostaje.

Figura 1. etapas del proceso de compostajeFuente: Campitelli, Velasco, Rubenacker & Andrea (2010).

Posteriormente la investigación plantea un análisis para determinar la calidad final del compostaje producido, por lo que se debe llevar a cabo una evaluación en laboratorio que permita analizar los parámetros de madurez y estabilidad tales como la relación C/N, el color, el olor y la capacidad de intercambio catiónico (CIC), así como los parámetros de identificación del uso del producto, los nutrientes y elementos menores, esto con el fin de evaluar la viabilidad de hacer uso del compostaje como sistema de tratamiento del sedimento de aditivo.

Con una generación mensual promedio de 1556 kg de sedimento de aditivo, se realiza un análisis económico considerando que el tratamiento del residuo in situ representaría una disminución de los


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costos asociados a la incineración o disposición final en relleno de seguridad del sedimento de aditivo como residuo peligroso.

metODOLOGIASe hizo necesario efectuar un diagnóstico inicial de la cantidad de materiales orgánicos generados en la planta, incluyendo el sedimento de aditivo, y los residuos orgánicos de poda y comida. Adicional-mente, es necesario determinar la potencialidad del sedimento de aditivo como un material orgánico que permita su tratamiento a través del compostaje. Posteriormente, se diseña y ejecuta una prueba piloto del sistema de compostaje a escala, cuya finalidad es determinar la influencia de la aplicación del sedimento de aditivo a un proceso de compostaje convencional con diferentes dosis y a través de monitoreos periódicos. Finalmente se efectúan pruebas de calidad final a cada ensayo y se determina la viabilidad económica del proyecto de compostaje en escala real.

Generación de residuosSe monitoreó durante cuatro meses la generación de residuos orgánicos de comida y de poda como base para realizar un proceso de compostaje, así como la generación del sedimento de aditivo, para así determinar las proporciones de la pila a ser implementada. En la tabla 1, se presenta la generación mensual de residuos orgánicos en la planta de Tocancipá.

Tabla 1. Generación mensual de residuos orgánicos planta Tocancipá

mes Residuos poda (kg) Comida (kg) sedimento de aditivo (kg)

Septiembre 11,700 778 1,325

Octubre 4,900 1,395 1,475

Noviembre 2,500 1,474 1,200

Diciembre 11,000 1,106 2,225

total 30,100 4,753 6,225

Promedio 4,688 1,173 1,556

Fuente: elaboración propia

sedimento de aditivoLos procesos de la empresa incluyen una amplia gama de aditivos para la construcción, los cuales son almacenados en silos tanto en la planta, al finalizar su fabricación, como en las concreteras que hacen uso de los mismos. Dentro de la cadena, los aditivos son transportados de la planta a las concreteras en isotanques. Tanto los silos como los isotanques, por índices de calidad, deben ser lavados (imagen 1), debido a la generación de sedimento de aditivo que, por sus características de densidad, no permi-te el adecuado funcionamiento de equipos de bombeo y mangueras, motivo por el cual se considera como un residuo. Siendo conocido el contenido de azúcares de los aditivos, el sedimento de aditivo se considera un residuo orgánico.

Proveniente de los procesos de lavado, se obtiene un residuo líquido que es una dilución de cada producto del que se haga el lavado, como se observa en la imagen 1, y es almacenado en las instalacio-


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nes de la planta de Tocancipá en isotanques, donde se mezclan lavados de diferentes aditivos para la posterior disposición a granel de este residuo; ya que la generación diaria es inferior a los 150 litros se hace necesario almacenarlo hasta tener una cantidad representativa para disponer.

Imagen 1. Lavado de isotanques para transporte de producto

Fuente: Autores

CaracterizaciónEl sedimento de aditivo, al ser resultante de la mezcla del residuo de varios aditivos, presenta una variabilidad en la mezcla de acuerdo con los lavados efectuados, por lo que se hace necesario efectuar un análisis teniendo en cuenta las características que tienen mayor probabilidad de presentarse; por ello se seleccionaron los tres tipos de aditivo con mayor índice de demanda, y se estableció una com-paración de potencial peligrosidad y características generales de composición, proporcionada por la empresa fabricante y las hojas de seguridad. Aunque los detalles de composición de los aditivos no se presentan explícitamente, se reconoce en las fichas técnicas de los productos un elevado contenido de sustancias biodegradables, en su mayoría azúcares. Debido a este contenido, en términos de con-trol de calidad y tiempo de vida de los aditivos para la construcción, la empresa también hace uso de sustancias químicas biocidas, las cuales podrían representar una menor tasa de biodegradabilidad del sedimento de aditivo en altas concentraciones, por lo que se consultaron las hojas de seguridad, que contienen información sobre el contenido de estas sustancias, información que no resulta relevante.

Para determinar la viabilidad del tratamiento del sedimento de aditivo a través de un proceso de compostaje debe comprobarse que este es un residuo orgánico, por lo que de acuerdo con las ca-racterísticas de los productos, se evaluó el parámetro de azúcares totales. Para esto se tomaron 3 muestras de sedimento de aditivo generado: la primera muestra corresponde al almacenamiento en la planta Tocancipá; la segunda muestra corresponde a lavados de isotanques de transporte de pro-


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ducto; la última muestra corresponde a sedimento de aditivo proveniente de una de las concreteras que hace uso de aditivos.

Se realizó la medición de azúcares totales medidas como glucosa y fructosa haciendo uso del equipo Merck Reflectoquant método 045. Para determinar el potencial de degradabilidad del sedimento de aditivo, se agregaron levaduras activadas en agua tibia, para someter las tres muestras tomadas a fer-mentación por 7 días, por lo que se efectuó una medición de los azúcares totales y pH a cada una de las muestras antes y después. A continuación, en la tabla 2, se presenta el análisis de azúcares totales reportados en las muestras en la medición inicial.

Tabla 2. Análisis de azúcares totales a las muestras

medición 1 medición 2 (fermentado)

muestRA AZÚCAR (mg/l) pH temperatura (°C) AZÚCAR (mg/l) pH temperatura (°C)

1 158 4.08 21.1 104 4.05 19.5

2 122 3.99 21.3 92 4.1 20

3 83 5.6 21.5 <65 4.06 19.1


Una vez finalizado el proceso de fermentación, se midió el nivel de azúcar en cada una de las muestras, y los alcoholes, producto de la fermentación, haciendo uso de un densímetro Baumé, el cual reporta un valor de densidad. Cada grado Baumé equivale aproximadamente a 18 g/ L de azúcares reductores. En la tabla 3, se presentan los reportes de medición de alcohol producido por fermentación.

tabla 3. medición de alcohol producido por fermentación

medición 2 (fermentado)

muestRA AZÚCAR ReDuCIDO (mg/l) pH temperatura (°C) Grados baumé (°Bé)

1 54 4.05 19.5 7

2 30 4.1 20 6

3 20 4.06 19.1 7


Asimismo, como estudio adicional del residuo, la empresa ya había realizado pruebas de toxicidad haciendo uso de la Daphnia Magna como bioindicador; el resultado del ensayo fue una concentración letal media de 0.17 % en 48 horas con sensibilidad del 95 %, y se concluyó que el sedimento de adi-tivo no es tóxico, ya que no se presentó la muerte de ninguno de los organismos objeto de estudio. Finalmente se comprobó que el sedimento de aditivo es un residuo orgánico no tóxico que puede ser degradado, sin causar ningún efecto adverso en el medio ambiente.

Prueba pilotoLa proporción de materiales orgánicos fue determinada según proporciones de generación en los períodos evaluados, y se mantuvo constante en cada uno de los ensayos; la única variable fue la canti-dad de aditivo adicionada a cada una de las cajas. Se adicionaron otros elementos que según la teoría


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sobre compostaje tradicional facilitan el proceso de descomposición. Las mezclas de materiales y su respectiva proporción en la prueba piloto se presentan en la tabla 4.

tabla 4. Prueba piloto, proporción de materiales

ensayo uno ensayo Dos ensayo tres ensayo Cuatro

Sedimento de aditivo 1 dosis (6.4 L)

Sedimento de aditivo 1.5 dosis (9.6 L)


Residuos orgánicos de poda

Residuos orgánicos de poda Residuos orgánicos de poda Residuos orgánicos de poda

Residuos orgánicos de preparación de alimentos




1 kg cascarilla de arroz 1 kg cascarilla de arroz 1 kg cascarilla de arroz 1 kg cascarilla de arroz

1 kg suelo 1 kg suelo 1 kg suelo 1 kg suelo


Adición del sedimento de aditivoDe acuerdo con la humedad observada de los materiales se aplicó el sedimento de aditivo (tabla 59, objeto de estudio, por baches, es decir, para que el aditivo fuera retenido en los materiales y evitar las pérdidas por lixiviación, se agregó por tandas de 3 litros por día, iniciando desde la semana 2 donde se observó que la lixiviación propia de los residuos orgánicos de comida disminuyó.

Tabla 5. Control adición de sedimento de aditivo a los ensayos

ensayo 1 y repetición




Dosis Sedimento de aditivo 0 dosis


Sedimento de aditivo 1.5 dosis (9.6 L)


Día 1 3 l 3l 3l

Día 2 3 l 3 l 3 l

Día 3 0.4 l 3 l 3 l

Día 4 0.6 l 3 l

Día 5 0.8 l


Para la adición de sedimento de aditivo a los ensayos, se realizó la medición volumétrica en una probeta, se adicionó lentamente el sedimento de aditivo para una mejor retención en los materiales, haciendo que la pérdida por lixiviación fuera mínima. Durante la aplicación del sedimento de aditivo se mantuvo especial observación en las pérdidas que se presentaban enseguida, para medir finalmente la cantidad del residuo lixiviada. De acuerdo con la observación del progreso de la descomposición, se decidió realizar una adición de levaduras para potenciar la biodegradación de los residuos orgánicos aún visibles a simple vista.


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Controles operacionales

Control de temperatura

Se estableció para el control de temperatura una frecuencia de 3 veces a la semana distribuidas uniformemente, los días lunes, miércoles y viernes durante el período de descomposición de los materiales. Para mantener el control de este importante parámetro se hizo uso de una termocupla de punta afilada para facilitar su inserción en los materiales de compostaje (imagen 2); la temperatura de la pila permite conocer la etapa de descomposición en la que se encuentran los materiales, ya que este parámetro indica la actividad microbiana presente. La medición se realizó tomando 4 diferentes puntos dentro de la caja para así obtener un registro promedio del comportamiento en la pila; una vez se insertaba la termocupla en cada uno de estos puntos, se dio un tiempo de estabilización de 3 minutos para obtener un dato más preciso.

Control de pHCon un equipo multiparamétrico portátil se realizó la medición del pH los días lunes, miércoles y viernes; se procedió a tomar una muestra de la parte inferior de cada uno de los cajones, con la cual se preparó una pasta con agua destilada, en proporción 1:2, en la que se insertó el sensor del multipa-ramétrico teniendo cuidado de que este quedara sumergido en la pasta (imagen 3); en cada medición se dio un tiempo de 1 minuto para que el equipo se estabilizara y la medición fuera más precisa.

Control de oloresMientras se realizó la construcción de las capas de materiales en las pilas se adicionó cal con el fin de mantener un control de los olores generados por la descomposición del material orgánico.

Control de humedad y descomposición de materialesSe realizó volteo del material con el fin de homogeneizar los materiales y proporcionar oxígeno con una frecuencia semanal, como se muestra en la imagen 4. Asimismo para mantener la humedad uniforme en los cajones, se realizó la humectación con sedimento de aditivo, según fuera necesario.

Imagen 2. medición temperatura en pilas

Imagen 3. medición de pH en pilas

Imagen 4. Volteo pilas



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ResuLtADOsAl observarse un alto nivel de humedad en la etapa inicial del proceso, en todos los ensayos, se realizó la aplicación paulatina del sedimento de aditivo; asimismo se determinó que es importante no solo realizar el monitoreo, sino que también el sedimento de aditivo representa un elemento factible para compensar la deficiencia de humedad posterior a la etapa termófila, en la que las elevadas tempera-turas podrían aumentar la tasa de evaporación del agua del compost y compensarían las pérdidas por lixiviación. De acuerdo con las mediciones realizadas frente a la generación de residuos orgánicos se concluyó que es posible tratar en promedio mensual 5861 kg de residuos sólidos, frente a 1557 kg de sedimento de aditivo generados, lo que muestra que los residuos sólidos son capaces de asimilar el sedimento de aditivo, en la aplicación inicial y como elemento humectante de la pila.

En términos de temperatura (figura 2), el ensayo 2 obtuvo una variación de temperatura similar a la prestablecida, mostrando cada una de las etapas por las que pasa el proceso. Alcanzó, además, el mayor pico de aumento de temperatura en la etapa termofílica (45 °C), al acercarse al rango ideal de 60 °C, mientras el ensayo 4, que presentaba 12.8L de sedimento de aditivo, debido a la elevada hu-medad evidenciada, no alcanzó mayores temperaturas sino hasta el final del proceso, donde se realizó el último volteo.

Figura 2. temperaturas reportadas en ensayos de prueba pilotoFuente: elaboración propia

ensayo 1Para el ensayo 1 en la primera semana se evidenció una producción acelerada de lixiviados, puesto que los residuos de comida aún estaban frescos, mientras que en la segunda semana se observó una reduc-ción acelerada de la temperatura debido al aumento de la humedad y a que se presentaron zonas anó-xicas por no existir espacios de oxigenación entre las partículas de los residuos; este comportamiento se presentó en el ensayo 1 y en su repetición. Para proporcionar oxígeno, se efectuó un volteo, dentro de lo cual se evidenció un olor a descomposición anaerobia; durante el volteo se adicionó un poco de cascarilla de arroz para adicionar espacio entre los residuos y así permitir el ingreso de oxígeno.


54

Posterior al volteo se observó un incremento de la temperatura; en la semana 3, al ver que la tem-peratura disminuye se insertan tuberías de 3/8” para permitir la oxigenación de la pila, ya que se per-ciben olores a amoniaco y a putrefacción. Al presentarse una disminución mayor de la temperatura, en la semana 4 se procede a hacer una inoculación de levaduras en todos los ensayos, ya que aún se observa la presencia de residuos sin descomponer; a esto se observa la respuesta del aumento de la temperatura, alcanzando el máximo durante el ensayo. La temperatura presentó una estabilización en los 38 °C, puesto que debido al volumen tan pequeño de la pila no se da un calentamiento mayor. Finalmente al cabo de 8 semanas se observa una disminución y estabilización de la temperatura con la temperatura ambiente. A partir de la séptima semana se percibe un olor a tierra y en el último volteo fue evidente que ciertas zonas no alcanzaron una oxigenación adecuada, por lo que en ciertas partes no se presentó una descomposición total. Las variaciones de pH se presentaron como se espera según la teoría. En las figuras 3 y 4, se observa el comportamiento de la degradación del material a compostar en función de la temperatura y el pH.

Figura 3. Curva degradación ensayo 1Fuente: elaboración propia

Figura 4. Curva degradación repetición ensayo 1Fuente: elaboración propia


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ensayo 2

En el ensayo 2 y su repetición se observó que las temperaturas reportadas fueron menores; esto pudo ser debido a las características de los residuos de comida compostados. En términos generales se presentó una disminución de la temperatura con la adición de sedimento de aditivo, lo cual incre-mentó la humedad, por lo que se disminuyó la actividad microbiológica y, por supuesto, la temperatu-ra. Para controlar este factor se incorporaron tuberías tipo flauta de 3/8” para proporcionar oxígeno a la pila, y así mantener actividad microbiológica garantizando la descomposición de la pila. Al igual que en el ensayo 1, en la semana 6 se inocularon levaduras con el fin de descomponer los últimos residuos identificables, a lo que respondió con un aumento de temperatura. Finalmente se alcanzó una estabilización de la temperatura y pH, lo cual indica el cese de la actividad y el inicio de la etapa de maduración del compost. En las figuras 5 y 6 se observa el comportamiento de la degradación del material a compostar en función de la temperatura y del pH para el ensayo 2.

Figura 6. Curva degradación repetición ensayo 2




56

ensayo 3

En el ensayo 3 y su repetición se observa con mayor detalle cada una de las etapas con respecto al parámetro de pH; en la primera semana se presentó la acidificación por la descomposición acelerada de los residuos de comida, por lo que hubo una elevada generación de lixiviados; a partir de la semana 2 se neutralizó el pH de la pila. En cuanto a la temperatura, el comportamiento fue muy similar a lo largo del tiempo, a pesar de la inoculación de bacterias. El comportamiento del ensayo 3 y su repe-tición fueron homogéneos. En las figuras 7 y 8 se observa el comportamiento de la degradación del material a compostar en función de la temperatura y el pH para el ensayo 3.


Figura 7.Curva degradación ensayo 3Fuente: elaboración propia

ensayo 4

El ensayo 4 y su repetición presentaron aumentos poco significativos en la temperatura, debido al aumento de la humedad por la adición de sedimento de aditivo, ya que a este ensayo correspondía la


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mayor dosis de este residuo. Sin embargo, con la inoculación de levaduras la temperatura presentó un aumento mucho mayor a los registrados anteriormente. Sumado a esto, influyen también las características de los residuos de comida incorporados, puesto que con el cambio de menú en el restaurante cada uno de ellos es diferente, cada día y cada semana; adicional a eso, también el com-portamiento de la temperatura fue diferente en el ensayo 4 y su repetición (ensayo 4 rep.). Al cabo de las 8 semanas se observa la disminución de la temperatura hasta encontrarse con la temperatura ambiente (figuras 9 y 10).



Evaluación final de la calidadComo referencia para la evaluación de la calidad del producto final obtenido del ensayo, se tomaron los parámetros para fertilizantes o abonos orgánicos, orgánico-minerales y enmiendas orgánicas, con-tenidos en la NTC 5167 de 2003, donde se establecieron principalmente: relación C/N, capacidad de intercambio catiónico, pH y, como adicionales para determinar la calidad del abono, los nutrientes y elementos menores que serían representativos para su posterior uso como abono.


58

Bajo los parámetros de la NTC 5167 del 28 de mayo del 2003, que regula los productos para la in-dustria agrícola y los materiales orgánicos utilizados como fertilizantes o acondicionadores de suelos; reglamenta los limitantes actuales para el uso de materiales orgánicos, los parámetros físico-químicos de los análisis de las muestras de material orgánico y los límites máximos de metales pesados, y enun-cia algunos parámetros para los análisis microbiológicos, se realizó un análisis, en el laboratorio del Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC), de los diferentes parámetros de calidad de cada uno de los compost resultantes al cabo de 8 semanas para evaluar la influencia de la incorporación del sedimento de aditivo a cada uno de los ensayos. En la tabla 5 se presenta el consolidado de los datos obtenidos en los análisis realizados; se evidencia que cada ensayo, así como su repetición no presen-taron un comportamiento uniforme, probablemente debido a las características fisicoquímicas de los residuos empleados en el proceso de compostaje.

Se destacan los parámetros en los que las muestras presentaron mayor y menor valor de cada uno de ellos con el fin de determinar la dosis que podría representar un mejor resultado reflejado en la calidad del producto. A continuación se presentan, en la tabla 6, los resultados de ensayos del laboratorio del IGAC.

Con la determinación de los nutrientes y los elementos menores es posible definir el posterior uso que se dará al abono. Mientras la relación C/N contempla la relación entre el carbono orgánico total y el nitrógeno total contenido en el producto final, donde la concentración de carbono orgánico total de un compost es un indicador de su concentración en materia orgánica y, por tanto, un índice de calidad del compost, este dato provee la información de materia orgánica compostable y materia or-gánica resistente. Por otro lado, la Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) representa un indicador de la capacidad para retener cationes intercambiables, lo que se traduce en la posibilidad de mantener plantas en buenas condiciones de nutrición para su desarrollo y crecimiento. (Mirabelli, 2008). Esta es útil también para definir el tipo de acondicionamiento que puede proporcionar a suelos según su uso.

Determinación de la dosis recomendadaDe acuerdo con los resultados, la dosis óptima para realizar el tratamiento al sedimento de aditivo a través del compostaje es la empleada en el ensayo 2, o sea 6.4 L. Mediante la observación durante la aplicación del sedimento de aditivo a cada una de las cajas, se logró obtener las pérdidas que hubo en la aplicación del sedimento de aditivo, por lo que se conoce la dosis real retenida en los materiales. Se efectuó el cálculo de la dosis apropiada y la cantidad de sedimento de aditivo que es posible tratar con los materiales generados en la empresa al cabo de un mes. En la tabla 7, a continuación, se muestra un resumen de los datos resul-tantes frente a la dosis, evidenciando que la dosis posible de tratar en un mes es de 1687.9L

Análisis económicoPosteriormente se realizó la evaluación de costos de la incorporación del proyecto de compostaje como tratamiento del sedimento de aditivo, desde la perspectiva de evitar la incineración o la dis-posición en relleno de seguridad de este residuo tablas 8 y 9. Teniendo en cuenta que la incineración cuesta $1200/ kg (pesos del 2012), y la disposición a través de solidificación en relleno de seguridad tiene un costo de $690/ kg (pesos del 2012), se evalúo el flujo de caja neto asumiendo una generación mensual promedio de 1556 kg y los costos de construcción de un centro de compostaje diseñado de acuerdo con las pruebas realizadas, con el valor de los materiales bajo cotización.

De acuerdo con el flujo de caja neto se obtuvo la viabilidad económica del proyecto garantizando que al evitar la disposición de los residuos por otros métodos, se recupera la inversión en el segundo y tercer mes de funcionamiento del proyecto. Se estimó que se empiezan a evidenciar ingresos por la producción y comercialización del compostaje a partir del tercer mes, que fue el tiempo estimado de descompo-sición de los materiales compostados en prueba piloto. Se estima también que se puede dar una pro-ducción aproximada de 5000 kg por mes, saliente de cada una de las pilas; este compostaje puede ser comercializado de acuerdo con lo establecido por la empresa a un precio de $1000/ kg (pesos del 2012).


59

tabl

a 6.

Res

ulta

dos

de e

nsay

os d

e la

bora

tori

o IG

AC

Pará

met

rou

nida

des

ens

ayo

1e

nsay

o 1

rep

ens

ayo

2e

nsay

o 2

rep

ens

ayo

3e

nsay

o 3

rep

ens

ayo

4e

nsay

o 4

rep

madurez

n%

0.81

0.74

0.71

0.81

0.67

0.77

0.81

0.75

C%

8.5

7.8

7.5

8.5

7.1

8.1

8.5

7.9

C/n

-10

.49

10.5

410

.56

10.4

910

.60

10.5

210

.49

10.5

3

CIC

cmol

(+)

/kg

172

94.9

107

54.5

89.9

101

63.7

79.9

nutrientes

Ca

cmol

(+)

/kg

53.7

47.7

98.3

54.5

120

130

56.2

105

mg

cmol

(+)

/kg

1815

.718

.919

.418

.516

.319

.611

.7

Kcm

ol (

+)/k

g77

.170

.867

.374

.559

.355

.675

.134

.6

na

cmol

(+)

/kg

24.6

22.1

25.9

24.6

29.8

27.9

24.5

22.7

Pm

g/kg

1549

936

953

1009

636

532

850

442

elementos me-nores

mn

mg/

kg39

.737

.829

41.6

23.2

26.5

42.9

23.8

Fem

g/kg

86.3

44.7

45.3

48.3

65.1

38.2

76.8

40

Zn

mg/

kg23

26.9

16.9

18.6

15.6

15.4

34.1

17.7

Cu

mg/

kg2.

72.

12.

11.

71.

61.

62.

21.

3

bm

g/kg

36.4

32.5

74.9

35.3

33.7

37.4

35.7

40.7

Fuen

te: I

GA

C, 2

012.


60

tabla 7. Dosis para materiales generados en planta tocancipá

Dosis total ensayo 2 6.4 L

Dosis parcial de ensayo 2 3 L

Cantidad material ensayo 2 20 kg

Perdidas por lixiviación promedio ensayo 2 de 3L adicionados 0.9 L

Perdidas por lixiviación 30 %

Aditivo sin perdidas por lixiviación 5.76 L

Material generado promedio mensual 5,861 kg

Dosis para material generado 1687.9 L/mes

Dosis diaria 84.39 L/día

Duración del proceso 2 meses

Cantidad de aditivo a tratar durante el proceso 3375.8 L

Tabla 8. Análisis flujo de caja neto con disposición del residuo en relleno de seguridad (pesos del 2012)

Implementación proyecto 0 1 2 3

Costos de disposición del residuo relleno de seguridad -$1.159.890 -$1.159.890 -$1.159.890 -$1.159.890

Costos de construcción del proyecto -$5.000.860

Costos de funcionamiento -$3.364.000 -$3.364.000 -$3.364.000

Ingresos venta de compostaje $ 5,000,000

Ahorro de disposición relleno de seguridad $ 1.159.890 $ 2.319.780 $ 3.479.670

Total $ -5.000.860 $ -2.204.110 $ -1.044.220 $ 5.115.670

Fuente: Elaboración propia de los autores

Tabla 9. Análisis flujo de caja neto con disposición del residuo a través de incineración (pesos del 2012)

Implementación proyecto 0 1 2 3

Costos de disposición del residuo incineración $ 2.017.200 $ 2.017.200 $ 2.017.200 $ 2.017.200

Costos de construcción del proyecto -$5.000.860

Costos de funcionamiento -$3.364.000 -$3.364.000 -$3.364.000

Ingresos venta de compostaje $ 5.000.000

Ahorro de disposición incineración $ 2.017.200 $ 4.034.400 $ 6.051.600

Total $ -5.000.860 $ -1.346.800 $ 670.400 $ 7.687.600

Fuente: Elaboración propia


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De acuerdo con estos flujos de caja netos, se evidencia que el proyecto es viable económicamente, ya que se reducen costos y al mismo tiempo se obtiene un ingreso por concepto de la venta del compostaje.

COnCLusIOnes• Del proceso de fermentación se dio la disminución en el contenido de azúcares, demostrando que

el sedimento de aditivo es susceptible a la descomposición por acción microbiológica, lo cual lo hace apto para el proceso de compostaje como sistema de tratamiento.

• El compostaje resulta ser un método apropiado para el tratamiento del sedimento de aditivo, y se demostró su naturaleza orgánica e inocuidad para el proceso. A pesar de que las pruebas sin aditivo mostraron un mejor resultado, son mayores los beneficios tanto ambientales como económicos de tratar el sedimento de aditivo haciendo uso del compostaje, teniendo un cuidado especial en la dosis manejada y en los controles operativos del proceso.

• Para efectos del tratamiento del sedimento de aditivo, la dosis empleada en el ensayo 2 se conside-ró la óptima, debido a que durante el proceso presentó resultados similares a los ideales según la teoría, y en la evaluación de calidad y madurez final presentó mejores resultados en comparación con los demás ensayos; se hizo el cálculo determinando que en un mes es posible tratar 1687 kg de sedimento de aditivo, valor que supera los 1556 kg de generación promedio mensual, lo que convierte este sistema de tratamiento en una óptima solución de manejo del sedimento de aditivo.

• Los efectos de la aplicación del sedimento de aditivo son más notorios durante el proceso, y se observan efectos directos de la aplicación de las diferentes dosis sobre parámetros como la hu-medad, la temperatura y el pH de cada uno de los ensayos en el transcurso de la prueba piloto.

• La adición de sedimento de aditivo aumenta el tiempo de descomposición de los residuos com-postados, debido a la carga orgánica adicional que aporta para ser descompuesta por los microor-ganismos y al aumento de humedad que restringe la actividad microbiana por déficit de oxígeno.

• Económicamente es una opción viable dar tratamiento al sedimento de aditivo mediante el com-postaje, ya que se disminuyen costos asociados a la disposición, y el producto final es considerado de una buena calidad frente a parámetros de evaluación de madurez como la CIC y la relación C/N y calidad en cuanto a contenido de nutrientes.

• El tratamiento de un residuo industrial generado en grandes cantidades permite la reducción de impactos ambientales producidos por incineración o relleno de seguridad, dando al residuo el potencial de ser utilizado nuevamente en un nuevo proceso, como lo es la producción de abonos orgánicos a través del compostaje.

• Es posible obtener un producto de buena calidad haciendo tratamiento del sedimento de aditivo a partir de un buen manejo y controles operacionales periódicos, lo que posibilita una mayor di-versidad de usos del mismo.

ReCOmenDACIOnes• De acuerdo con la generación de residuos debe tenerse en cuenta la variación de la dosis de

sedimento de aditivo, así como los controles operacionales durante el proceso, teniendo especial cuidado de la posible pérdida de sedimento de aditivo por la lixiviación propia de los residuos orgánicos presentes en la pila de compostaje.

• Debe tenerse cuidado en que no haya pérdidas de nutrientes por el lavado que puede significar el sedimento de aditivo, controlando la dosis aplicada y la forma de aplicación, ya que una aplicación


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localizada y acelerada puede generar que el sedimento de aditivo no sea retenido por los mate-riales y, además, al ser lixiviado, se lleve consigo un contenido de nutrientes importantes de los residuos presentes en la pila de compostaje.

Teniendo en cuenta que el proceso dura 3 meses (1 mes de formación de pila y 2 meses de com-postaje de materiales), se recomienda:

• La pila debe formarse máximo en un mes, con la generación diaria de residuos orgánicos.

• El sedimento de aditivo debe aplicarse al cabo de este mes, cuando la tasa de lixiviación propia de los residuos orgánicos haya disminuido y sea casi nula.

• Debe tenerse en cuenta que una vez se entre en la etapa de enfriamiento, en la que el pH sube, y al agregarse el sedimento de aditivo, ya que este tiene un pH acido, debe aplicarse cal para neutralizarlo.

• Deben aplicarse controles periódicos con el fin de vigilar el progreso de la descomposición que presenta la pila.

• Durante los dos meses siguientes no debe aplicarse material fresco, sino únicamente sedimento de aditivo.

• Al finalizar el proceso, verificar parámetros organolépticos como el olor y el color, físicos como la humedad y la temperatura, y químicos como el pH y el contenido de carbono orgánico y nitróge-no, para determinar la relación C/N y así la madurez del compost.

ReFeRenCIAs

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art 5Producción + Limpia - Enero - Junio de 2014. Vol.9, No.1 - 63•72

Didactic strategy based on questions to favor critical thinking in the environmental management class, at Instituto Tecnológico Metropolitano

Estratégia didática baseada em perguntas para favorecer o pensamento crítico na classe de gestão ambiental no Instituto Tecnológico Metropolitano

Silvia Andrea Quijano Pérez**, Adriana María Soto Zuluaga***, Miriam Janet Gil Garzón****

* Artículo derivado del proyecto de investigación titulado “Una alternativa para cualificar las transacciones didácticas en las clases de ciencias: el papel de la dupla devolución-regulación”, con ejecución entre 2013 y 2016, financiado por el Instituto Tecnológico Metropolitano - ITM, Medellín - Colombia. ** Bióloga, PhD en Ciencias, Mención Sistemática y Ecología. Docente del Departamento de Ciencias Ambientales y de la Construcción. Instituto Tecnológico Metropolitano, –ITM– Institución Universitaria. Medellín-Colombia.*** Licenciada en Biología y Química, magíster en Ciencias-Química. Docente del Departamento de Ciencias Básicas y Aplicadas. Instituto Tecnológico Metropolitano, –ITM– Institución Universitaria. Medellín-Colombia. ****Química, magíster en Ciencias-Química. Docente del Departamento de Ciencias Básicas y Aplicadas, Instituto Tecnológico Metropolitano –ITM– Institución Universitaria. Medellín-Colombia. Correspondencia: Silvia Andrea Quijano, e-mail: [email protected]


Estrategia didáctica basada en preguntas para favorecer el pensamiento crítico en la clase de gestión ambiental en el Instituto

Tecnológico Metropolitano -ITM*

REsuMEn

Introducción. El presente artículo muestra los resultados de una estrategia didáctica aplicada en una clase de Gestión Ambiental (GA) en el Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM). Ob-jetivo. Lograr en los estudiantes actitudes críticas y de apersonamiento frente a problemáticas ambientales locales. Metodología. Trabajo grupal sobre temas ambientales, expuestos en el aula de clase y orientados por la docente a partir de preguntas generadoras de polémicas. Resultados. Las temáticas más trabajadas y que generaron mayor polémica fueron manejo de residuos sólidos en barrios, y contaminación hídrica en quebradas municipales, ambas con un 23 % de ocurrencia. Conclusiones. Los estudiantes mostraron una mejora en cuanto a la capacidad de respuesta, coherencia de los argumentos, y análisis crítico de las problemáticas


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ambientales discutidas. Además, la actividad generó un clima de trabajo motivador predisponiendo la atención, y la participación comprometida más allá de la asignatura.

Palabras clave: gestión ambiental, estrategia didáctica, preguntas en las clases de ciencias, pensamiento crítico.

AbsTRACT

Introduction. This article shows the results of a didactic strategy applied in an environmental management class at Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM). Objective. Achieve critical and passionate attitudes in the students towards local environmental problems. Methodology. Group works about environmental issues, ex-posed in the classroom and oriented by the teacher, based on questions that create controversy. Results. The most approached issues and the most controversial were solid waste in neighborhoods and hydric contamina-tion in local creeks, both with a 23% occurrence. Conclusions. The students demonstrated an improvement concerning their capacity of response, coherence in their argumentation and critical analysis of the environmen-tal issues discussed. Besides, the activity generated a working environment that was very motivating and brought better attention and participation, thus bringing a higher commitment that went beyond the subject itself.

Key words: environmental management, didactic strategy, questions in science classes, critical thinking.

REsuMO

Introdução. O presente artigo mostra os resultados de uma estratégia didática aplicada numa classe de Gestão Ambiental (GA) no Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM). Objetivo. Conseguir nos estudantes atitudes críticas e de compadecimento frente a problemáticas ambientais locais. Metodologia. Trabalho grupal sobre temas ambientais, expostos no sala de aula de classe e orientados pela docente a partir de perguntas geradoras de polêmicas. Resultados. As temáticas mais trabalhadas e que geraram maior polêmica foram manejo de resíduos sólidos em bairros, e contaminação hídrica em quebradas municipais, ambas com um 23 % de oco-rrência. Conclusões. Os estudantes mostraram uma melhora quanto à capacidade de resposta, coerência dos argumentos, e análise crítica das problemáticas ambientais discutidas. Ademais, a atividade gerou um clima de trabalho motivador predispondo o atendimento, e a participação comprometida além da matéria.

Palavras importantes: gestão ambiental, estratégia didática, perguntas nas classes de ciências, pensamento crítico.

InTRODuCCIÓnEl Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM) ha venido tomando conciencia en los últimos años como Institución Universitaria de su papel preponderante en la educación y gestión ambiental, en el ámbito metropolitano y en el departamental, para dar respuesta a las demandas de la sociedad desde los pilares institucionales: docencia, investigación y proyección social (Gaviria & otros, 2011). La ges-tión ambiental en el ITM nace de la Misión institucional y hace parte integral del Plan de Desarrollo 2012-2015, donde se contempla que la educación es el eje que permite el desarrollo de las naciones, si se tiene una visión holística de lo ambiental. Por lo tanto, el ITM, comprometido con la recupera-ción y el mejoramiento del medio ambiente, involucra en los diferentes programas de tecnologías e ingenierías, la asignatura “Gestión Ambiental, GA”, buscando formar a sus estudiantes y futuros pro-fesionales, como ciudadanos comprometidos socio-ambientalmente, con capacidad crítica y reflexiva que les permita analizar el mundo que les rodea, evaluar la información recibida, ser conscientes del impacto de las actuaciones, tanto ajenas como propias, y hábiles para mantener opiniones argumen-

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tadas a la hora de tomar decisiones basadas en una coordinada información multidisciplinar y en la participación ciudadana.

Con el fin de hacer conocer a los estudiantes las relaciones del hombre con el ambiente, los factores e impactos que las actividades humanas ejercen sobre los recursos naturales, además de identificar problemas ambientales de la comunidad y proponer posibles soluciones a partir de modelos vigen-tes de gestión ambiental, la asignatura se imparte con diferentes metodologías, entre las cuales se implementa, finalizando el curso, la realización de un trabajo de aplicación en campo, el cual consiste en identificar un problema ambiental, libre, específico del barrio o de la ciudad, y proponer posibles soluciones fundamentadas en las temáticas vistas en el curso y la teoría que sustenta las mismas, me-diante una estrategia propuesta por el docente.

El desarrollo de la estrategia didáctica tiene como apoyo fundamental elementos vinculados con la argumentación, el pensamiento crítico en las clases de ciencias y las preguntas como herramientas para generar debates desde la interacción docente-estudiantes y estudiante-estudiante en el aula.

Argumentación y pensamiento crítico en las clases de cienciasTomamos la argumentación como una forma de interacción comunicativa particular en la que do-centes y alumnos confrontan sus saberes y opiniones sobre un tema con el propósito de convencer al otro, utilizando un tipo de texto determinado (Cuenca, 1995), mediante un lenguaje y un código compartidos.

En el tratamiento de las situaciones relacionadas con problemáticas ambientales en las clase de cien-cias, se incluye literatura científica como fuente de información y objeto de debate en los procesos de aula; al mismo tiempo, le son inherentes los procesos de argumentación que finalmente los estu-diantes construyen para presentar y defender sus posturas respecto a los dilemas propuestos de una forma crítica.

La argumentación se presenta en diferentes formatos-materia, seminarios, talleres, temáticas, abor-dando la posibilidad de desarrollar conocimientos, actitudes y capacidades cognitivo-lingüísticas pro-pias del “hacer ciencias” y “hablar ciencias”, lo que permitirá avanzar hacia un pensamiento crítico desde diferentes estrategias didácticas (Campaner & De longhi, 2007).

Las preguntas en clase de cienciasPlantear preguntas en el aula es uno de los aspectos que se espera estén presentes en todo proceso de enseñanza y aprendizaje de las ciencias, dado que ellas son dispositivos esenciales en la estructuración de secuencias dialógicas, que permiten visualizar ideas, críticas e intereses de los estudiantes, como re-quisitos indispensables para aprender a argumentar en ciencias (Ruiz, Tamayo & Márquez, 2012).

Según Márquez y Roca (2006), la argumentación y las preguntas en las clases de ciencias se convier-ten en una de las posibles herramientas que apoyan aspectos epistemológicos y sociales. El primero, porque el conocimiento científico avanza al plantearse preguntas que ponen en diálogo teoría y fenó-menos observables, permitiendo explicitar, estructurar y cambiar el estado de una teoría. El segundo, porque pretender construir en conjunto conocimiento científico escolar, exige que en el aula de clase se brinden espacios de interacción social para que los estudiantes puedan, no solo valorar las preguntas como mecanismo indispensable en la construcción de la ciencia, sino también espacios que promuevan en el estudiante el interés y la motivación de plantear sus propias preguntas y problemas, acciones básicas del “hacer ciencias”. Además, en la escucha al otro, se promueve no solo el respeto por su posición y la de sus compañeros, sino también, el análisis del contenido de las intervenciones (Kuhn, 2010; McDonald & McRobbie, 2012; Milne 2012; Osborne, Erduran & Simon, 2004).

Estrategia didáctica basada en preguntas para favorecer el pensamiento crítico en la clase de gestión...

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Los marcos anteriores nos dan elementos para justificar la importancia de emplear estrategias en el aula que favorezcan el debate, las preguntas guidas por el docente y la expresión de opiniones, como aspectos relevantes en el desarrollo de las clases. Por lo tanto, con esta experiencia de aula preten-demos mostrar que es posible generar situaciones didácticas en las clases de Gestión Ambiental, que favorezcan el debate y el pensamiento crítico en los estudiantes de ingenierías y tecnologías de los primeros semestres del ITM.

METODOLOgíA El estudio se realizó durante el segundo semestre de 2013, con tres grupos, de aproximadamente 45 estudiantes cada uno, que cursaban la asignatura de GA, dictada de manera transversal a todos los estudiantes de las distintas carreras tecnológicas y profesionales del ITM.

Trabajo grupalSe formaron grupos de trabajo, conformados por 4 o 5 estudiantes, quienes escogieron un tópico para trabajo final que les resultara polémico, atractivo, significativo desde el punto de vista social y ambiental, propuesto por la docente donde planteó una serie de temas relacionados con ecología y gestión ambiental, factibles de abordar.

Presentación del trabajoLa docente estableció la presentación de la temática en un formato libre (blog, página web, video, encuestas, entrevistas, prototipos, póster, artículo científico, entre otros), centrado en algún sector crítico de los distintos barrios de Medellín (Antioquia), o problemáticas ambientales de instituciones o empresas. Los estudiantes debían conocer en profundidad el contenido temático de los tópicos a presentar. Para ellos poder enfrentar el tratamiento de las situaciones relacionadas con problemáti-cas ambientales en la clase de GA, debieron pasar por un proceso de búsqueda de información, que implicó revisión de la literatura científica, visitas a empresas, lugares puntuales de contaminación de los barrios, así como entrevistas y encuestas a las personas directamente involucradas con las pro-blemáticas ambientales, entre otros, lo que finalmente proporcionó a los grupos de trabajo elementos para presentar y defender, de una forma crítica, sus posturas respecto a los problemas propuestos.

Se designó dentro de la programación académica una fecha específica, donde en un tiempo de 20 minutos cada grupo de estudiantes presentó al resto de sus compañeros los resultados de su trabajo.

Estrategia didácticaAl final de cada exposición se generó un espacio de discusión a partir de preguntas dinamizadoras de la actividad, formuladas por la docente, e intervenciones y preguntas por el resto de estudiantes del grupo, que desearon hacer sus aportes.

Recolección de la informaciónSe grabaron todas las exposiciones en audio, luego se realizó una sinopsis del material filmado, selec-cionando los fragmentos relevantes para el estudio (episodios), en función de observar la dinámica de la clase y los momentos interactivos entre docente y estudiantes alrededor de las preguntas y polémicas generadas en la clase.


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REsuLTADOs

Temas tratados

Los temas escogidos por los estudiantes fueron 34 en total, los cuales se agruparon en nueve cate-gorías así: deforestación y erosión –DE–; pérdida de diversidad de especies y alternativa de manejo –PDE–; manejo de residuos sólidos en los barrios –MRsb–; manejo de residuos en instituciones educativas –MRIE–; contaminación ambiental generada por empresas –CAgE–; contaminación hí-drica de quebradas municipales –CHQM– contaminación atmosférica –CA– uso ineficiente del agua –uIA–, y contaminación acústica –– CAs–.

Grafico 1. Frecuencia relativa de las temáticas escogidas por los estudiantes en el trabajo final de la asignatura de GA

El gráfico 1 muestra que los principales temas tratados por los estudiantes fueron manejo de residuos sólidos en los barrios –MRsb– y contaminación hídrica de quebradas municipales –CHQM– (fo-tos 1 y 2), debido a que son las problemáticas ambientales más comunes en sus entornos. De igual manera, los temas que generaron mayor discusión y polémica fueron el manejo de residuos sólidos en los barrios - MRsb, contaminación hídrica de quebradas municipales –CHQM– y contaminación ambiental generada por empresas –CAgE–, a pesar de que este último no fue uno de los temas de mayor frecuencia.

Formato de presentación de trabajoLos estudiantes adoptaron 15 diferentes formatos de presentación del trabajo grupal, entre ellos: página web –PW–; presentación prezi y vídeos –PP y V–; vídeo y encuestas; –V y E–; bitácora y en-cuestas –b y E–; bitácora y artículo –b y A–; bitácora y maqueta –b y M–; bitácora –b–; prototipo y bitácora –P y b–; folleto y visitas a viviendas –F y VV–; vídeo –V–; presentación power point –PP–; presentación tradicional –PT–; presentación prezi y blog –PP y b–; prototipo –P–, y vídeo y visita a laboratorio –V y VL–.

En el gráfico 2, puede observarse que un 53 % de los grupos de trabajo realizó combinación de for-matos para la presentación; se encontró que el formato mayormente usado fue vídeo y encuestas –V y E–, con un porcentaje de 17.65 %; esto pudo deberse a que el vídeo es un formato sencillo, y la encuesta registra las percepciones reales de la comunidad acerca de las problemáticas ambientales.


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A continuación se presenta la síntesis de cinco problemáticas abordadas y la caracterización de al-gunos segmentos que contienen momentos interactivos entre profesor y estudiantes y las preguntas identificadas en estos episodios.

Fotos 1 y 2. Registro de los principales temas tratados por el curso de gA (CHQM, MRsb)

Gráfico 2. Frecuencia relativa de formato de presentación del trabajo grupal de los estudiantes de la asignatura de gA

Problemática 1. Contaminación ambiental de una quebrada en el barrio Manrique Este equipo de trabajo realizó un vídeo que, además, contenía entrevistas. Los estudiantes se centra-ron en una problemática del barrio Manrique, en particular una quebrada en donde se arrojan basuras; según el vídeo y el relato de las estudiantes, también observaron muebles y colchones. Las alumnas visitaron algunas viviendas ubicadas al lado de la quebrada y realizaron entrevistas a las personas que allí habitan, quienes expresaron que las entidades encargadas de estos asuntos no le han dado una


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solución real al problema. Una vez finalizado el vídeo, la docente realiza una serie de preguntas a las estudiantes.

Pregunta la docente: ¿Cuáles son las posibles soluciones?

Estudiante A. Reciclar es una solución, ya que nos permite generar nuevos productos de materiales usados, sustituir el consumo de productos que generan contaminación durante la elaboración, usar materiales biodegradables, no tóxicos, pero igual, más allá de todo esto, es la conciencia de la gente porque, por ejemplo, las personas que viven cerca de la quebrada son personas de escasos recursos, y tiran las basuras, y no les importa que esto esté afectando a otras personas, solo pretenden desha-cerse de algo. Más allá de reciclar, es formar primero conciencia en las personas que viven allí, ya que el olor de ese lugar es desagradable; también es falta de proyectos para reubicar a las personas, ya que los niños pequeños juegan en esa quebrada al lado de todas esas basuras.

Análisis: en este grupo de trabajo, se observó que los estudiantes hacen uso de los conocimientos aprendidos en la clase, para responder las preguntas realizadas por la docente y darle una posible solución a la problemática estudiada; además se apersonaron de una situación de la comunidad, ya que al realizar visitas y entrevistas a las personas directamente afectadas, se observó que adquirieron más conciencia del problema.

Problemática 2. Contaminación por ruido en Medellín Este grupo de alumnos realizó un estudio de la contaminación por ruido en el centro de Medellín; al final del vídeo y la exposición, este fue uno de los aporte de los integrantes:

Estudiante A. Como podemos observar en Medellín, siendo una de las ciudades más prosperas de Colombia y una de las ciudades en cuanto a lo que es contaminación de todo tipo, vemos cómo en el centro de Medellín, se genera mucha contaminación, no solo por los carretilleros sino también por los vehículos. Un automóvil genera 70 decibeles en cuanto a ruido, digamos una buseta esta entre 70 y 80 decibeles por lo que su motor es un poco más ruidoso; ahora, entonces, imaginemos los tranco-nes que se hacen en el centro de Medellín, ya no es un solo auto sino varios autos, y encima de eso, ellos también hacen su bulla con los pitos y sus bocinas.

Pregunta de la docente: ¿Que normativas ambientales hay con relación al ruido?

Estudiante A. Hay muchas normas que prohíben esto, por ejemplo, en zonas de hospitales hay un nivel máximo de decibles permitidos; una posible solución es hacer señalizaciones legales para que las personas vean que esto es prohibido; también que se hagan valer las sanciones y las multas que se lea entreguen a las personas.

Análisis: este equipo de trabajo se centró en una problemática neurálgica que se vive en el centro de Medellín y con ello se logró hacer conscientes a los estudiantes de un problema que a veces pare-cemos ignorar, ya que terminamos acostumbrándonos a este.

Problemática 3. Manejo de basuras: Caneca que eructaEste equipo de trabajo realizó un dispositivo para una caneca de basura, la que, una vez arrojado den-tro de ella el desecho, la caneca eructa. Esto se presentó como una alternativa para la sensibilización sobre el adecuado manejo y separación de residuos.

Estudiante A. Nosotros creamos un dispositivo de una caneca que pudiera eructar mientras se bo-tan las basuras; entonces ya saben que la problemática siempre ha existido desde hace muchos años atrás, de que nosotros no sabemos reciclar y somos muy perezosos en la manera de botar las basuras.


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Estudiante b. Bueno, entonces la solución que propusimos es algo más práctico, algo que la gente pueda hacer, algo sobre lo que la gente pueda concienciarse; hace rato se está con el tema del am-biente pero la gente no hace caso; entonces, por eso desarrollamos esta caneca; cuando la gente arroja la basura allá y la caneca eructa es como para incentivar a la gente a que arroje la basura a una caneca y que no la tire al suelo. Bueno, esto fue un dispositivo que se hizo; necesita un computador y un micro controlador; este mismo sistema, también se usa para encender luces, por ejemplo, si uno aplaude y que se enciendan las luces.

Análisis: este grupo fue muy emotivo al realizar su presentación, con una muy buena participación de todos los integrantes del equipo; además se notó que no se limitaron solo a presentar las genera-lidades en cuanto a la adecuada separación y manejo de los residuos, sino que también hicieron uso de otros conocimientos aprendidos en sus carreras elaborando un dispositivo electrónico como una herramienta práctica que podría ser usado en campañas de educación ambiental.

Problemática 4. Reciclando en el Instituto Tecnológico Metropolitano - ITM Este grupo de alumnos hizo un diagnóstico sobre la percepción del manejo de residuos por parte de los estudiantes del ITM, mediante observaciones sobre la separación en la fuente y con la aplicación de encuestas a 50 estudiantes, a partir de las cuales se puedan proponer soluciones para el adecuado manejo de estos.

Estudiante A. Pudimos ver que no hay diferenciación de canecas por colores en algunos lugares; también vimos que en la caneca gris, donde van papeles, hay envolturas de mecato y también residuos de barrido; suponemos que son las personas encargadas de hacer el aseo porque nadie más aquí barre. En otros casos, podemos ver están que muy lindas las canecas nuevas, pero estas no tenían la bolsa del color correspondiente. Las encuestas realizadas a los estudiantes tuvieron 6 preguntas y ninguna de las personas contestó toda la encuesta correctamente. Las encuestas mostraron que el 50 % de los estudiantes no saben diferenciar los colores de los basureros; sin embargo, al plantear la pregunta de otra manera, “¿Sabes qué tipo de basura va en cada color de caneca?” aumentó un 8 % el número de personas que dijo que sí.

Pregunta de la docente: ¿qué pasó entonces en este caso, no es la misma pregunta?

Estudiante b. sí, la idea era hacer la misma pregunta de diferente manera, y por lo tanto se esperaba que los encuestados contestaran de la misma manera; allí es donde se ve que muchos estudiantes no saben los códigos de colores, no saben reciclar, y otros contestaron por contestar y no lo hicieron a conciencia.

Análisis: este grupo desarrolló un tema muy interesante y de mucha pertinencia para el Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM), debido a la aplicación que puede tener este trabajo en la realiza-ción de campañas de gestión ambiental de la institución. Abordaron la problemática de manera muy seria y crítica, planteando soluciones acertadas y factibles de hacer en la institución como campañas mediante stand, volantes, plegables que se repartan a los estudiantes, así como intensificar algunas temáticas en el curso.

Problemática 5. Manejo de residuos eléctricos y electrónicos (RAEE) Los alumnos de este grupo expusieron la problemática existente con los residuos eléctricos y elec-trónicos (RAEE), mostrando aspectos como la clasificación, los tipos de contaminantes que estos tienen y las medidas de manejo que existen a escala mundial y regional; además, mencionaron las empresas que se encargan de la recolección en la ciudad. Una vez finalizada la exposición, la docente formula una serie de preguntas a las estudiantes.


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Pregunta de la docente: ¿será que el programa de manejo de RAEE funcionará en Medellín si yo cada día estoy comprando más celulares debido a la publicidad y el consumismo y nosotros en las viviendas tenemos acumulados varios celulares que ya no usamos?

Estudiante A. no, justamente para eso es que se está haciendo la ley de las empresas de telefonía, para que estas empresas tengan la responsabilidad de hacer algo por los celulares en desuso, y por esto mismo es que algunos almacenes han hecho campañas para llevar residuos como impresoras, y se les daba un bono para comprar una impresora nueva. Estas actividades se están haciendo, solo que hay que incentivar más a la gente para que sean efectivas.

Pregunta de la docente a todos los estudiantes del curso: ¿Quiénes de ustedes sabían que existen puntos de recolección para celulares?, luego de hacer un conteo entre los estudiantes, 6 estudiantes dicen tener conocimiento de estas iniciativas. Luego la profesora le pregunta al público: los estudiantes que no sabían que existían estas campañas de recolección de RAEE, ¿qué hacen con los celulares que ya no usan? Los estudiantes del público contestan que los regalan a la familia o los botan a la basura común.

Estudiante b. Es muy importante la sensibilización en las casas, en las universidades, y que todo el mundo sepa qué empresas pueden recoger estos residuos o a dónde se pueden llevar.

Análisis: este grupo mostró una problemática de actualidad relacionada con la tendencia al aumento en los hábitos de consumo con relación a los residuos eléctricos y electrónicos. A partir de preguntas puntuales realizadas por la docente, se generó polémica entre el resto de los estudiantes, y se presen-taron opiniones distintas con relación a la adecuada disposición de este tipo de residuos.

Es importante destacar que en general los estudiantes se tomaron muy en serio las temáticas ele-gidas y dedicaron un tiempo considerable fuera de clase; esto se evidenció, por ejemplo, en temas como diversidad de especies, donde se realizaron vídeos de seguimiento a especies silvestres de Medellín y visitas a centros de investigaciones como el Centro de Investigaciones Biológicos (CIB). Otros estudiantes se desplazaron a veredas y distintos municipios, donde evaluaron temáticas como contaminación hídrica por minería de oro y residuos.

Además, la actividad generó un clima de trabajo motivador predisponiendo la atención y la participa-ción comprometida más allá de la asignatura.

ConsideRACiones FinAles Es importante destacar los resultados en cuanto a tres puntos:

En primer lugar, el hacer libre el tipo de formato de presentación del trabajo, como el tema de dis-cusión, favoreció que los estudiantes tuvieran mayor motivación y agrado en la elaboración de la propuesta para presentar al final del curso.

El segundo aspecto a resaltar es que a partir de las preguntas formuladas por la docente a cada grupo de trabajo, una vez concluida la exposición, se observó una mejora en cuanto a la capacidad de res-puesta, coherencia, y análisis de las problemáticas ambientales discutidas. Sumado a esto, la actividad en el aula con los estudiantes generó un clima de trabajo motivador, predisponiendo la atención y la participación comprometida, más allá de la asignatura.

Finalmente, fueron muy valiosas las discusiones grupales que se generaron en torno a las temáticas planteadas por cada grupo de trabajo. Además, la metodología empleada por la docente enriqueció estos debates con preguntas dirigidas al logro de los objetivos del curso; estas intervenciones no se basaban en aspectos netamente ecológicos, sino que también se discutieron aspectos culturales y


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sociales, buscando con ello que la formación en la dimensión ambiental fuera de manera integral, con la pretensión de formar ciudadanos responsables y éticos en el manejo ambiental desde cualquier ámbito de su desempeño personal y profesional.

AgRADECIMIEnTOsExpresamos nuestra gratitud por el apoyo de la Universidad de Antioquia en el proyecto de investi-gación titulado “Innovación en la formación de profesores de ciencias y matemáticas” Pasantía 8707-004-2013, al Instituto Tecnológico Metropolitano por el apoyo en el proyecto de doctorado código TD13201 y a los estudiantes de Gestión Ambiental.

ReFeRenCiAs biblioGRáFiCAs

Campaner, G. & De Longhi, A. L. (2007). La argumentación en educación ambiental. Una es-trategia didáctica para la escuela media. Revista Electrónica Enseñanza de las ciencias, 6(2), 442-454.

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Gaviria, L.; Londoño, J.; Mesa, O. & otros. (2011). Manual del sistema de gestión ambiental SAG-ITM. Medellín: Instituto Tecnológico Metropolitano –ITM– Institución Universitaria. 10.

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Márquez, C. & Roca, M. (2006). Plantear preguntas: un punto de partida para aprender ciencias. Educación y Pedagogía, 18(44), 63-71.

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Reduction of raw material waste in a metal-mechanic company by the implementation of the cutting stock problem model

Redução de desperdícios de matéria prima numa empresa do setor metalomecânico mediante aimplementação a

modelação del cutting stock problem

Juan Pablo Orejuela Cabrera**, Diana Andrea Peña Calderón***, Cristiam Andrés Gil González****

* Artículo derivado del proyecto de investigación de maestría titulado “Modelación del cutting stock problem en una empresa del sector metal mecánico” realizado en el Grupo de investigación en Logística y Producción y financiado por la Universidad del Valle. ** MSc. en Ingeniería Industrial. Universidad del Valle, Colombia. Profesor tiempo completo. Escuela de Ingeniería Industrial y Estadística. Investigador principal. Grupo de Investigación: Logística y Producción, e-mail: [email protected] Autor para correspondencia ***MSc. en Ingeniería Industrial. Universidad del Valle, Colombia. Co-Investigador. Escuela de ingeniería Industrial y Estadística, e-mail: [email protected] **** MSc. en Ingeniería Industrial. Co-investigador. Grupo de Investigación: G3IN, e-mail: [email protected]


Reducción de desperdicios de materia prima en una empresa del sector metalmecánico

mediante la implementacion y modelación del cutting stock problem*

Resumen

Introducción. Cutting stock problem abarca el tema de cortar grandes rollos de algún material (papel, textil, acero, madera, etc.) en pequeñas tiras de diferentes anchos, que se utilizan como materia prima para la fabricación de un producto final; las longitudes de estas tiras están de-finidas por los clientes o por las especificaciones del proceso de producción para fabricar el producto final. Objetivo. Desarrollar un modelo matemático que permita la planificación y programación del proceso de corte de rollos de acero, que dé solución a la inquietud: ¿Cómo configurar el corte de rollos satisfaciendo los requerimientos de la demanda y a su vez minimi-zar los residuos y niveles de inventario en una empresa metalúrgica? materiales y métodos. Un modelo metodológico fue realizado y aplicado en una planta de producción de tubería


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en acero, donde se evidenciaban niveles de desperdicio de alrededor de 1,5 % en promedio por rollo cortado. Resultados. Esto, en términos de peso perdido, alcanzaba 25 toneladas por 1700 toneladas que se producen en un mes, lo que hacía que los niveles de inventario de productos en proceso superaran hasta en un 24 % la capacidad de almacenamiento. Conclusiones. El principal resultado de la metodología es la reducción del 4 % del costo semanal de residuos en comparación con el proceso real de la empresa.

Palabras clave: Planeación del inventario, proceso de cortado, programación entera mixta, desperdicio, corte óptimo.

AbstRACt

Introduction. Cutting stock problem covers the issue of cutting big rolls of any material (paper, fabrics, steel, wood, etc) in small shreds with different widths that, can, then, be used as the raw materials to elaborate a final product. The lengths of these shreds are defined by the clients or according to the specific conditions required by the production process. Objective. Developing a mathematical model that allows the planning and the programming of a cutting process for steel rolls in order to solve the question “how to configure the cutting of rolls satisfying the requirements of the demand and simultaneously minimize the remains and the inventory levels in a metallurgic company? materials and methods. A methodological model was made and applied in a production plant in which Steel pipes are made. Waste levels of about 15 % per cut roll were found in the place. Results. This, under lost weight terms, reached up to 25 tons per 1700 tons produced in a month, thus making the inventory levels of in process products to be exceeded by up to 24 % of the storage capacity. Conclusions. The main result of the methodology is a 4 % reduction of the weekly cost of waste, compared to the real pro-cess of the company.

Key words: Inventory planning, cutting process, mixed integer programming, waste, optimal cut.

ResumO

Introdução. Cutting stock problem abarca o tema de cortar grandes rolos de algum material (papel, têxtil, aço, madeira, etc.) em pequenas tiras de diferentes largos, que se utilizam como matéria prima para a fabricação de um produto final; as longitudes destas tiras estão definidas pelos clientes ou pelas especificações do processo de produção para fabricar o produto final. Objetivo. Desenvolver um modelo matemático que permita o planeja-mento e programação do processo de corte de rolos de aço, que dê solução à inquietude: Como configurar o corte de rolos satisfazendo os requerimentos da demanda e a sua vez minimizar os resíduos e níveis de inven-tário numa empresa metalúrgica? materiais e métodos. Um modelo metodológico foi realizado e aplicado numa planta de produção de tubagem em aço, onde se evidenciavam níveis de desperdício de arredor de 1,5 % em média por rolo cortado. Resultados. Isto, em termos de peso perdido, atingia 25 toneladas por 1700 tone-ladas que se produzem num mês, o que fazia que os níveis de inventário de produtos em processo superassem até num 24 % a capacidade de armazenamento. Conclusões. O principal resultado da metodologia é a redução do 4 % do custo semanal de resíduos em comparação com o processo real da empresa.

Palavras importantes: planejamento do inventário, processo de cortado, programação inteira mista, desper-dício, corte ótimo.

IntRODuCCIÓnThe Cutting Stock Problem consiste en encontrar el mínimo número de unidades de materia prima que se necesitan para obtener un conjunto de ítems de diferentes tamaños. Cada uno de estos ítems tiene

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una demanda específica, la cual corresponde al número de veces que se va a cortar de las unidades de materia prima, buscando así la minimización del desperdicio (Clautiaux y otros, 2010).

Según Gracia (2010) consiste en satisfacer las demandas de unas determinadas piezas que se deben obtener mediante el corte o partición de un objeto más grande disponible en inventario en unas determinadas cantidades. La asignación generalmente se realiza persiguiendo el objetivo de minimizar los recortes o piezas residuales generadas por el corte.

El proceso del corte tiene un gran impacto en los requerimientos totales y sus costos asociados, por lo cual se hace necesaria la generación de un plan de corte que sea efectivo en términos del costo, pues no solamente se debe buscar minimizar el desperdicio de material sino que este, a su vez, se vea traducido en ahorros significativos para las empresas, dado que los costos asociados a los niveles de inventario de materia prima y de producto en proceso son parte importante de los costos totales, para lo cual es indispensable la toma de decisiones en términos de los niveles de inventario y, a su vez, de un plan de corte óptimo (Abbasi y Sahir, 2010).

Por lo tanto, dado que el Cutting Stock Problem es un problema de optimización, más específicamen-te de programación lineal entera, para este se puede obtener una solución óptima con resultados económicos y ambientales significativos, si entre sus objetivos se considera alguno de los siguientes:

• Maximizar la utilización del material en inventario (minimizar la cantidad de material en inventario para una lista de materiales dada).

• Minimizar el número de cortes, es decir, mejorar la eficiencia o productividad reduciendo los tiempos de alistamiento.

• Minimizar el desperdicio.

• Mejoramiento de la rentabilidad a través de la reducción del costo de producción y del costo de inventario (nivel de inventario apropiado), o el aumento de los precios de los productos, cumplien-do con los requerimientos de los clientes y las restricciones técnicas que puedan existir.

Dado el gran impacto del proceso de corte en las ganancias de una empresa, el papel que juega el departamento de corte en los sistemas de manufactura tales como la industria papelera, textil, made-rera, metalmecánica (Dutta y otros, 2001), entre otras, cobra gran importancia, no solo porque busca la optimización de los recursos disponibles tanto desde el punto de vista económico como ambiental (eliminación y manejo de residuos), sino también por la necesidad de una planeación y configuración de corte adecuada, que tenga en cuenta los requerimientos de demanda, el inventario de materia prima y de producto terminado, y las condiciones inherentes al proceso.

Varios autores como Kantorovich (1939), Gilmore y Gomory (1963), Dyckhoff (1990) han abordado The Cutting stock problem y lo han clasificado, de acuerdo con su grado de complejidad, como un problema NP-hard, debido a que el espacio de búsqueda de soluciones llega a ser muy complejo por las condiciones y restricciones que puede llegar a involucrar, en especial las diferentes combinaciones de corte existentes en el entorno que se estudie (Wongprakornku y Charnsetikul, 2010). Respecto a esto, muchos autores presentan diferentes estrategias de solución tales como heurísticas (Yamase y otros, 2006; Yamase y otros, 2007), metaheurísticas y algoritmos (Cui y otros, 2009). Sin embargo, no existe un enfoque integral para resolverlo (Karelahti, 2002).

La complejidad del sistema se ve afectada por el tipo de asignación, la gama de objetos e ítems, y su dimensionalidad. Con respecto a la última característica mencionada, se considera la más importante, ya que se refiere al número mínimo de dimensiones relevantes para la determinación de la solución, por ejemplo, longitud, ancho, peso, entre otros.

Reducción de desperdicios de materia prima en una empresa del sector metalmecánico...

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El caso estudio empleado es un problema conocido como de 1.5 dimensiones porque no solo depen-de del ancho y longitud de las tiras a cortar de los rollos metálicos, sino que estas dimensiones, a su vez, condicionan el peso del ítem resultante. El presente trabajo involucra dos factores importantes que en la literatura consultada no son considerados, y usualmente son establecidos como políticas de la empresa, tales como: todos los rollos deben ser cortados en su totalidad, y las tiras producidas deben ser consumidas para evitar generar inventarios de “remanentes”.

En esta propuesta de investigación se desarrolló un modelo matemático que permite el proceso de planificación y la programación de rollos de acero cortado, y responde las siguientes inquietudes:

• ¿Cuántos rollos y cuáles deben ser cortados?

• ¿Cuántas tiras de cada ancho deben ser cortadas por rollo?

Conocer estos dos elementos permite dar solución a la pregunta de investigación: ¿Cómo configurar el corte de rollos con el fin de satisfacer los requerimientos de la demanda y, a su vez, minimizar los desperdicios y niveles de inventario en una empresa del sector metalúrgico?

mAteRIALes y métODOs

Fue desarrollado un modelo matemático en lenguaje de programación AMPL, y se empleó como he-rramienta computacional el solucionador de modelos de programación lineal entera mixta Gurobi del NEOS Server for Optimization. El tiempo de solución fue de alrededor de los 30 minutos. Un tiempo eficiente, teniendo en cuenta que el modelo es muy útil para la toma de decisiones importantes a mediano plazo.

El modelo resultante tiene 4434 variables, de las cuales 764 son binarias, 3024 enteras y 646 lineales, y 2042 restricciones. Esto, al considerar 47 rollos, 16 rollos iniciales, 7 anchos de fleje, 4 tipos de lámina y 3 calibres para un horizonte de tiempo de 5 períodos.

Propuesta metodológicaPara abordar el problema del corte en la empresa de sector metalmecánico, se ha realizado una pro-puesta metodológica que consta de 5 fases, tal como se muestra en la figura 1:

Figura 1. Propuesta metodológica para solución del problema bajo estudioFuente: Elaboración propia


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Caracterización del caso estudio y recolección de datosLa empresa tomada como caso de estudio es una organización colombiana fundada el 31 de mayo de 1958, que atiende los sectores de transporte, textil, servicios públicos y metalmecánica.

En este proyecto se plantea como caso de estudio el problema real del corte de rollos de lámina en una planta de producción de tubería en acero ubicada en Yumbo, Valle del Cauca. Desde 1975 fabrica y comercializa tubería metálica con costura y perfilería, donde el proceso de fabricación está distri-buido en dos plantas. En la planta 1 se produce tubería de formas redondas, cuadradas, rectangulares, ovaladas y elípticas, en diferentes tipos o calidades de lámina como lo son Cold Rolled (CR), Hot Rolled (HR), Estructural (EH) y Galvanizada (GV) que van desde 7/8” hasta 3” en calibres de 0.70 mm hasta 3 mm. Por otro lado, en la planta 2 se produce todo lo relacionado con perfilería como lo son los ángulos, viguetas, parales, canales, entre otros, en lámina galvanizada (GV) y la tubería de dimensiones pequeñas (Redondos desde 3/8” hasta 7/8” y cuadrados de ½”) en lámina Cold Rolled (CR) en calibres desde 0.40 mm hasta 1.5 mm.

La planta 1 cuenta con una máquina cortadora de rollos de lámina (Slitter) la cual abastece material de producto en proceso (flejes) para el proceso de producción de tuberías, tanto a la planta 1 como a la planta 2; es decir, que desde la planta 1, que está ubicada en Yumbo, Valle del Cauca, se hacen des-pachos de flejes hacia la planta 2, la cual se encuentra ubicada en Caloto, Cauca.

Lo anterior quiere decir que la máquina Slitter debe satisfacer los requerimientos de demanda, tanto de la planta 1 como de la planta 2, las cuales tienen niveles de producción mensuales de 1200 t y 500 t en promedio, respectivamente.

Tanto la tubería como la perfilería son fabricadas a partir de rollos de lámina de acero, cortada en flejes (rollos más pequeños), que posteriormente son sometidos al proceso de formado, introducien-do la lámina por una serie de rodillos, donde sus bordes son fusionados en un proceso especial de soldadura por inducción de alta frecuencia, formando así la tubería.

Por lo tanto, cada tipo de tubería a fabricar tiene un ancho de fleje de lámina correspondiente, que permite la fabricación del producto final, es decir, que dependiendo del diámetro del tubo, asimismo debe ser el ancho del fleje que se debe cortar, para lo cual se tienen especificados los anchos corres-pondientes para cada referencia de tubería, según el tipo de lámina y calibre.

Identificación de los requerimientosEs necesario identificar el comportamiento de los requerimientos de demanda, para lo cual se debe realizar una clasificación de estos según el tipo de material y las especificaciones o medidas solicitadas, que permita evaluar la disponibilidad del material en términos de los requerimientos y, a su vez, ajustarlos a las restricciones que puedan existir y/o afectar su cumplimiento en el sistema bajo estudio.

En el caso de estudio, se identificaron los requerimientos de demanda para 7 anchos de fleje, 4 tipos de lámina y 3 tipos de calibre en un horizonte de tiempo de una semana (5 días laborales), pues el proceso de corte hace parte de la planeación detallada, es decir, que la planeación es de corto plazo.

Estos requerimientos vienen dados en unidades de peso (kilogramos) para cada ancho de fleje so-licitado y su correspondiente tipo de lámina y calibre en un período de tiempo dado, los cuales se encuentran relacionados posteriormente en los parámetros del modelo.

Verificación del material disponibleEsta fase se enfoca hacia la verificación y validación del material disponible en inventario, ya sea de materia prima, producto en proceso y/o producto terminado, lo cual permite tanto la selección de la


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materia prima que más se ajuste a los requerimientos como la comparación entre el material dispo-nible y el material solicitado, para así actualizar y generar los nuevos requerimientos al considerar el material con el que se cuenta en inventario.

Esta información es de vital importancia, por cual se requiere que sea confiable, veraz y suministrada en tiempo real. En cuanto a la verificación de material disponible en el caso, se consideró tanto la materia prima (rollos) disponible para su corte posterior como el inventario de material ya cortado (flejes) según su ancho, tipo de lámina y calibre.

Para el caso de los rollos, cada uno de estos tiene asociado un período de liberación o llegada, es decir, el período en el cual ya se puede disponer de ellos para su corte. Para el caso de estudio se consideraron 47 rollos de lámina. Este material disponible viene dado en unidades de peso kilogramos y, a su vez, tiene asociado un ancho en milímetros.

En cuanto a los flejes, se definieron 16 rollos iniciales de los cuales provienen unos flejes iniciales de cada ancho, tipo de lámina y calibre, y se encuentran disponibles al inicio del horizonte de tiempo, es decir, el inventario inicial disponible para cumplir los requerimientos. Este material viene dado tanto en unidades de fleje como en unidades de peso, para así garantizar que el consumo sea entero.

Al comparar el material total disponible con los requerimientos de demanda se observó que hay existencia suficiente tanto en rollos como en flejes para dar cumplimiento a estos requerimientos; por lo tanto, se debe encontrar una configuración óptima de corte que permita aprovechar de la mejor forma posible el material del que se dispone, es decir, optimizar los recursos con los que se cuenta, desperdiciando lo menos posible.

Programación de corteUna vez se han identificado los requerimientos y se han cruzado con el inventario, es necesario definir el patrón o configuración de corte asociado a cada material, de forma que se encuentre el mínimo número de unidades de materia prima que se necesitan para obtener un conjunto de ítems de diferentes tamaños que satisfagan los requerimientos de demanda, pues un programa de corte se compone de un conjunto de decisiones relacionadas entre sí, como lo son:

• Selección de la materia prima a cortar.

• Asignación de la materia prima a cada demanda específica.

• Construcción del patrón de corte para cada materia prima a cortar.

Para la programación del corte mediante el modelo de programación lineal entera mixta, se deben tener en cuenta los siguientes parámetros:

• Se consideran 5 períodos de tiempo para realizar la programación del corte.

• El número de rollos r disponibles para corte es de 47, donde cada rollo está asignado a un tipo de lámina y calibre, y el número de rollos iniciales i es de 16 rollos.

• Los anchos de los rollos Ar son de 1219 mm y 1000 mm, y los anchos de los flejes requeridos Fr y FIr son 7 de las siguientes medidas: 152 mm, 73 mm, 79 mm, 58 mm, 228 mm, 38 mm y 67 mm.

• Los requerimientos de demanda Ralcs vienen dados en Kg para 7 anchos de flejes, 4 tipos de lámina y 3 calibres.

• Cada rollo tiene un ancho y un peso asociado, y cada fleje tiene su peso respectivo dependiendo de su ancho, y del peso y ancho del rollo del que provengan. El peso se encuentra en kilogramos, y el ancho, en milímetros.


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• Cada rollo debe tener un desperdicio mínimo DMlc según el tipo de lámina y calibre.

• El desperdicio máximo (DMX) independientemente del tipo de lámina y calibre es de 15 mm.

• Para el cumplimiento de los requerimientos, se ha definido que los despachos se pueden encon-trar por debajo del requerimiento en un 5 % (DESVI) y por encima en un 15 % (DESVS).

• Para el corte de los rollos se considera un número máximo de flejes por rollo FRlc dependiendo del tipo de lámina y calibre.

• El espacio de almacenamiento disponible ED es de 100 000 mm lineales.

modelo de programación de corteEn la figura 2 se describe la configuración general del modelo desarrollado:

Figura 2. Configuración general del problema a modelarFuente: Elaboración propia

Conjuntos

RO = Conjunto de rollos

RI = Conjunto de rollos iniciales

AN = Conjunto de anchos de banda de fleje

LAM = Conjunto de tipo de lámina

CAL = Conjunto de calibres

RLC [l,c] = Conjunto inducido que representa los rollos que pertenecen a un tipo de lámina y calibre específicos.

ILC [l,c] = Conjunto inducido que representa los rollos iniciales que pertenecen a un tipo de lámina y calibre específicos.

PER = Conjunto de períodos en los cuales son cortados los rollos.

PERQ = Conjunto de períodos en los que se cumplen los requerimientos de la demanda.


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Índices

a = Anchoi = Rollo inicial

r = Rollo

l = Láminac = Calibret = Período de cortes = Período de cumplimiento

Parámetros

PRr=Peso del rollo r [kg]

Ar=Ancho del rollo r [mm]

Fa=Magnitud de los flejes de ancho a [mm]

FIa=Magnitud de los flejes iniciales de ancho a [mm]

Par= Peso de un fleje de ancho a proveniente del rollo r [kg]

Ralcs= Kilogramos requeridos de flejes de ancho a de tipo de lámina l de calibre c en el período s [kg]

DMlc= Desperdicio mínimo del tipo de lámina l de calibre c [mm]

DMX=Desperdicio máximo [mm]

FRlc=Cantidad máxima de flejes a cortar dependiendo del tipo de lámina l y calibre c [unid.]

DESVI=Desviación mínima entre el requerimiento y el despacho [%]

DESVS=Desviación máxima entre el requerimiento y el despacho [%]

TF=Período final del horizonte de tiempo [unid.]

PLr=Período de liberación del rollo r [unid.]

INIai=Número de flejes iniciales de ancho a provenientes del rollo inicial i [unid.]

PIai= Peso de un fleje de ancho a proveniente del rollo inicial i [kg]

CDr= Costo de desperdicio del rollo r [$/mm]

CIai=Costo de mantener en inventario de flejes de ancho a provenientes del rollo inicial i [$/kg]

CIRar= Costo de mantener en inventario de flejes de ancho a provenientes del rollo r [$/kg]

ED= Espacio de almacenamiento disponible en la bodega [mm lineales]

Variables

Xarts= Número de flejes del ancho a, a cortar del rollo r en el período t para cumplir con el requeri-miento en el período s; s>=t [unid.]

XIais=Número de flejes de ancho a provenientes del rollo inicial i a utilizar del inventario inicial para cumplir con el requerimiento en el período s [unid.]

XIFais=Número de flejes de ancho a provenientes del rollo inicial i que quedan del inventario inicial a utilizar para cumplir con el requerimiento en el período s [unid.]


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Kalct= Kg. Cortados de flejes de ancho a de tipo de lámina l de calibre c en el período t [kg] (Variable de consolidación)

Yrt= 1, si se corta el rollo r en el período t

0, de lo contrario.

Dalcs=Despacho de flejes de ancho a de tipo de lámina l de calibre c en el período s. [kg]

IFPalcs= Inventario final de los flejes de ancho a de tipo de lámina l de calibre c en el período s [kg]

Función objetivo

(Ecuación 1)

Restricciones

(Ecuación 2)

(Ecuación 3)

(Ecuación 4)

(Ecuación 5)

(Ecuación 6)

(Ecuación 7)


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(Ecuación 8)

(Ecuación 9)

(Ecuación10)

(Ecuación11)

(Ecuación12)

(Ecuación13)

(Ecuación14)

(Ecuación15)

(Ecuación16)


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(Ecuación17)

El propósito de la función objetivo (ecuación 1) es minimizar los costos en los que se incurre durante el proceso del corte de objetos (rollos) para generar ítems (flejes), los cuales son básicamente los costos asociados al desperdicio generado, el nivel de inventario inicial a mantener y el nivel de inven-tario según su tiempo de permanencia. La ecuación 2 define que los despachos de los flejes según su ancho, tipo de lámina y calibre para cada período deben ser iguales al inventario inicial, más el material cortado al inicio del período.

Las ecuaciones 3 y 4 son las políticas de cumplimiento de la demanda; estas son definidas por la em-presa y permiten que exista una flexibilidad en el proceso, disminuyendo complejidad computacional del modelo y generando mejores resultados. Las ecuaciones 5 y 6 son de gran importancia, ya que garantizan que el inventario inicial de los flejes no se despache o consuma parcialmente para ajustarse a los requerimientos, sino que sea de forma entera o completa.

La ecuación 7 busca que el material que no se despache en ningún período del horizonte de tiempo corresponda al inventario final IFPalc, así asignando el material que sea cortado y que supere los reque-rimientos totales. Las ecuaciones 8 y 9 definen que los rollos de material pueden solo ser cortados si están disponibles en inventario.

Las ecuaciones 10 y 11 corresponden al rango de desperdicio que puede existir entre el cortado de patrones y el rollo total. También es una política de la empresa y muchas veces está supeditada a los requerimientos de la maquinaria al manejar el material.

Mediante la ecuación 12 se pretende que un fleje se genere solo si el rollo se corta, pues los flejes provienen de los rollos y, a su vez, define un límite máximo de cortes por rollo, ya que dependiendo del tipo de lámina (propiedades mecánicas) y su calibre, el número de flejes puede afectar el des-empeño de la máquina, debido al esfuerzo que debe hacer esta durante el corte. Se plantean dos restricciones (ecuaciones 13 y 14) para limitar la cantidad a cortar por rollo. La primera considera el límite de cantidad a cortar en términos del peso de cada uno de los rollos, es decir, que no se puede cortar más de lo que pesa el rollo; y la segunda define el límite de cantidad a cortar en términos del ancho del rollo.

La restricción de la ecuación 15 se estableció para consolidar en una sola variable (Kalct) la cantidad de material cortado (Xarts) en términos de peso (Par), y así comparar los requerimientos de demanda y validar su cumplimiento. La ecuación 16 establece un límite máximo para la generación de material en inventario en cada período de tiempo teniendo en cuenta el espacio de almacenamiento disponible. La ecuación 17 define la naturaleza de las variables y su no negatividad.

ResuLtADOs Para la aplicación del modelo de programación lineal propuesto a la instancia final se consideraron 47 rollos, 16 rollos iniciales, 7 anchos de fleje, 4 tipos de lámina y 3 calibres para 5 períodos de tiempo, tal como se mencionó anteriormente. Para este problema, se encontró una programación óptima en la cual resultó que se cortaron 42 rollos de los 47 disponibles con sus respectivas configuraciones de corte para cumplir los requerimientos de demanda y, además, se observa que los rollos que se cortaron solo fueron cortados una vez a lo largo del horizonte de tiempo.


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Los rollos fueron cortados teniendo en cuenta su período de disponibilidad o liberación, y los costos incurridos al cortarlos como son los de desperdicio CDr y de mantener inventario CIRar. Por ejemplo, de los rollos de lámina CR y calibre C1 disponibles no se cortaron dos (R3 y R4), pues eran lo más costosos en términos del desperdicio y del inventario, tal como se muestra en las tablas 1 y 2:

tabla 1. Costos de desperdicio CR-C1

R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7

$ 11.500 $ 11.560 $ 11.590 $11.610 $ 11.455 $ 11.455 $11.311


En cuanto al costo de mantener en inventario los flejes provenientes de los rollos R3 y R4, estos eran los más costosos ($1355/kg y $1350/ kg, respectivamente), pues son los más pesados, y como el cos-to de mantener viene dado por cada kg cortado, se ve reflejado como un costo mayor en la función objetivo con relación a los flejes provenientes de los otros rollos del mismo tipo de lámina y calibre:

tabla 2. Peso en Kilogramos rollos CR-C1

R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7

10370 10400 10430 10480 10350 10350 10200


Por lo tanto, el modelo busca cumplir con cuatro condiciones para el corte de los rollos:

• Que el rollo se encuentre disponible en el período para su corte.

• Que cumpla con el peso necesario para cumplir con los requerimientos de demanda.

• Que sea el menos costoso en términos del desperdicio y del inventario.

• Que no se haya cortado en un período anterior.

En cuanto a la función objetivo, se observa que la estructura de costos se encuentra distribuida de la forma en que muestra en la tabla 3:

tabla 3.estructura función objetivo

Costo de desperdicio Costo de mantener en inventario flejes iniciales

Costo de mantener en inventario flejes cortados Costo total

$ 4 333 181 $ 84 391 345 $ 45 164 302 $ 133 888 828



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Análisis de sensibilidad

Para conocer el comportamiento del modelo de programación lineal propuesto, se realizaron análisis en términos de la sensibilidad, variando los parámetros que más afectan los resultados del modelo.

En el caso de la desviación entre el material requerido y el despachado, se encontró que en el pro-blema que se aplicó como caso de estudio, todo lo despachado en cada período de tiempo para cada tipo de lámina y calibre estuvo dentro del rango establecido de 5 %-15 %.

Pero cuando se realizaron variaciones con valores que se encuentran por debajo de los de la instancia inicial generan infactibilidad; por lo tanto, la desviación de los requerimientos (DESVI y DESVS) es uno de los elementos que más afecta la factibilidad del modelo. Inicialmente se modificó el límite inferior para conocer su comportamiento (tabla 4):

tabla 4. Variación desviación del límite inferior

Inicial V1 V2 V3 V4 V5 V6

5 % 10 % 15 % 20 % 25 % 30 % 35 %


Con estas variaciones al límite inferior se observó una disminución del costo de desperdicio y de mantener en inventario flejes cortados, pues con una menor desviación se incrementa la probabilidad de que de un rollo se puedan cortar más flejes, es decir, mayores opciones para combinar las confi-guraciones de corte, generando así un menor desperdicio, tal como se muestran en las figuras 3 y 4. Por otro lado, se disminuye el nivel de inventario, pues al reducir el límite inferior de las desviaciones la demanda “disminuye”; por lo tanto es necesario cortar menos flejes.

Figura 3. efectos en el costo de desperdicio del cambio en la desviación inferiorFuente: elaboración propia


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En cuanto a las variaciones de la desviación por el límite superior, se realizaron las siguientes versio-nes (tabla 5):

Figura 4. efectos en el costo de mantener inventario del cambio en la desviación inferior


tabla 5. Variación desviación del límite superior

Inicial V1 V2 V3 V4 V5 V6

15 % 25 % 35 % 45 % 55 % 65 % 75 %


Durante la implementación, las tres últimas versiones no corrieron, pues superaban la capacidad del Neos Server; por lo tanto, se presenta el comportamiento de las tres primeras versiones, en donde se observa una tendencia de disminución del costo de mantener en inventario flejes cortados (figura 5), debido a que a mayor demanda se puede despachar más material y tener menos en inventario.

Figura 5. efectos en el costo de mantener inventario del cambio en la desviación inferior



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Posteriormente, se realizaron versiones aumentando los dos límites de la desviación de los requeri-mientos, tal como se muestra en la tabla 6:

tabla 6. Variación desviación de límites superior e inferior

Inicial V1 V2 V3 V4 V5 V6Límite Inferior 5 % 10 % 15 % 20 % 25 % 30 % 35 %

Limite Superior 15 % 25 % 35 % 45 % 55 % 65 % 75 %Fuente: Elaboración propia

Al llevar a cabo estas variaciones al parámetro de desviación, el modelo se inclina hacia el límite inferior en vez al superior, por la naturaleza del modelo que es de minimización de costos; se logra así que se corte menos material, pues de la versión inicial a la versión 6 se deja de cortar un rollo al pasar de 42 rollos a 41, lo cual se ve reflejado en una disminución de los costos totales, tal como se muestra en la figura 6.

En cuanto al nivel de desperdicio, en la instancia final se consideró que el límite inferior estaba entre los 8 y 9 mm dependiendo del tipo de lámina y del calibre, y el límite superior era de 15 mm, tal como se muestra en la figura 7.

Se revisaron los casos en los cuales el desperdicio se encontró en los dos puntos extremos: 9 mm y 15 mm, y se observó que las configuraciones de corte se encontraban balanceadas en términos de los anchos de los flejes, es decir, que estaban conformadas tanto por flejes anchos como angostos, pues no se encontraron configuraciones en las que todos los flejes fueran angostos o todos anchos, ya que por lo general los flejes angostos son esenciales para completar el ancho del rollo y así poder obtener un desperdicio dentro de los rangos especificados.

Por otro lado, se evalúa el proceso de planeación detallada, ya que actualmente la empresa realiza el proceso de construcción de los patrones de corte diariamente, debido a la forma en la que están es-tablecidos los programas de producción de las plantas y la programación de los despachos a la planta 2. En el modelo, el horizonte de planeación fue de una semana (5 días laborales) y se comparó con el proceso real de la empresa, que es la programación diaria, para lo cual se construyeron 5 modelos para cada día y se obtuvo que en términos del costo es más recomendable realizar la programación con un horizonte de tiempo más grande, pues se tienen mayores opciones para combinar y con-formar los patrones de corte, logrando así obtener mejores combinaciones en términos del nivel de desperdicio total, tal como se muestra en la figura 8. Este cambio en el horizonte de planeación representa una reducción del 4 % semanal del costo de desperdicio.


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Figura 6. efectos de los cambios generados en las desviaciones superior e inferiorFuente: Elaboración propia

Figura 7. Comportamiento del desperdicio en milímetros no empleadosFuente: Elaboración propia

Figura 8. efecto en el costo de desperdicio de la variación en el horizonte de tiempoFuente: Elaboración propia


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COnCLusIOnesEl desarrollo de este trabajo de investigación aporta una propuesta metodológica que permite dar so-lución a este tipo de problemas considerando los requerimientos de demanda, el material disponible en inventario, y la configuración de patrón de corte. Esta propuesta permite identificar los requeri-mientos y la disponibilidad de material para darles cumplimiento a estos, ajustándose a ellos mediante el modelo programación lineal, propuesto para la programación del corte.

Este modelo no solo considera la configuración de los patrones de corte sino que incluye la verifica-ción del material disponible en inventario, tanto en materia prima como en producto en proceso, el espacio de almacenamiento disponible, los niveles de cumplimiento de los requerimientos (desviacio-nes), las restricciones de la máquina y el material a cortar como lo es el número de cortes y niveles de desperdicio, y los costos de desperdicio y de mantener en inventario producto en proceso, entre otros. Adicionalmente, cabe resaltar que el modelo fue implementado en un sector real de la indus-tria como lo es el metalmecánico, teniendo en cuenta las necesidades implicadas en este sector, y los datos fueron obtenidos de la misma.

En cuanto a la implementación del modelo propuesto, se observó que su complejidad radica en que los datos de entrada (requerimientos de demanda) son de tipo de continuo y los datos de salida (número de flejes a cortar) deben ser de tipo entero, por la condición que existe de que los flejes deben despacharse o consumirse en su totalidad y no parcialmente, y que deben ajustarse lo más cercano posible a los requerimientos, para lo cual se establecieron unos límites de incumplimiento o desviación por encima y por debajo de los requerimientos. Se evidenció que esta desviación afecta en gran medida la factibilidad del modelo, así como el nivel de inventario con el que se cuenta, pues entre más cercano se necesite lo que se despacha con relación al requerimiento, se evidencia una mayor complejidad para resolverlo, lo que afecta su la factibilidad.

Conjuntamente, no se consideró tanto el largo como el ancho como tradicionalmente numerosas investigaciones lo han abordado, sino que se tuvo en cuenta el ancho tanto en los flejes requeridos como en los rollos disponibles para cumplir con los requerimientos de demanda, sin considerar el largo, debido a que los requerimientos de demanda están dados en términos del peso necesario que deben tener los flejes para cumplir con las diferentes necesidades.

Con relación a la metodología de solución y a la herramienta computacional empleada, el tiempo de solución del modelo varía dependiendo del tamaño de la instancia y del nivel de cercanía del mate-rial despachado con relación al requerido, pues entre más cercano se requiera lo que se despache o se consuma, más compleja es la búsqueda de la solución óptima y, por ende, el tiempo de solución aumenta. Para la instancia final implementada el tiempo de solución fue aceptable a pesar de ser un modelo de programación lineal de alta complejidad.

En el caso de instancias más grandes o de un horizonte de tiempo más extenso valdría la pena ex-plorar otras metodologías de solución para investigaciones futuras como las metaheurísticas; para el caso de estudio aplicado la metodología de solución utilizada fue la adecuada, pues en la empresa metalmecánica estudiada la planeación y la programación del corte se hacen día a día, es decir, que los horizontes de tiempo son cortos.

Por lo tanto, se plantea como recomendación para la empresa realizar la programación con un hori-zonte de tiempo más grande pues se tienen mayores opciones para combinar y conformar los patro-nes de corte, lo cual genera una reducción en los costos totales.


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Total concentration of carotenoids in tropical fruits´ waste

Concentração de carotenoides totais em resíduos de frutas tropicais

Luis Eduardo Ordoñez-Santos**, Paola Hurtado Aguilar***, Oscar Duban Ríos Solarte***, Maria Enith Arias Jaramillo****

* Este artículo es resultado de la investigación “Evaluación del contenido de carotenoide en residuos agroindustriales de algunas de frutas tropicales”, trabajo que se inició en Agosto de 2013 y concluyó en Marzo de 2014. Investigación financiada por la Universidad Nacional de Colombia, sede Palmira. ** PhD. Departamento de Ingeniería, Facultad de Ingeniería y Administración, Universidad Nacional de Colombia, Palmira-Colombia. Autor para correspondencia: [email protected] *** Estudiante de Ingeniería Agroindustrial, Departamento de Ingeniería, Facultad de Ingeniería y Administración, Universidad Nacional de Colombia, Palmira-Colombia. **** MSc. Auxiliar de Laboratorio Tecnología de Frutas y Hortalizas, Departamento de Ingeniería, Facultad de Ingeniería y Administración, Universidad Nacional de Colombia, Palmira-Colombia.


Concentración de carotenoides totales en residuos de frutas tropicales*

Resumen

Introducción. En la actualidad existe la tendencia a utilizar los subproductos en el desarrollo de ingredientes funcionales tales como antioxidantes, polifenoles y carotenoides. Objetivo. Evaluar el contenido de carotenoides en el residuo proveniente de la transformación agroin-dustrial de frutas tropicales. materiales y métodos. Se utilizaron cinco muestras de residuos de naranja, papaya, guayaba y piña como muestra de estudio; a cada una se les evaluaron el pH, la acidez, y la materia seca, de acuerdo con la metodología de la AOAC, 2005; también se determinaron los parámetros de color CIELab y el contenido de carotenoides totales por método espectrofotométrico, donde se empleó una solución extractora de 2:1:1 hexano/acetona/etanol. Resultados. El residuo de papaya presentó el contenido de carotenoides más alto, siendo este de 5,881±0,35 mg β-caroteno/100g, seguido por la guayaba 4,20±2,33 µg β-caroteno/100g. Conclusión. Los residuos de papaya y guayaba son fuentes promisorias de pigmentos carotenoides que pueden ser utilizados en la industria farmacéutica y de alimentos.

Palabras clave: materia seca, pH, color superficial, CIELAB


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AbsTRACT

Introduction. Nowadays, there is a trend to use by-products to develop functional ingredients, such as antio-xidants, polyphenols and carotenoids. Objective. Evaluate the content of carotenoids in waste materials from the agricultural transformation of tropical fruits. materials and methods. Five samples of orange, papaya, guava and pineapple waste materials were used as study samples. Each one had its pH, acidity and dry matter evaluated according to the AOAC, 2005, methodology. The CIELab color parameters and the total content of carotenoids were also evaluated, by the use of the spectrophotometric method, using an extraction solution of 2:1:1 hexane/acetone/ethanol. Results. The papaya waste had the highest carotenoid content -5,881±0,35 mg β-carotene/100g- followed by the guava -4,20±2,33 µg β-carotene/100g-. Conclusion. Papaya and guava wastes are promising sources of carotenoid pigments that can be used in pharmaceutical and food industries. Key words: dry matter, pH, surface color, CIELAB.

ResumO

Introdução. Na atualidade existe a tendência a utilizar os subprodutos no desenvolvimento de ingredientes funcionais tais como antioxidantes, polifenóis e carotenoides. Objetivo. Avaliar o conteúdo de carotenoides no resíduo proveniente da transformação agroindustrial de frutas tropicais. materiais e métodos. Utilizaram-se cinco mostras de resíduos de laranja, mamão papaia, goiaba e pinha como mostra de estudo; a cada uma se lhes avaliaram o PH, a acidez, e a matéria seca, de acordo com a metodologia da AOAC, 2005; também se determina-ram os parâmetros de cor CIELab e o conteúdo de carotenoides totais por método espectrofotométrico, onde se empregou uma solução extratora de 2:1:1 hexano/acetona/etanol. Resultados. O resíduo de mamão papaia apresentou o conteúdo de carotenoides mais alto, sendo este de 5,881±0,35 mg β-caroteno/100g, seguido pela goiaba 4,20±2,33 µg β-caroteno/100g. Conclusão. Os resíduos de mamão papaia e goiaba são fontes promis-sórias de pigmentos carotenoides que podem ser utilizados na indústria farmacêutica e de alimentos.

Palavras importantes: matéria seca, PH, cor superficial, CIELAB.

InTRODuCCIÓnLas frutas son una excelente fuente de antioxidantes naturales; estas contienen diversos componen-tes antioxidantes que proporcionan protección contra los dañinos radicales libres, y se han asociado con una menor incidencia e índice de mortalidad por cáncer y enfermedades del corazón, además de otros beneficios para la salud. Entre estos compuestos, los carotenoides constituyen un grupo importante en la dieta humana pues, además de su actividad vitamínica, cumplen otras actividades biológicas, incluyendo la capacidad antioxidante, el filtrado de la luz ultravioleta, la modulación de la función inmune, y la regulación de la diferenciación y proliferación celular (Ordoñez-Santos & Ledez-ma-Realpe, 2013 p. 758). Unido a la propiedad antioxidante, los carotenoides pueden ser utilizados como pigmentos naturales, ya que son los responsables de los colores naranja, amarillo y rojo en los alimentos; ejemplo de ellos es la utilización del achiote y de la páprika en la industria alimentaria (Zeni et al., 2011 p. 160).

Colombia es uno de los países con mayor variedad de frutas en el mundo. Su diversidad geográfica, con todas las clases de suelos y climas, permite que 51.220 especies de plantas florescan, el segundo lugar en número después de Brasil. Al menos 150 frutas son originarias de Colombia y más de 50 son frutas aclimatadas procedentes de África, Asia, Eurasia y Australia (Contreras-Calderón et al., 2011 p. 2047). En el nivel regional en el 2012, el Valle del Cauca alcanzó una producción de frutas de apro-ximadamente 510.000 toneladas, entre las que se destacan los cítricos como el principal cultivo con


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el 24,50 %; le siguen el banano que obtuvo el 22,60 %; la piña que registró 16,38 %, la papaya logró el 9,81 %, y el chontaduro con una participación de 9,55 % (AGRONET, 2013).

En otro estudio Ordóñez-Santos (2002) reportaron que la industria procesadora de frutas en el Valle del Cauca produce 230 t de residuos/semana, representados en cáscara, semillas restos de pulpa y fibra, generados en la elaboración de pulpas, jugos, jaleas, mermeladas, y conservas. El volumen de residuos varía con el tipo de fruta; por ejemplo la papaya (Carica papaya L.) y la piña (Ananas comosus L.) representan aproximadamente el 10-60 % del peso del fruto (Ayala-Zavala et al., 2010 p.1869; Silva et al. 2014 p. 399). En cuanto a la naranja (Citrus sinensis), cerca del 50 % está constituido por cásca-ra y semilla (Álvarez et al., 2004, 532), mientras que en la guayaba (Psidium guajava L.), sus residuos, principalmente semillas, representan el 12 % del peso de la fruta fresca (Bernardino et al., 2006; Serna et al., 2013, 114).

Algunos estudios han evaluado el contenido de carotenoides en residuos de fruta tropicales; por ejemplo, en Venezuela Moreno-Álvarez et al. (2006, 298) estudiaron el contenido de carotenoides en cáscara de naranja; en Brasil los estudios realizados por Sousa et al. (2011 p. 556) y Silva et al. (2014 p.398) evaluaron el contenido de estos pigmentos en los residuos de guayaba, acerolo, piña, guanábana, copoazu, marañón, papaya, mango y tamarindo. Sin embargo, aún siguen siendo escasos estos tipos de trabajos, principalmente en Colombia donde no se reportan en la literatura científica estudios tendientes a evaluar la concentración de carotenoides en residuos generados en el procesamiento de frutas. Estas investigaciones contribuirían a identificar nuevas fuentes de pigmentos carotenoides, que pueden ser utilizados en procesos tecnológicos y de innovación que permitirían aumentar la competi-tividad del sector frutícola nacional. Igualmente, la información generada en las investigaciones aporta-ría reducir el impacto ambiental al disminuir la contaminación en los centros urbanos y las fuentes de agua. Por esta razón, el objetivo de este trabajo fue evaluar el contenido de carotenoides en el residuo proveniente de la transformación agroindustrial de frutas tropicales como papaya (Carica papaya L.), guayaba (Psidium guajava L.), piña (Ananas comosus L.) y naranja (Citrus sinensis).

mATeRIALes Y mÉTODOs

muestras de estudioLa muestra estuvo constituida por 5,6 kg de los residuos de cada una de las frutas: papaya (Carica papaya L.), guayaba (Psidium guajava L.), piña (Ananas comosus L.) y naranja (Citrus sinensis), obtenidas durante el procesamiento en el laboratorio de Tecnología de Frutas y Hortalizas de la Universidad Nacional de Colombia. Se dividieron en cinco lotes cada uno de 1,12 kg, y se sometieron a conge-lación (-20 ºC) antes de los respectivos análisis fisicoquímicos. Todas las frutas utilizadas durante el procesamiento contaron con un estado de maduración de consumo.

Análisis fisicoquímicoEl pH, la acidez títulable (% ácido cítrico) y la materia seca (%) se determinaron de acuerdo con la metodología AOAC 2.005. La extracción de los carotenoides en las muestras se realizó siguiendo el protocolo descrito previamente por Ordóñez-Santos et al. (2009 p. 147), aproximadamente se pesó en un Erlenmeyer de 250 mL entre 0,5 y 1 g de los residuos y se les adicionó 25 mL de solución extractora (2:1:1 hexano/acetona/etanol). El Erlenmeyer se cubrió con papel de aluminio, y luego se agitó durante 10 minutos; después se le añadieron 10 mL de agua destilada fría y se continuó la agita-ción durante otros 5 minutos. Posteriormente se extrajo con pipeta Pasteur una muestra de 3 mL de la fase orgánica, y se leyó la absorbancia del extracto frente al hexano (como blanco) a 450 nm en un espectrofotómetro Genesys 10 UV-Vis (Thermo Scientific U.S.A.). La concentración de carotenoides


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(mg/100 g de residuo) fue calculada utilizando el coeficiente de extinción E1%= 2560 de β-caroteno en hexano (Hart & Scott, 1995). El color superficial en las muestras se determinó en un colorímetro Minolta CR-400 (D65, 2°, Y=89,5; x=0,3176; y=0,3347), y se estimó la saturación C= [(a*2+b*2)]0.5, y el tono (h)= tan-1(b*/a*).

Análisis estadísticoEl diseño experimental corresponde a un diseño aleatorizado simple de un factor con cuatro tra-tamientos, equivalente a cada uno de los residuos de fruta (papaya, guayaba, piña y naranja), y cada tratamiento contó con cinco repeticiones. Se efectuó el respectivo análisis de ANOVA y la prueba de Tukey para identificar las diferencia entre los tratamientos, a un nivel de significación de p <0,05. Todos los análisis se realizaron bajo el software SPSS para Windows v.18.

ResuLTADOs En las tablas 1 y 2 se relacionan los valores medios de las propiedades fisicoquímicas evaluadas en los residuos de frutas y su respectivo análisis estadístico. Se observa que existen diferencias significativas (p< 0,001) en todas las propiedades fisicoquímicas evaluadas, para el pH y la acidez de los residuos de guayaba y piña estadísticamente se describen los menores valores de pH y los más altos contenidos de acidez.

Tabla 1. Propiedades fisicoquímicas de los residuos de frutas y concentración de carotenoides totales

Residuos de Frutas pH Acidez

(% ácido cítrico) materia seca (%) Carotenoides (mg/100 g)

Naranja 4,87±0,26b 0,19±0,049c 23,59±1,14a 0,70±0,17c

Papaya 5,22±0,11a 0,27±0,020b 14,46±2,62 b 5,88±0,35a

Guayaba 4,29±0,16c 0,41±0,064a 21,01±2,73 a 4,20±2,33b

Piña 4,31±0,21c 0,47±0,074a 10,42±0,67c 1,29±0,13c

ANOVA *** *** *** ***

Dentro de una columna los valores con diferente letra representa diferencias significativas (Tukey, p <0,05). p<0,05=*, p<0,01=** y p<0,001=***

Tabla 2. Color superficial de los residuos de frutas

Residuos de Frutas L a b C h

Naranja 41,91±2,91a -2,03±0,76d 9,95±2,01a 10,17±2,08 a -78,60±3,26d

Papaya 33,31±2,93c 5,28±1,13b 1,13±2,75c 6,10±1,67b 7,82±2,32b

Guayaba 33,30±1,33c 6,82±1,07a 1,86±1,20c 6,16±1,14b 14,97±9,34c

Piña 35,83±2,88b 2,23±0,55c 4,53±2,41b 5,08±1,82c 55,16±19,2a

ANOVA *** *** *** *** ***

Dentro de una columna los valores con diferente letra representa diferencias significativas (Tukey, p <0,05). p<0,05=*, p<0,01=** y p<0,001=***


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Respecto a la materia seca, los residuos de naranja y guayaba presentaron estadísticamente los mayo-res contenidos (tabla 1). La concentración de los carotenoides (mg/100 g de residuo) varía significati-vamente con el tipo de residuo de fruta; los residuos de papaya (5,88) presentaron estadísticamente la mayor concentración de pigmentos carotenoides; le siguen en su orden: guayaba (4,20), piña (1,29) y naranja (0,699) (tabla 1). Los residuos de naranja presentaron significativamente los mayores valores de los parámetros de L, b y C; entre tanto, los residuos de guayaba describen estadísticamente los niveles mayores de a, y los residuos de piña obtienen significativamente los más altos valores de h (tabla 2).

DIsCusIÓnEl valor de pH en el residuo de papaya es cercano al reportado por Rinaldi et al. (2010 p. 12) (5,4), al igual presentó una acidez baja, con 0,27 g ácido cítrico / 100 g, mientras que el pH para los residuos de guayaba, piña, y naranja es superior a los reportados por De Araujo (2009, 72), Ketnawa et al. (2012, 387) y Rodríguez & Hanssen (2011, 165), (4,16, 4,00 y 3,95 respectivamente). En guayaba Uchoa et al. (2008, 62) reportan valores de acidez de 1,21 g, ácido cítrico/ 100 g de residuo, lo cual supera a la registrada en este trabajo (tabla 1). Rezzadori et al. (2012, 607) reporta contenido de materia seca del 18 % en residuos de naranja, valor que no supera a lo registrado en este estudio (tabla 1). Gomes (2009, 56) registra un contenido de materia seca en subproductos de papaya de 10,07 %, el cual es inferior al encontrado en este trabajo. En cuanto al residuo de piña, los valores de este estudio no superan a los registrados por Da Silva et al., (2013, 559), quienes obtienen un 16,60 % de materia seca en dicho residuo. Por otra parte, el tipo de residuo afectó significativamente el contenido de carote-noides (tabla 1). Trabajos realizados por González (2013, 56) reportan contenidos de carotenoides en residuos de papaya inferiores a los obtenidos en el presente trabajo (1,31-1,35 mg ß-caroteno/100 g). En cuanto a los residuos de guayaba, los valores del presente estudio superan a los registrados por Sousa et al. (2011, 557) y Silva et al. (2014, 401) (0,026-0,645 mg ß-caroteno/100 g). En residuos de piña, los valores registrados por Silva et al. (2014, 401) no superan a los valores obtenidos en las muestras evaluadas (0,13-0,156 mg ß-caroteno/100 g). La concentración de carotenoides en los resi-duos de naranja no superó a los obtenidos por Moreno-Álvarez et al. (2006, 303) y Wang et al. (2008, 280) (14-44,5 mg ß-caroteno/100 g). Las diferencias entre los resultados obtenidos en el presente es-tudio y los de otros autores respecto a la concentración de carotenoides pueden ser consecuencias de la variación genética, y de factores de manejo de pre y poscosecha de los frutos, tal como ha sido discutido previamente por Dumas et al. (2003, 370 y 378).

La relación de las coordenadas CIElab y los carotenoides en las muestras analizadas se debe prin-cipalmente a la presencia de sistemas de dobles enlaces conjugados de la cadena polienoica de los carotenoides que permite formar un cromóforo (parte de la estructura responsable de la absorción de luz visible y por tanto del color del compuesto) cuya capacidad de absorción de luz da lugar a los llamativos y característicos colores de estos pigmentos (anaranjado-amarillo), y el número de dobles enlaces conjugados y la presencia de diferentes grupos funcionales determinarán en última instancia las características espectroscópicas propias de cada pigmento (Moreno et al., 2012, 99). Además, cuando el fruto empieza a tornarse amarillo, ocurre un mayor aumento en azúcares acelerándose la síntesis de estos compuestos hasta alcanzar la coloración muy amarilla (Barrera et al., 2010; Torres et al., 2013, 54). Los valores positivos del atributo a en la papaya, la guayaba y la piña indican colores naranja y amarillo, mientras que los negativos evidencian colores verdes en los residuos de naranja (tabla 2). Santamaría et al. (2009, 585) reportan en papaya, a los 11 días de cosecha, valores cercanos a los encontrados en este estudio; en cuanto a los residuos de guayaba el valor obtenido es inferior al reportado por González (2010, 57) quien señala que el color que presentaba este tiende a rojo, y respecto al valor de b presenta un color amarillo intenso (tabla 2). Por su parte, en los residuos de


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piña el valor de a al ser tan bajo indica que los residuos provienen de una piña con un estado de ma-durez avanzado (Gutiérrez et al., 2010, 204); en el residuo de naranja se encontró que la coordenada a concuerda con el valor negativo reportado por Garau et al. (2007, 1019) (-4,42), que es este un indicador del contenido de clorofila que hay en la piel de la naranja.

COnCLusIOnesEn este estudio se puede concluir que los residuos agroindustriales de papaya y guayaba son una fuente importante de carotenoides; esta información permite abrir nuevas líneas de investigación en el desarrollo de procesos agroindustriales para la extracción y estabilización de los pigmentos carotenoides que pueden ser utilizados en la industria farmacéutica y de alimentos. Igualmente el aprovechamiento de estos recursos renovables impactaría positivamente en los aspectos económicos y ambientales de la región.

AgRADeCImIenTOsA la Convocatoria del Programa Nacional e Semilleros de Investigación, Creación e Innovación de La Universidad Nacional de Colombia 2013 – 2015, y al Grupo de Investigación en Procesos Agro-industriales de la Facultad de Ingeniería y Administración de la Universidad Nacional De Colombia.

ReFeRenCIAs bIbLIOgRáFICAs

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Firewood consumption in traditional stoves among traditional peasant families from the Antioquian Eastern region

Consumo de lenha em fogões tradicionais em famílias camponesas do oriente antioqueño

Juan Fernando Ramírez Quirama**, Adolfo León Taborda Vergara***

*Artículo derivado del proyecto de investigación como trabajo de grado del estudiante Adolfo Leon Taborda Vergara, titulado “Consumo de leña en fogones tradicionales en familias campesinas del oriente antioqueño”, realizado con el Grupo de Investigación y Desarrollo Agroambiental de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia, financiado por CORNARE en el marco del proyecto HUELLAS “huertos y estufas leñeras, limpia ambiental y socialmente sostenibles”. ** Ingeniero agroforestal, Universidad Nacional Abierta y a Distancia (UNAD). E-mail: [email protected] *** Ingeniero Forestal, M.Sc. Docente investigador UNAD. Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente. Grupo de Investigación y Desarrollo Agroambiental. Autor para correspondencia: [email protected]


Consumo de leña en fogones tradicionales en familias campesinas del oriente antioqueño*

REsumEn

Introducción. El consumo de biomasa tiene un papel fundamental en la preparación de alimentos a nivel mundial, máxime en países en desarrollo, lo que ha generado un continuo aporte de carbono gaseoso a la atmósfera. Objetivo. Estimar el consumo de leña en fogones tradicionales por núcleos familiares, per cápita y tiempo de cocción para la preparación de alimentos en familias campesinas, y evaluar algunas problematicas ambientales. metodología. El trabajo se realizó en los municipios de Abejorral, Argelia, Nariño y Sonsón, donde se selec-cionaron un total de 108 familias campesinas, que utilizaran fogones de leña tradicional para preparar su alimentación. Las familias fueron visitadas durante un día; realizando un censo de consumo de leña por familia y por persona, se identificó la especie forestal; se cuantifico el tiempo de cocción en horas que se gasta una familia en preparar los alimentos en un día; número de individuos por núcleo familiar. Resultados. En la región se liberan a la atmosfera 250 toneladas/día de carbono. En promedio cada persona y cada familia emiten 6.09 y 29.8 kg/día respec-tivamente, en un lapso de 7:51’’ ± 20’’ horas. En promedio las familias están integradas por 5 ± 0.36 personas. La especie vegetal que más utiliza leña es Cupressus lusitánica. El consumo de leña era proporcional al tamaño de la familia. Conclusión. Los sistemas tradicionales son


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altamente contaminantes y las emisiones pueden incluso ser mayores a las producidas por una persona o familia en la ciudad, por lo que se deben explorar alternativas como cocinas más eficientes.

Palabras clave: combustibles fósiles, emisión, fogones tradicionales, leña, Liberación de carbono.

AbstRACt

Introduction. The consumption of biomass has a fundamental role in the preparation of food worldwide, es-pecially in developing countries, thus generating a continuous contribution to the carbon gas in the atmosphere. Objective. Estimate the firewood consumption in traditional stoves per family, per capita and cooking time for food preparation in peasant families and evaluate some environmental issues. methodology. This work was developed in Abejorral, Argelia, Nariño and Sonsón towns, where 108 families that use traditional stoves to prepare their food were selected. The families were visited during one day, making a census of firewood con-sumption per day and per person; the forest species used was identified; the cooking time in hours consumed by one family to prepare food in one day was quantified and the number of individuals per family nucleus was accounted. Results. In the region, 250 tons /day of carbon are released into the atmosphere. Each person and each family emits 6.09 and 29.8 kg/day respectively, in a 7:51’’ ± 20’’ hours period. The families are composed by 5 ± 0.36 people. The most used plant species is Cupressus lusitanica. The firewood consumption was proportional to the number of family members. Conclusion. The traditional systems are highly polluting and the emissions can be even higher than those produced by a person or a family in a city. Therefore, alternatives such as more efficient kitchens must be explored.

Key words: fossil fuels, emission, traditional stoves, firewood, carbon release.

REsumO

Introdução. O consumo de biomassa tem um papel fundamental na preparação de alimentos a nível mundial, máxime em países em desenvolvimento, o que gerou um contínuo aporte de carbono gasoso à atmosfera. Objetivo. Estimar o consumo de lenha em fogões tradicionais por núcleos familiares, per capita e tempo de cocção para a preparação de alimentos em famílias camponesas, e avaliar algumas problemáticas ambientais. metodologia. O trabalho se realizou nos municípios de Abejorral, Argélia, Nariño e Sonsón, onde se sele-cionaram um total de 108 famílias camponesas, que utilizassem fogões de lenha tradicional para preparar sua alimentação. As famílias foram visitadas durante um dia; realizando um censo de consumo de lenha por família e por pessoa, identificou-se a espécie florestal; quantificou-se o tempo de cocção em horas que se gasta uma família em preparar os alimentos num dia; número de indivíduos por núcleo familiar. Resultados. Na região se liberam à atmosfera 250 toneladas/dia de carbono. Em média cada pessoa e cada família emitem 6.09 e 29.8 kg/dia respectivamente, num lapso de 7:51’’ ± 20’’ horas. Em média as famílias estão integradas por 5 ± 0.36 pessoas. A espécie vegetal que mais utiliza lenha é Cupressus lusitánica. O consumo de lenha era proporcional ao tamanho da família. Conclusão. Os sistemas tradicionais são altamente contaminantes e as emissões podem inclusive ser maiores às produzidas por uma pessoa ou família na cidade, pelo que se devem explorar alternativas como cozinhas mais eficientes.

Palavras importantes: combustíveis fósseis, emissão, fogões tradicionais, lenha, Libertação de carbono.

IntRODuCCIÓnEl consumo de leña para la preparación de alimentos en el sector rural es una constante; se estima que la mitad de la población del mundo, en su mayoría ubicada en los países en desarrollo, utiliza este tipo de biomasa para cocinar sus alimentos (Muro, Paredes & Bravo 2011; Aglionby, 2008). Estos países concen-

Producción + Limpia - Enero - Junio de 2014. Vol.9, No.1 - J. F. Ramírez Quirama et al - 99•114

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tran el 77 % de la población mundial, que utiliza el 76 % del total de la madera como fuente de energía, principalmente como biocombustible. Particularmente en América Latina el 81 % de la población está distribuida en áreas rurales, que tiene como fuente principal de combustible la leña, y en su mayoría de bosque natural. Algunas familias campesinas utilizan los fogones tradicionales como fuente directa de energía, mientras que los fogones a gas o a luz son utilizados como suplentes (FAO, 2008). En las familias la recolección de este material (la biomasa-leña) se relaciona con el rol de género y de edad; las mujeres y los niños, son los encargados de colectarla y preparar los alimentos (Stmitigs, 2006).

Durante mucho tiempo se consideró que la dinámica de uso de la leña era función directa del creci-miento de la población, el nivel adquisitivo y la preferencia de consumo (Aristizábal, 2010). Sin embargo, estudios muestran una relación más compleja, y consideran que es función de la interacción de factores relacionados con la oferta y la demanda, entre los que se destacan: los sistemas locales de producción, las condiciones biofísicas asociadas con el estado de los recursos naturales (Cabrera et al., 2004), varia-bles socioculturales, sabor de los alimentos y desarrollo tecnológico (Sierra, Guerrero & Mejía, 2014).

Los principales problemas en el uso de la biomasa (leña) como fuente de energía son: primero, el poco conocimiento que se tiene sobre el consumo de combustible; segundo, el desconocimiento de las propiedades caloríficas de las especies; tercero, la contaminación dentro o cerca de las viviendas por la quema de la madera y las emisiones emitidas (combustión incompleta), dado que son usados todos los días en horas cuando generalmente las personas están presentes (amas de casa y niños), exponiéndolas gravemente a la inhalación de los gases y material particulado como cenizas y hollín, y cuarto, la presión real que se viene ejerciendo sobre los bosques y sobre las especies nativas, a escalas regional y nacional (Aguilar, 2014; Callieri, 1996)

El proceso de combustión incompleta de la leña genera residuos después de la combustión, entre ellos los inquemados y humos, ricos en monóxido de carbono, benceno, butadieno, formaldehído, hidrocarburos, poliaromáticos (Gonzalez, 1998), parte de las emisiones de gases con efecto inverna-dero: 4.3 mega toneladas al año (Masera, Ordóñez & Dirzo, 1997). Por ello, estudiar este tipo proble-máticas es de importancia para estabilizar las concentraciones de gases de efecto invernadero (GEI) en la atmósfera, anticipando los efectos del cambio climático (Acquatella et al., 2008).

La región del oriente antioqueño cuenta con plantas y animales endémicos, cuyas poblaciones se han reducido por la fragmentación de ecosistemas, debido a la extracción selectiva de árboles para la utilización como madera para instalaciones, como tutores o como combustible; estos ecosistemas posteriormente terminan transformados en sistemas agrícolas y ganaderos convencionales. Lo ante-rior, sumado a la alta dispersión de la población en zonas apartadas de los centros poblados, los altos costos de uso de la energía eléctrica, la carencia de fuentes alternas de energía diferentes a la combus-tión de biomasa hacen que las comunidades utilicen básicamente la leña como principal combustible para la preparación de sus alimentos (González, Crivelli & Gortari, 2005).

Este trabajo busca estimar el consumo de leña en fogones tradicionales por núcleos familiares, per cápita y tiempo de cocción para la preparación de alimentos en familias campesinas. El trabajo se rea-lizó en los municipios de Sonsón, Argelia, Nariño y Abejorral. Por lo anterior los resultados obtenidos nos permitirán conocer el uso de biomasa en el área de estudio, y algunos impactos ambientales con consecuencias locales y globales.

REVIsIÓn DE ALGunOs COnCEPtOs

Fogones tradicionalesLos fogones tradicionales o convencionales difieren en los diseños y materiales para construcción, desde la más simple, que consiste de tres piedras, hasta aquellos donde existe una canalización efectiva de los


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gases generados en la combustión. Los materiales más utilizados son: el barro, la arena, los ladrillos, las piedras y metales. Los fogones son muy similares, tienen áreas de 0.4 m2 (largo x ancho), la altura es variable en promedio de 0.20 a 0.50 m, en su mayoría son de un solo puesto, o varios de manera lineal.

Pueden alcanzar una conversión del 90 % del poder calórico de la madera, pero solo una proporción pequeña de este, del orden del 10 % al 40 % llega a la olla. Esto, sumado a la poca eficiencia como se usa la leña, puede generar un gasto energético alto principalmente en lugares de gran oferta de leña, incluso para cocinar pequeñas cantidades de comida. En lugares donde los combustibles son más escasos, los fogones pueden ser controlados cuidadosamente y su eficiencia rivaliza con las estufas eléctricas y de gas (Cerdá, 2012).

Las principales características de un fogón tradicional abierto (figura 1) son: el calor generado por la combustión no se absorbe; el fuego choca contra la base y a veces con los lados de la olla, exponiendo una gran superficie de esta al calor. Son de fácil construcción y los materiales están disponibles en casi cualquier lugar, por lo que son más económicos; no poseen una canalización adecuada de los gases generados en la combustión, lo que conlleva incrementar la contaminación intra-domiciliaria por las emisiones y material particulado (Cortés & Ridley, 2013). Estas cocinas no controlan la aireación, el tipo de leña utilizada ni tiempo de quemado de la leña, que son los que dan eficiencia a los fogones (Sierra et al., 2014).

La combustión de leña

La combustión es una reacción físico-química donde se desprende gran cantidad de calor y luz por medio de oxidación exotérmica. En esta reacción existe un elemento que arde (combustible) y otro que produce la combustión (comburente, materiales orgánicos que contienen carbono e hidrógeno); el segundo generalmente se encuentra en forma de O2 gaseoso. El proceso no es del todo eficiente (combustión incompleta), al generar residuos inquemados o “humus” algunos de los cuales son: el CO2 –dióxido de carbono–; H2O –agua–, SO2 –dióxido de azufre (si el combustible contiene azufre)– y NOx –óxidos de nitrógeno que depende de la temperatura de reacción; H2 – hidrogeno gaseoso–; CnHm –hidrocarburo–; H2S –ácido sulfúrico– y C –carbón (Mejía, 2011). Para iniciar la combustión es necesario alcanzar una temperatura mínima, llamada temperatura de ignición, en °C y a 1 atm (RAE 2014). Mientras más lento sea el proceso de combustión, a temperaturas elevadas (alrededor de 400 ºC), se genera lo que se conoce como doble combustión, o combustión completa, que representa mayor aprovechamiento del poder calórico del combustible y menor consumo del mismo, con me-nores residuos (Cerdá, 2012).

La física-química del combustibleLa capacidad que tienen los cuerpos de ganar y perder calor, debido a la combustión, genera procesos termodinámicos como la conducción, la convección y la radiación térmica. La conducción térmica se da cuando hay transferencia de energía térmica entre dos cuerpos, por medio del contacto directo de sus partículas (no hay flujo de materia). La convección térmica se produce por transferencia de calor, por medio de agentes fluidos como el aire y el agua, que transportan el calor entre zonas con diferentes temperaturas. La radiación térmica es la radiación calorífica emitida por un cuerpo debido a su temperatura. En los tres casos lo que busca el sistema es el equilibrio térmico, entre los diferen-tes cuerpos (Van Wylen, Sonntag & Obregón, 1967).

Las propiedades de combustión en biomasa están relacionadas con propiedades físicas de la madera como la densidad, la porosidad y la superficie interna. Los valores de las propiedades térmicas tales


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Figura 1. Clases de fogones tradicionales, en municipios del oriente antioqueño

como calor específico, conductividad térmica y emisividad varían con el contenido de humedad y la temperatura. La leña se caracteriza por su estructura química, donde los componentes principales son: hemicelulosa, resina, lignina, celulosa y agua. En el proceso de combustión la lignina se transforma principalmente en carbono fijo; los otros compuestos se liberan como elementos volátiles. La com-posición química de la madera seca es: 43 % de carbono (C), 7 % de hidrógeno (H) y 49 % de oxígeno (O) (Cerdá, 2012).


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La leña no es un combustible homogéneo y se pueden identificar varias etapas como:

Secado de la madera. Inicialmente la superficie exterior de leña recibe calor por radiación de las llamas, calentando el agua contenida en la madera por sobre su punto de evaporación y secando la madera. El calentamiento de la leña es inversamente proporcional al contenido de agua.

Gasificación y oxidación de la materia volátil. Al calentarse la madera seca por encima del punto de ebu-llición del agua, se inicia la segunda fase de pirolisis con la liberación de la materia volátil. En esta etapa, la leña comienza a humear con presencia de llamas largas y brillantes, que son características de la combustión de la leña seca. Si la materia volátil no se quema por completo en el interior del fogón, se emitirán gases no quemados que representan pérdida de eficiencia.

Quemado del carbón residual. Al liberarse completamente la materia volátil de la madera, permanece como producto residual el carbón sólido junto a la ceniza no combustible. Este compuesto sólido equivale al carbón de madera y se caracteriza por su combustión superficial con un resplandor rojo y llama muy pequeña que genera una alta temperatura entre 600 y 1000 °C.

mEtODOLOGÍA

Área de estudioEl área de estudio está localizada en el departamento de Antioquia-Colombia, suroriente antioqueño, en los municipios de Abejorral, Argelia, Nariño y Sonsón. La región cuenta con dos ríos, el Arma y el Samaná (figura 2).

Figura 2. ubicación del área de estudio

En esta región la actividad económica se basa en el aprovechamiento de cultivos forestales y agrícolas (in-tensivos y tradicionales), y en la ganadería. El 52 % de la región está cubierta de bosques; de ellos 57 % son bosques naturales primarios intervenidos; el restante 43 % está configurado por rastrojos. Los bos-ques tienen un grado medio de fragmentación debido a la extracción indiscriminada de madera para construcciones civiles y para leña. Las poblaciones se ubican en zonas de vida pre-montana y montana, la humedad es alta, y las precipitaciones, medias. En sus bosques cuenta con especies endémicas de


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plantas y animales; lo anterior resalta a estos ecosistemas de bosques por su importancia ecológica para la región (CORNARE, 1994).

Los municipios están ubicados a alturas similares, lo que origina temperaturas promedio similares; la menor temperatura se presenta en el municipio de Sonsón que también presenta la mayor altitud. La mayor precipitación la presenta el municipio de Sonsón; la menor la presenta el municipio de Argelia, que es el municipio con menor altitud sobre el nivel del mar. El área de cada uno de los municipios es diferente; el más pequeño es Argelia. El mayor porcentaje de población rural se presenta en Abejoral con 85.6 %, la menor se presenta en el municipio de Sonsón con un 39.4 % (tabla 1).

tabla 1. Caracterización de las zonas donde se levantó la información, línea base

msnm temperatura (ºC) Humedad (%) Precipitación (mm) Área del municipio(km2)

Abejorral 2125 17 88 2500 470

Argelia 1750 20 74 2000 254

Nariño 1650 20 75 2300 313

Sonsón 2475 13 90 3500 1323

Municipio Habitantes totales Familias urbanas Familias rurales Habitantes rurales hab/ km2

Abejorral 16 261 1710 2829 13 921 51.62

Argelia 7685 759 1156 4913 47.64

Nariño 10 441 769 1944 7258 46.87

Sonsón 40 626 4797 4388 16 024 32.30

Sisben 2011 municipios; anuario estadístico de Antioquia 2004.

Recolección de la informaciónPara levantar la información se seleccionaron de la base de datos de la Corporación Autónoma Regional CORNARE, 108 familias que prepararan sus alimentos con leña en un fogón tradicional abierto; las familias fueron visitadas durante un día. A cada una de las familias se censó: consumo de leña por familia; se pesó el total de madera (seca al aire, más de ocho días de estar almacenada en los patios) que consume una familia para la preparación de los alimentos. Se identificó la especie forestal con nombre vulgar y nombre científico. Se cuantifico el tiempo de cocción en horas que se gasta una familia en preparar los alimentos en un día. Se censó cada núcleo familiar como número de personas que se alimentaban de comidas preparadas en ese fogón. Se midió la temperatura de combustión con un termómetro y se consultó en libros la densidad de la madera en gr cm-3

Calculo del tamaño de la muestra Para calcular el tamaño de la muestra se utilizó la siguiente ecuación (1):

Ecuación (1)

Donde: N, es el tamaño total de la muestra, ; valor de la normal estándar con una precisión del 95 %; p = proporción esperada (5 % = 0.05); q = es la proporción no esperada 1 – p (1-0.05 = 0.95), d = precisión (en este caso deseamos un 4 %).


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Análisis de datosPara evaluar el consumo de madera en kg por núcleo familiar y por individuo, se midió la variable dependiente: peso de la leña consumida durante un día por núcleo familiar y peso de la leña consumida por un individuo (per cápita). Estas variables dependientes se compararon y relacionaron por medio de un modelo lineal generalizado (MLG) y unas pruebas de correlación de Pearson (R2), con las va-riables independientes de la investigación, que son: núcleo familiar (Nro. Pers.); tiempo de cocción (T. cocción); temperatura de combustión (T. combustión) y densidad de la madera. En cada una de las variables dependientes se evaluó la relación de la siguiente manera (ecuación 2).

(2)

Para evaluar el efecto significativo de cada una de las variables independientes sobre el modelo, se empleó la prueba de F (α<0.05). Se evaluaron los supuestos de normalidad usando la prueba de Sha-piro-Wilk (Sw) y homocedasticidad por medio de la prueba de Levene’s (L). De otro lado, se analizó la relación de las variables número de personas, Consumo/día, Consumo/día por individuo y tiempo de coc-ción, por medio del coeficiente de correlación de Pearson (R2). Los anteriores cálculos se realizaron con el programa Statgraphics XVI, los análisis se realizaron con α: 0.05.

Con el fin de disminuir el efecto de la pseudo-réplica y aumentar los grados de libertad se definió como unidad de análisis cada una de las unidades familiares (n: 108). Con esta base de datos se realiza-ron cálculos por cada individuo (per cápita) y por familia para cada una de las variables independientes.

Cálculo de consumo de liberación de carbono por fogones tradicionales

Para hallar el consumo o liberación de carbón en fogones tradicionales, se calculó el promedio (=∑ xi / n) per cápita, este promedio se multiplicó por la población que habitaba en la poblaciones rurales (reportada en el censo) y que se conocía que utilizaba el fogón tradicional como fuente energética para la preparación de alimentos; de esta manera se calculó el consumo por la po-blación total. Asumimos que el 40 % del peso del material seco al aire era carbono (Gayoso & Guerra, 2005). Se calculó por especie el gasto. Por último se correlacionó la cantidad de madera con la densidad de la madera y con las propiedades caloríficas (α=0.05).

REsuLtADOs

medidas de resumen y correlacionesLos coeficientes de variación no son muy altos lo que se puede concluir un muestreo aceptable. El error estándar es cercano a cero para consumo día familia y para consumo per cápita lo que indica que la muestra puede ser un buen estimador de la variable dependiente. En promedio las familias están integradas por 5 ± 0.36 personas; las más numerosas contienen 15 individuos; las menos nume-rosas están conformadas por 2 individuos. Estas familias mantienen encendido en promedio por día sus fogones tradicionales 7:51’’ ± 20’’ horas, y consumen 27.61 ± 1.18 kg/día de madera. Lo anterior evidencia los altos consumos de leña (tabla 2).

El consumo kilogramos/día por núcleo familiar tiene una correlación estadística significativa con el número de personas (R2: 0.45; Valor P<0.05); no se correlaciono con tiempo de cocción/día (R2: 0.13; Valor P: 0.175). En el consumo por individuo-día (per cápita) se encontró una relación inversamente proporcional con el número de personas (R2: -0.64; Valor P<0.05); no correlacionó con el tiempo de cocción/día (R2: -0.12; Valor P: 0.230; figura 3). Las nubes de puntos para los diferentes juegos de variables no muestran tendencias marcadas; el gráfico de cajas y bigotes permite ver un sesgo hacia la izquierda de las variables número de personas y consumo día por núcleo familiar.


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tabla 2. Resumen de las variables indicadoras de consumo de leña en el oriente de Antioquia (g.l. 108)

Nro. Pers. Consumo/día familia (kg)

Consumo/día individuo (Per cápita) (kg)

Tiempo de cocción horas/día

Media 4.90 27.61 6.09 7.85

Mediana 5 26.0 6.0 8.0

Moda 4 30.0 5.0 8.0

Varianza 3.51 37.57 3.42 3.27

Desviación Estándar 1.87 6.13 1.85 1.81

Coef. de Variación 38.2 22.2 % 30.3 % 23.0 %

Error Estándar 0.18 0.59 0.18 0.17

Mínimo 2.0 15.0 2.5 4.0

Máximo 15.0 60.0 12.0 13.0

Figura 3. Gráficos de dispersión x-y, y de cajas y bigotes para las variables consumo kilogramo día por núcleo familiar y consumo kilogramo per

cápita de leña, número de personas que integran el núcleo familiar y tiempo de cocción de alimentos día (g.l: 108).

modelo lineal generalizadoLa variable consumo día kg por familia (g.l. 108) no presenta distribución normal (Sw: 0.903, Valor P<0.05); es homocedástica según la prueba de Levene’s (L: 0.606; valor P: 0.695) lo que indica que no existe diferencia estadísticamente significativa entre las varianzas (α=0.05). El vector conformado por


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la variable consumo por individuo (g.l. 108) tampoco evidenció que sus datos se distribuyeran como la función normal (Sw: 0.947, Valor P<0.05); sin embargo, la variable presenta tendencia homocedástica (L: 1.356; valor P: 0.247). Por lo anterior, los dos vectores configurados por las variables dependientes del modelo cumplen el supuesto fundamental de homocedasticidad, y podemos asumir la normalidad asintótica (n>30) por lo que se puede hacer el uso de la estadística paramétrica.

La variable Consumo/día de kg de leña por familia presentó que al menos una de las variables estu-diadas tiene diferencias significativas (g.l: 107; Razón F: 2.51; Valor P <0.05). El modelo presenta un R2 de 54.93 % y un error estándar de 5.016. El modelo que tenía como variable dependiente consumo por individuo día resultó significativo (g.l:107; Razón F: 5.28; Valor P <0.05), con un R2 de 71.96 % y un error estándar de 1.193. Para ambos modelos las variables que resultaron significativas son número de personas, y densidad de la madera (tabla 3).

tabla 3. AnAVA para mLG de consumo de madera en kg por núcleo familiar y por individuo (Per cápita), con relación a las variables independientes: núcleo

familiar (nro. Pers.); tiempo de cocción (t. cocción); temperatura de combustión (t. combustión) y densidad de la madera. (α=0.05, g.l= 108)

Fuente g.l.Por núcleo familiar Per cápita

C.M. F P C.M. F PNro. Pers. 10 88.38 3.51 0.001 18.53 13.02 0.000T. cocción horas/día 8 25.33 1.01 0.439 1.351 0.95 0.482Temperatura Combustión 6 25.26 1.00 0.430 0.914 0.64 0.696Densidad gr/cm3 11 49.88 1.98 0.043 2.553 1.79 0.071Residuo 72 25.16 1.423

g.l.: grados de libertad; c.m.: cuadrado medio; F: valor de la razón de la prueba F; P: valor P

El comportamiento del consumo de leña varía en ambos modelos cuando se compara con el número de personas. Cuando se analizó la cantidad de kilogramos consumidos por familia en un día de prepara-ción de sus alimentos, se encontró una relación directa con el número de personas, es decir, entre más numerosas son las familias, más consumo de leña generan. Lo contrario pasó en el modelo cuando se comparó el consumo per cápita con el número de personas: entre más pequeña sea la familia mayor es el consumo per cápita de elementos dendroenergéticos (figura 4a). El modelo no evidenció aumento o disminución de consumo de leña en el núcleo familiar y per cápita, según el tiempo de cocción (figura 4b), ni la combustión interna medida en el fogón (figura 4c). En cuanto a la variable densidad de la ma-dera presentó diferencias estadísticas significativas por núcleo familiar y diferencias tangenciales (valor p cercano a α=0.05) cuando el vector era compuesto por el consumo per cápita de leña, aunque en nin-guno de los dos casos presenta tendencias claras, ni relaciones directas (R2: 0.09, Valor P>0.05; figura 4d).

Liberación de carbono por fogones tradicionales

En la región se liberan a la atmósfera 250 toneladas/día de carbono. En promedio cada persona que vive en la zona rural libera 6.09 kg/día; cada familia, en promedio 29.8 kg/día. La especie que más se utiliza como leña “liberación de carbono” es Cupressus lusitánica, seguido por el Oreomunnea ptero-carpa (tabla 4). La cantidad de la madera utilizada no correlacionó con la densidad de la madera por núcleo familiar (R2:0.05; n: 13; valor P: 0.84), contrario lo que pasó por individuo que correlacionó de manera inversa y tangencial (R2: -0.51; n: 13; valor P: 0.07, cercano al α). El consumo de madera no co-rrelacionó en ninguna de las dos variables dependientes con las propiedades caloríficas de la madera (valor P>0.05).oriente antioqueño


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Consumo por núcleo familiar día Consumo por persona día

a

b

c

d

Figura 4. Prueba de mínima diferencia significativa (LSD) para consumo de madera en kg por núcleo familiar y por individuo (per cápita),

con relación a las variables independientes (a) núcleo familiar (nro. Pers.); (b) tiempo de cocción (t. cocción); (c) temperatura de combustión

(t. combustión) y (d) densidad de la madera (α: 0.05; g.l.:108).


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tabla 4. Propiedades de las especies utilizadas como dendroenergéticos y liberación de carbono en el oriente antioqueño

Especie Densidad aparente

Propiedades calóricas

(kj/kg)

Consumo total (kg) Carbono liberado (kg) CO2 Liberado

total (ton)

Día/familia Día/persona Día/familia Día/persona

Vismia sp 0.64 14373 218 5 187.48 4.30 5.81

Cojoba sp 0.80 270 4.86 232.20 4.18 6.27

C. lusitánica 0.40 18117 581 5 499.66 4.30 13.55

Weinmannia sp 0.52 25 5 21.50 4.30 0.65

Eucaliptus sp 0.60 17433 120 5 103.20 4.30 3.23

O. pterocarpa 0.80 18087 565 5 485.90 4.30 10.97

Inga sp 0.54 17760 254 5.32 218.44 4.58 6.86

Myrica sp 0.55 49 5.53 42.14 4.76 1.43

P. patula 0.53 17253 97 5 83.42 4.30 2.58

Q. humboldtii 0.90 18020 92 5 79.12 4.30 2.58

Tibouchina sp 0.61 17890 503 4.96 432.58 4.27 11.52

C. arabiga 0.91 18400 152 5.17 130.72 4.45 3.34

Cecropia sp 0.31 56 6 48.16 5.16 1.55

Carate (Vismia sp), Carbonero (Cojoba sp), Ciprés (Cupressus lusitanica), Encenillo (Weinmannia sp), Eucalipto (Eucaliptus sp), Gavilán (Oreomunnea pterocarpa), Guamo (Inga sp), Laurel (Myrica sp), Pino patula (Pinus patula), Roble (Quercus humboldtii), Siete cueros (Ti-bouchina sp), Soca de café (Coffee arabiga) y Yarumo (Cecropia sp).

DIsCusIÓnLas familias consumen 27.61 ± 1.18 kg/día de madera, en las 7:51’’ ± 20’’ horas que tienen encendido el fogón tradicional; por persona consumen 5.5 kg/día. Este consumo de la región es alto comparado con reportes para fogones tradicionales o abiertos que reportan 5 kg/persona/día (Hernández 2014), y de 4.8 kg/persona/día (Valderrama and Linares 2008), y a los reportados en comunidades campesi-nas del Perú de 3 kg/persona/día (Muro, Paredes & Bravo, 2011). En México, el promedio de consumo de leña oscila entre 2 y 3 kg por persona por día (Masera, 2006).

El alto consumo puede deberse a la ineficiencia de los fogones y a que los pobladores sobre-explotan el recurso (Quiroz-Carranza & Orellana, 2010; Cabrera et al., 2004), buscando satisfacer las necesidades mínimas en cuanto a la preparación de alimentos (Muro et al., 2011). Este uso de leña involucra aspectos culturales, como usos y costumbres culinarias tradicionales que reflejan el vínculo de la gente con la tierra, con el bosque y sus recursos. Pero esta relación también se ve condicionada por la facilidad con que se accede al recurso, la disponibilidad del mismo o su menor costo con respecto a otras alternativas (Santos, Estrada & Rivas, 2012) lo que lleva a dificultades en el cambio del modo de uso de este recursos, por lo que se debe trabajar para aumentar la eficiencia de este tipo de sistemas, tecnificándolos.

El consumo kilogramos/día de leña está directamente relacionado con el número de personas en el núcleo familiar que utilizan como energía para preparar los alimentos, es decir, a familias con más integrantes el consumo de leña es mayor. Resultados similares fueron encontrados por Lemc-kert and Campos (1981) donde en familias numerosas el consumo de leña era mayor que en familias


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de menos integrantes. De manera similar el consumo/día de kg de leña por familia presentó relación directa con la cantidad de leña consumida, En cuanto a la variable densidad de la madera presentó diferencias estadísticas significativas por núcleo familiar y diferencias tangenciales cuando el vector era compuesto por el consumo per cápita de leña, lo que evidencia una ineficiencia en el uso del re-curso dendroenergetico. Caso similar se encontró en cocinas eficientes donde, además, relacionaron la variable altitud (Pérez, Graciano & Gómez, 2014).

Otro factor influyente en el consumo de leña es el número de integrantes por familia que resulta en una relación inversa entre el consumo y número de integrantes, consumo por individuo-día (Per cápita), es decir, el gasto de un individuo en el momento de preparar sus alimentos en una familia pequeña es mayor a lo que consume un solo individuo en una familia grande. Esta relación sugiere una mayor eficiencia en el uso de la leña per cápita entre las familias grandes. El consumo de leña es 50-55 % menor en comparación con el consumo de familias de menos integrantes. La mayor parte de las familias son grandes y medianas (4.9 ± 1.87 integrantes), y logran un ahorro de leña al mantenerse agrupadas y utilizar la misma cocina. Resultados similares encontraron en México en comunidades cafetaleras de Chenalhó, Chiapas (Ramírez et al., 2012).

Liberación de carbono por fogones tradicionalesEn la región se liberan a la atmósfera 250 toneladas/día de carbono. En promedio cada persona que vive en la zona rural libera 2.7 kg/día; cada familia en promedio 13.5 kg/día. Según la FAO el consumo de biomasa (leña) en Antioquia fue de 1 000 000 de toneladas anuales para los años 90 (Acquatella et al., 2008). Por el alto consumo de biomasa y la poca eficiencia de los fogones tradicionales, se debe optimi-zar el consumo de este tipo de energías. La opción es implementar dispositivos con mayor tecnología (Cabrera et al., 2004) y de esta manera reducir los riesgos que tienen las personas por la ineficiencia de estos fogones que generan gran cantidad de residuos por la combustión incompleta (Masera et al., 1997), y aumentan la contaminación intradomiciliaria (Cortés & Ridley, 2013). Es de anotar que los altos consumos de los fogones abiertos pueden estar influidos por variables como el tipo de fogón, entrada de aire y biomasa utilizada, que pueden ser elementos de otras investigaciones (Sabillón, 2009). Este hecho hace que se desperdicien las buenas propiedades de la leña como combustible.

El 60 % de la madera extraída es utilizada como leña; esta actividad es causante de problemas ambien-tales, como la fragmentación de ecosistemas, pérdidas de hábitats, liberación de carbono al ambiente esto por la alta demanda que tiene la actividad en el mundo. A esto se suma el impacto social debido a que cada vez los pobladores realizan grandes recorridos para encontrar leña, en algunas de las ocasio-nes generan conflictos con sus vecinos (Acquatella et al., 2008); la poca cobertura sobre las necesida-des básicas entre ellas la alimentación (cocción); el bajo acceso a la tecnología; la baja implementación de huertos leñeros y el poco conocimiento de especies que cumplan requisitos dendroenergéticos (Sabillón, 2009).

Por lo anterior, una de las preocupaciones a escala técnica es la poca iniciativa o reglamentación esta-tal para que los campesinos inicien procesos de siembra de materiales o especies con características dendroenergéticos que a mediano plazo suministren esta biomasa y de tal manera eviten la presión a los bosques nativos (CARMONA et al., 1999) y la pérdida, migración y extinción de especies, así como una paulatina pero constante degradación de los suelos (Muro et al. 2011). Si no se siembran huertos leñeros, a futuro va escasear este tipo de combustible y se estima una crisis debido a la esca-sez de la biomasa como fuente de energía (Callieri, 1996).

Otro de los impactos es que dadas las altas concentraciones de consumo, la población rural puede incluso estar emitiendo más carbono que las poblaciones que viven en los grandes centros urbanos (Masera et al., 1997). Esta actividad es considerada una de las principales fuentes de contaminantes de


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aire local, especialmente hidrocarburos y partículas suspendidas (Korc & Quiñones, 2003), además del CO2, agua, y mezcla de gases inorgánicos (CO, NO, SO2) e hidrocarburos orgánicos volátiles (entre más completa la combustión menor es la cantidad de residuos). Los gases pueden afectar positiva-mente los sistemas productivos primaros al aumentar la precipitación seca, y efectos negativos en la población relacionados con síntomas respiratorios crónicos (Ramirez et al., 2012), por lo que se debe apuntar a aumentar la eficiencia en los mismos (UN & SISTÉMICO, 2008). En comunidades mexicanas encontraron que cuando los fogones eran más eficientes en la combustión disminuyeron las emisio-nes GEI y los problemas respiratorios (Ramírez et al., 2012).

COnCLusIÓn Dado lo anterior, una de las sugerencias para disminuir las emisiones es generar cocinas campesinas comunitarias. Estas relaciones pueden estar sustentadas a que el tiempo de uso del fogón (cocción de alimentos/día) no diferenció cuándo se realizó el análisis por familias, es decir, una familia compuesta por un individuo gasta el mismo tiempo para preparar sus alimentos con relación a familias con más integrantes. También se debe buscar tecnificar las cocinas con nuevas tecnologías, para aumentar la eficiencia de los fogones.

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art 9Artículo de revisión / Review article / Artigo de revisão


Landfill mining as an alternative for solid waste management

Mineração de aterros sanitários como alternativa de gestão para resíduos sólidos

Carlos Alberto Severiche Sierra**, Rosa Leonor Acevedo Barrios***, José Del Carmen Jaimes Morales****

* Artículo derivado del proyecto de investigación ¨Minería de rellenos sanitarios como alternativa de gestión para residuos sólidos en Bolívar, Norte de Colombia¨, realizada en el Departamento de Bolívar, durante el segundo semestre del año 2013. **Químico, especialista en Ingeniería Sanitaria y Ambiental, magíster en Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente. Docente Universidad de Cartagena, Docente Universidad Tecnológica de Bolívar. Cartagena de Indias, Colombia. Autor para correspondencia: [email protected] *** Bióloga, magíster en Microbiología. Docente de tiempo completo de la Facultad de Ciencias Básicas de la Universidad Tecnológica de Bolívar. Cartagena de Indias, Colombia. Correo electrónico: [email protected] ****Licenciado en Biología y Química, Ingeniero de Alimentos, especialista en Ciencia y Tecnología de Alimentos, magíster en Ingeniería Química, magíster en Ciencia y Tecnología de Alimentos. Docente Universidad de Cartagena, Cartagena de Indias-Colombia. [email protected]

Artículo recibido 28/02/2014; Artículo aprobado: 16/06/2014

Minería de rellenos sanitarios como alternativa de gestión para residuos sólidos*

RESUMEN

El tema de los residuos sólidos constituye una de las mayores preocupaciones de las socieda-des contemporáneas y un desafío mundial para la gestión ambiental. La disposición de estos en rellenos sanitarios, aunque resuelve un problema inmediato, no es la solución definitiva, ya que crea una nueva complicación y es la ocupación de terrenos que disminuye el área de uso de un territorio, además de la emisión de gases con impactos negativos en la atmósfera y el aumento del riesgo de contaminación de fuentes de agua, subterráneas y superficiales. En este estudio se hace una revisión de tema, teniendo como referencia la minería de rellenos sanitarios, su proceso tecnológico e impacto económico, y su aplicación como herramienta de gestión.

Palabras clave: aprovechamiento, contaminación, desechos, gestión ambiental.

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AbStRAct

Solid waste is one of the main worries in contemporary societies, and it is a global challenge for environmental management. Its disposal in landfills, even though solving an immediate issue, is not a definite solution because it creates a new complication: the occupation of terrains, thus reducing the useful area of territories, plus the gas emission that negatively affects the atmosphere and increases the contamination risks for surface and un-derground water sources. This study revises the issue, taking landfill mining as a reference with its technological process, its economic impact ad its applicability as a management tool.

Key words: use, contamination, waste, environmental management.

RESUMo

O tema dos resíduos sólidos constitui uma das maiores preocupações das sociedades contemporâneas e um de-safio mundial para a gestão ambiental. A disposição destes em aterros sanitários, ainda que resolve um problema imediato, não é a solução definitiva, já que cria uma nova complicação e é a ocupação de terrenos que diminui a área de uso de um território, além da emissão de gases com impactos negativos na atmosfera e o aumento do risco de contaminação de fontes de água, subterrâneas e superficiais. Neste estudo se faz uma revisão de tema, tendo como referência a mineração de aterros sanitários, seu processo tecnológico e impacto econômico, e sua aplicação como ferramenta de gestão.

Palavras importantes: aproveitamento, contaminação, refugos, gestão ambiental.

INtRoDUccIÓNLa sociedad humana siempre ha generado desechos como resultado de los procesos de producción y consumo para satisfacer sus necesidades. Tarde o temprano los recursos naturales extraídos de bosques, minas, pozos, mantos acuíferos y la tierra misma se convierten en basura, desperdicios, o de-sechos (Castillo, 2005; Pajaro y Olivero, 2011; Severiche y Acevedo, 2013; Acevedo y Severiche, 2013).

Cuando la población era pequeña y errante, los desechos se descomponían de manera natural por-que se trataba en gran medida de material orgánico; con el surgimiento de la agricultura, hace unos 10000 años, se crearon asentamientos permanentes, aumento de la densidad demográfica y con ella la generación de desperdicios, cuyo manejo representa un problema básicamente urbano (Van Hoof y Herrera 2007; Sánchez et al., 2009; Álvarez y Pérez, 2012). En muchas ciudades los desperdicios simplemente se dejaban en el suelo de las casas o se arrojaban a la calle, con lo cual subía el nivel de esta; en la actualidad, por ejemplo, la ciudad inglesa de Bath se encuentra de tres a seis metros más arriba que en tiempos del imperio romano. En la isla de Manhattan, Nueva York, el nivel de la calle es hoy cuatro metros más alto que en el siglo XII (Santiago, 2008; Troitiño, 2009).

Sin embargo, en otras ciudades se adoptaron prácticas distintas. Durante el fortalecimiento de la ci-vilización minoica en Creta, en los años 3000-1000 a. C, los desechos se colocaban en grandes hoyos y se cubrían con tierra a intervalos. Así pues, la idea de un relleno sanitario no es novedosa (Sánchez et al., 2009; Troitiño, 2009).

En el siglo V a. C., la ciudad India de Mohenjo Dahro tenía ya un eficaz sistema de drenaje y reco-lección de basura; cada hogar contaba con recipientes especiales para su almacenamiento temporal (Arvizu y Huacuz, 2003; Venegas y Rojas, 2009; Lozano, 2010).

El incremento de la población eleva la demanda de empleo y vivienda, y de una multitud de bienes y servicios. De 1985 al año 2000, los países en desarrollo aumentaron cerca del 65 % su capacidad para

Producción + Limpia - Enero - Junio de 2014. Vol.9, No.1 - C. A. Severiche Sierra et al - 115•123

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construir y administrar los distintos tipos de infraestructura urbana, como transporte, saneamiento, servicios públicos, escuelas y hospitales, con el aumento correlativo de desechos o basura. El manejo de los desechos sólidos es, en suma, uno de los grandes problemas generados por el crecimiento demográfico, el desarrollo económico y la urbanización (Allende, 2001; Rulkens, 2007; Martínez y Montoya, 2013; Singh et al., 2014).

El manejo de residuos sólidos es una grave problemática en Latinoamérica, donde las ciudades y ha-bitantes se ven cada vez más afectados; por tal razón, países como Chile y Brasil preocupados por el cuidado del medio ambiente han desarrollado proyectos exitosos (Acero, 2012).

En Colombia, se evidencia que el problema de los rellenos sanitarios es notorio en las principales ciudades, y la falencia se encuentra en todo lo relacionado con la minería de rellenos sanitarios, lo cual permite el aprovechamiento de los residuos sólidos depositados en estos espacios y que incluye el tratamiento de lixiviados con el diseño de un tratamiento para lograr su mitigación y aprovecha-miento (Severiche y Acevedo, 2013).

El problema radica en los métodos de tratamiento y procesamiento de los residuos, pues una vez recolectados pueden ser asignados a diversos procesos de transformación, incluyendo reciclaje, apro-vechamiento energético, elaboración de compostaje, producción de biogás, formulación de combus-tibles alternos, lo que sin duda repercutirá en beneficios sanitarios, ambientales, sociales, económicos y, por supuesto, culturales (Caicedo y Molina, 2004; Noguera y Olivero, 2010).

En Colombia, la política para la gestión de residuos sólidos tiene su fundamento en la Constitución Política de 1991, la Ley 99 de 1993 y la Ley 142 de 1994 reglamentada en el Decreto 1713 de 2002, y el Decreto 2820 de 2010; dicha política ha servido para establecer el marco normativo corres-pondiente a la estructuración de una metodología para el diseño de planes de manejo de residuos sólidos; sin embargo, más que normativa, el país necesita revisar las experiencias exitosas de naciones desarrolladas, tomar conciencia y propiciar técnicas con el uso de tecnologías apropiadas, para llevar a cabo un adecuado aprovechamiento de los residuos sólidos y, específicamente, de aquellos deposi-tados en los rellenos sanitarios (Novelo, 2002; Rojas y Mendoza, 2012).

En este artículo se hace una revisión de tema, teniendo como referencia la minería de rellenos sani-tarios, su proceso tecnológico e impacto económico, su aplicación como herramienta de gestión y la producción de biogás.

MINERÍA DE RELLENoS SANItARIoSLa minería de rellenos sanitarios fue descrita por primera vez en 1953 en un artículo que documenta los procesos utilizados en el relleno sanitario operado por la ciudad de Tel Aviv, Israel. El objetivo primario fue la excavación de los residuos para la recuperación de un área donde se encontraba construido el relleno sanitario (Malik & Bharti, 2009; Frändegård et al., 2013; Quaghebeur et al., 2013; Masi et al., 2014);

Actualmente, aún se carece de información sistemática sobre proyectos o experiencias en el tema; a continuación se comentan algunos de los más conocidos.

El primero de ellos sucede en Tel Aviv, en el año de 1953, donde por mal diseño del relleno sanitario se motivó la explotación de residuos sólidos para la recuperación del suelo (Malik & Bharti, 2009; Bosmans et al., 2013; Van Passel et al., 2013; Raga & Cossu, 2014). En 1989, se encuentra una expe-riencia en la India, donde se realizó un estudio piloto para el compostaje. Posteriormente, en los años de 1990 a 1995, diversas zonas de EE. UU., como Nueva York, Florida y Connecticut, se centraron en el uso de la minería para la recuperación de vertederos, evitar la contaminación de aguas subterrá-


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neas, la recuperación de suelo y el uso de vertedores para generar energía (Krook & Baas, 2013). En Europa, el primer país en entrar en esta tendencia fue Alemania, con el fin de fomentar el reciclaje y la recuperación de los vertederos en el año de 1994; este país es una potencia en digestores que se sostienen gracias a que la energía que se produce por ellos se paga por KWH producido. Otras experiencias de Europa han estado en los Países Bajos (Jain et al., 2013; Cyrs, 2014).

La minería de rellenos sanitarios tiene como propósito la recuperación de especies de valor comercial, material reciclable, metales, plásticos (Ersoy et al., 2013; Niskaen et al., 2013; Butt et al., 2014; Camba et al., 2014), además del aprovechamiento de gases generados para producir energía. Su fin es reducir la huella ecológica de forma significativa (Hrad et al., 2013; Rees et al., 2013; Kumar & Sharma, 2014).

Dentro de los aspectos metodológicos más relevantes de la minería de rellenos sanitarios se encuentra:

• Excavación de residuos: Es una técnica que consiste en la excavación de suelo hasta una línea base contaminada para posteriormente hacer una selección selectiva de residuos reutilizables y así descontaminar el suelo (Gupta et al., 2014).

• Procesamiento y clasificación de los productos recuperados: En esta etapa los residuos se selec-cionan, se buscan los que se pueden reutilizar, como metales, plásticos, otros, para posteriormente re-disponer los que no sirven (Tom et al., 2013).

• Redisposición de los residuos no utilizados: En esta fase de redisposición se busca que con aque-llos elementos orgánicos utilizables, se haga una fase de compostaje que genere unas reacciones químicas que permitan la producción de energía (Arthur & Brew, 2010; Bosmans et al., 2014). En este proceso, es necesario tener en cuenta que hay factores que afectan la descomposición de los residuos y que, por lo tanto, inciden en el aprovechamiento que de ellos pueda hacerse; inicialmen-te, las condiciones climáticas y meteorológicas del lugar: temperatura, velocidad del viento, hume-dad relativa, precipitación pluvial, entre los principales; además, las propiedades físico-químicas de los residuos dispuestos, en términos de contenido de humedad, la capacidad de descomposición y el calor de reacción de los distintos procesos de reacción; la tecnología aplicada en la disposición final influye en las condiciones ambientales prevalecientes a través de la altura de las celdas, la tec-nología de compactación, el tipo de cubierta y el perfil total del relleno (Caicedo y Molina, 2004).

Por último, la edad del relleno; se ha comprobado que la capacidad de reacción de los componentes químicos presentes en el relleno es mucho más rápida cuando el relleno es de reciente creación; en la medida que pasa el tiempo, dicha capacidad se torna mucho más lenta (Kaartinen et al., 2013).

IMPActo EcoNÓMIco DE LA MINERÍA DE RELLENoS SANItARIoSAl analizar los impactos económicos que puede generar la minería en los rellenos sanitarios se en-cuentra que, en primera instancia, se rehabilita el terreno donde se encuentra el vertedero, generando impacto positivo y ahorro de costos; además, las zonas productivas rurales no se verán afectadas por la creación de un nuevo relleno sanitario (Oñate, 2014).

Además de esto, se evitan los costos de cierres del vertedero, ya que por legislación no es solo cerrar y se soluciona el problema, sino que se debe cumplir una normativa vigente, un plan de clausura del cierre que incluye obras de infraestructura como canales, caminos internos, inversión de maquinaria y la redisposición de residuos. Si se hace una explotación minera de los rellenos se evitarían todos estos costos (Calvallucci, 2009). Así, se evita la construcción de nuevos rellenos y el empleo de terre-nos que podrían ser útiles para la agricultura o la ganadería; de allí la importancia de la minería en los rellenos sanitarios (Lopez et al., 2005; Hettiaratchi et al., 2014). De otra parte, una oportunidad de la utilización de la basura para generar energía es la comercialización de los bonos de carbono que se


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otorgan por la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (bióxido de carbono, meta-no, óxido nitroso, entre otros). Esto se originó en la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático en diciembre de 1997, bajo los términos del Protocolo de Kyoto (Varela, 2013).

PRoDUccIÓN DE bIoGÁS A PARtIR DE LA EXPLotAcIÓN DE RELLE-NoS SANItARIoS Tradicionalmente, las fuentes generadoras de energía se han fundamentado en recursos no reno-vables, como el petróleo, el carbón y el gas natural; la demanda en este sentido es creciente y los recursos cada vez más limitados. El abuso en la utilización de estos elementos para obtener energía ha ocasionado serios impactos ambientales, lo que ha llevado a reflexionar sobre el uso eficiente de energía y la generación de energías limpias (Varela, 2013).

En este sentido, la energía renovable, de acuerdo con su origen, puede ser: solar, eólica, biomasa, geotérmica e hidráulica. El biogás es considerado un producto resultante de la descomposición de los residuos orgánicos y, por lo tanto, puede clasificarse como parte integrante de la biomasa (Calvallucci, 2009; Tejada et al., 2010).

El biogás es una mezcla de diferentes gases producidos por la descomposición anaeróbica de materia or-gánica, como el estiércol y las basuras orgánicas. La composición química del biogás (tabla 1) indica que el componente más abundante es el metano (CH4); este es el primer hidrocarburo de la serie de los alcanos y un gas de efecto invernadero. La mezcla de CH4 con el aire es combustible y arde con llama azul.

tabla 1. composicion quimica del biogás

coMPoNENtE FÓRMULA PoRcENtAJE

Metano CH4 40-70

Dióxido de carbono CO2 30-60

Hidrógeno H2 0,1

Nitrógeno N2 0,5

Monóxido de carbono CO 0,1

Oxígeno O2 0,1

Sulfuro de hidrógeno H2S 0,1

Fuente: Cepero et al., 2012

El biogás, producto gaseoso contaminante de los rellenos sanitarios, es utilizado como fuente de ener-gía, y en este sentido, pueden aprovecharse los bonos de carbono que se reciben por la reducción de las emisiones de metano y bióxido de carbono, principales gases de efecto invernadero, causantes del calentamiento global de la tierra (Oñate, 2014).

Las reacciones canalizadas que permiten la generación de energía son llamadas digestores; en Nepal y Dinamarca se han formulado experiencias exitosas en este tipo de proyecto y se encuentra que son sostenibles. Estas reacciones son de tipo físico, químico y biológico. Dentro de los cambios físicos se ha documentado la compactación de los residuos, la proliferación de gases dentro y fuera del relleno, que genera gases y lixiviados; las reacciones químicas provocan la disolución de masa y evaporación


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de líquidos. Por último, las reacciones biológicas son fundamentales porque en ellas intervienen micror-ganismos que permiten la descomposición de los residuos, y cuando estos cumplen su ciclo de descom-posición generan dióxido de carbono y metano (Arvizu & Huacuz, 2003; Calvallucci, 2009; Sanchez et al., 2009). A partir de estos procesos fisicoquímicos y biológicos, se establece la producción de biogás.

Además de lo expuesto, los beneficios de la producción de biogás, más allá de reducción de emisión de gas con efecto invernadero, incluyen el potencial para la mejora de la calidad de aire local a través de la destrucción de hidrocarburos aromáticos polinucleares (HAPS) y compuestos orgánicos voláti-les (VOCs) por medio de la combustión (Zapata et al., 2013; Masi et al., 2014).

Es de aclarar que los rellenos sanitarios poseen dos fases: una operativa y otra de clausura; dentro de la fase operativa se genera más metano y se produce el biogás; posteriormente, cuando el relleno sanitario se clausura, puede seguir generando biogás pero en menor proporción (Varela, 2013; Raga & Cossu, 2014). Es importante destacar que el biogás por sí solo genera contaminación, pero con un sistema de digestores este biogás se puede usar para la generación de energía eléctrica, por sus características térmicas.

coNcLUSIoNESDe acuerdo con los resultados mostrados, se puede concluir que:

• En algunos países desarrollados ya se avanza en la construcción de digestores que aplican el prin-cipio básico de la minería en rellenos sanitarios.

• El impacto económico de la minería se refleja en que se evitan costos de construcción de nuevo rellenos, se evita el uso de más suelo para la disposición de residuos y se pueden generar ingresos con la comercialización de los bonos de carbono, entre otros.

• La explotación de la minería de rellenos sanitarios es una tecnología en desarrollo y aún faltan experiencias y estudios serios que permitan llegar a conclusiones definitivas.

• La tecnología de minería de rellenos sanitarios permite la recuperación de capacidad de rellenos abandonados y evita la utilización de terrenos adicionales que pueden ser utilizados para usos agrícolas, vivienda o pulmones verdes; la recuperación de gases, como el metano, permite la dispo-sición de energía no proveniente de combustibles fósiles.

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En la búsqueda de un modelo bioético para la experimentación con animales:

elementos para su fundamentación*

Searching for a boiethical model for experiments with animals: elements for its foundation

Na busca de um modelo bioético para a experimentação com animais: elementos para sua fundamentação

Luis Fernando Garcés Giraldo**

* Artículo de reflexión derivado de investigación de la Tesis del Doctorado en Filosofía “Bioética en la experimentación con animales a partir de la ética de Aristóteles. Una reflexión filosófica para el cuidado de lo otro” de Luis Fernando Garcés Giraldo, Universidad Pontificia Bolivariana, e-mail: [email protected] ** DSc., actualmente estudiante del doctorado en Filosofía de la Universidad Pontificia Bolivariana, Medellín, Colombia. Vicerrector de Investigación en la Corporación Universitaria Lasallista de Caldas, Antioquia, Colombia.


art 10 Artículos de Reflexión / Reflection Article / Artigo Reflexão


ReSumeN

Se requiere de discusiones académicas y científicas para dar elementos que funda-menten un modelo bioético para la experimentación con animales, partiendo del análisis de los modelos existentes y que ayude a los científicos que hacen uso de los animales en la ciencia a perfeccionar los actos que sean adecuados, rectos, valederos, que lo conduzcan al buen ejercicio de su profesión y que lo ayuden a tener la reso-lución y la voluntad necesaria para deliberar sobre las cosas buenas. Se presentan en esta reflexión los pro y los contra de que este modelo bioético sea fundamentado con el personalismo ontológico y las virtudes aristotélicas. Este modelo bioético se propone como una guía que necesita de la virtud, del bien de la persona humana, para hacer una correcta utilización de la razón práctica y, en consecuencia, la perfección de los actos para los científicos que experimentan con animales.

Palabras clave: bioética, modelos bioéticos, experimentación con animales, virtud.

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AbStRAct

Academic and scientific discussions are required to provide elements in order to build the founda-tions for a bioethical model applicable to experiments with animals, taking as a base the analysis of the existing models and aiming to help the scientists who use animals in science to improve the adequate acts, which must be right and valid, thus having a good practice of their profession and the necessary wilingness to deliberate about the right things. This reflection introduces the pros and cons of basing this model on the ontological personalism and on the Aristotelian virtues. This bioethical model is proposed as a guide that requires virtue and human kindness to correctly use the practical reason and, consequently, the perfection of the actions performed by scientists experimenting with animals.

Key words: bioethical models, experiments with animals, virtue.

ReSumo

Requer-se de discussões acadêmicas e cientistas para dar elementos que fundamentem um modelo bioético para a experimentação com animais, partindo da análise dos modelos existentes e que ajude aos cientistas que fazem uso dos animais na ciência a aperfeiçoar os atos que sejam adequados, retos válidos, que o conduzam ao bom exercício de sua profissão e que o ajudem a ter a resolução e a vontade necessária para deliberar sobre as coisas boas. Apresentam-se nesta reflexão os pró e os contra de que este modelo bioético seja fundamentado com o personalismo ontológico e as virtudes aristotélicas. Este modelo bioético se propõe como uma guia que precisa da virtude, do bem da pes-soa humana, para fazer uma correta utilização da razão prática e, em consequência, a perfeição dos atos para os cientistas que experimentam com animais.

Palavras importantes: bioética, modelos bioéticos, experimentação com animais, virtude.

INtRoDuccIÓNLos cambios sociales, políticos, culturales y económicos han llevado a que el estudio de la ética, y en especial el de la bioética, sea de relevancia para la actualidad. La bioética debe liderar la reflexión de nuevos principios y valores de acuerdo con las problemáticas que amenazan la vida de los seres vivos en el planeta. La bioética, de acuerdo con Potter, es el puente entre dos culturas: la cultura científica –representada por la biología– y las humanidades –encarnadas en la ética–. Del diálogo entre ambas saldrían el conocimiento prudente para manejar el conocimiento científico, y la sabiduría para cuidar de la vida y del planeta Tierra (Llano, 2008, 8).

Es así como se puede afirmar que la bioética es una disciplina en constante evolución. Abarca no solo las implicaciones de la tecnociencia en el campo de la salud, sino también en lo social y lo ambiental. Asimismo, se constituye en uno de los referentes éticos para la reflexión bioética de las situaciones que afectan la vida y la dignidad de la persona, sus derechos y su medioambiente social, cultural y natural (Prieto, 2007, 21). Márquez (2011, 483) se refiere al carácter multidisciplinario de la bioética:

[…] por su propia naturaleza, la bioética echa mano de numerosos disciplinas, a veces disímiles, pero que encuentran el punto de unión precisamente en esta multidisciplina. En primer término, implica el estudio de la filosofía, particularmente de la ética, a fin de contar con los elementos ne-cesarios para analizar la conducta humana en casos específicos, siempre en función de principios


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éticos y códigos morales. En segundo término, suele ligarse a la bioética con las disciplinas de la salud […] se integra con el derecho como rama del conocimiento que debe normar la conducta del hombre en sociedad.

La bioética es, por tanto, multidisciplinaria: crea consensos entre diferentes disciplinas, acorta dis-tancias entre los valores morales y la aplicación de nuevas técnicas, crea un único lenguaje entre la medicina, la biología, el derecho, la psicología y la filosofía (López, 2008, 56). La bioética es una disci-plina que se ocupa de la ética de las ciencias de la vida, entre ellas de la ética clínica, la ecología y el medioambiente; es en el tema de la salud donde ha tenido su mayor incidencia, ya que fue allí donde se dio origen a ella. Díaz (2009, 26) afirma que “[…] sin lugar a dudas la bioética, en su papel dinamiza-dor de las discusiones éticas en la práctica médica actual, está relacionada de manera directa con los procesos de medicalización y biopolítica”. Es por esto que el nacimiento de la bioética se encuentra ligado a conflictos institucionales o de poder.

Así, la bioética tiene implicaciones políticas, pero son ámbitos distintos –el de la reflexión y delibe-ración de una ética práctica, y el de la política referente a la vida humana y la salud– que no deben confundirse (Kottow, 2005, 117). La bioética debe abordar los dilemas éticos de justicia, mostrar y denunciar los problemas, y sugerir posibles soluciones justas, basadas en el respeto al ser humano y su dignidad, también como ser social (León, 2008, 3). El compromiso individual de aplicar la ética de la salud para lograr una calidad de vida que aporte a un desarrollo humano integral y armónico implica concepciones claras sobre lo que es la bioética, como la reflexión sobre el accionar cotidiano perso-nal para proteger la vida, no solo la humana sino la de otras especies de la naturaleza que configuran el nicho nutricio que la sustenta (Franco, 2009a, 77).

La bioética se debe preocupar por la exaltación de la vida humana y de la vida en general. Para Maldona-do (2006, 90): “[…] la verdad es que las eventuales consideraciones sobre la vida humana en el planeta, siempre, en Occidente, tuvieron lugar a expensas de la vida en general de la naturaleza y de la biota en general. Esas consideraciones condujeron finalmente al conjunto de problemas medioambientales que conocemos suficiente, pero ante los cuales no parece haber una acción eficaz, a largo plazo y de gran escala”. Se debe entonces tener claridad frente a la interdependencia de la vida humana con su desarro-llo humano, social y natural. Si, como lo hemos discutido, la bioética es la ética del cuidado de la vida, es importante y relevante que cuidemos de la vida humana y de la de otros seres vivos.

Gracia propone que las características básicas que debe tener una bioética, para que pueda responder a solucionar los problemas éticos, son las siguientes: 1) Ética civil, debe ser secular y no religiosa, debe tener acuerdos sobre los mínimos aceptables por y exigibles a todos, el acuerdo será racional y no creencial. La bioética ha de ser una moral civil o secular; 2) Ética pluralista, que acepte la diversidad de enfoques y posturas e intente conjugarlos en unidad superior; una acción es inmoral cuando no resulta universalizable al conjunto de todos los hombres, es decir, cuando el beneficio se consigue mediante el perjuicio de otros. Debe reinar el interés común, el bien común. 3) Ética autónoma, con-siderar que el criterio moral no puede ser otro que el propio ser humano; es la razón humana la que se constituye en norma de moralidad. 4) Ética racional, la bioética tiene que ser racional; la racionalidad humana tiene un carácter abierto y progrediente, con un momento a priori o principalista y otro a posteriori o consecuencialista. 5) Más allá del convencionalismo, debe ser universal e ir más allá de los convencionalismos morales1. La razón ética y la científica deben establecer leyes universales y abiertas

1 Para Gracia (2004a, 20): “Todos los sistemas bioéticos intentan cumplir con las cinco condiciones. A pesar de lo cual, son entre sí muy diferentes. Ello se debe a la diversidad de tradiciones filosóficas y éticas en que se fundan. En este punto es cada vez más sensible la divergencia entre el mundo europeo y el anglosajón. Al menos desde el siglo XVII, la filosofía anglosajona ha tendido al empirismo, a la vez que la europea continental ha sido proclive al racionalismo. Esto tiene importantes consecuencias morales. Las filosofías empiristas suelen ser emotivistas (de ahí la importancia que conceden al principio de autonomía) y consecuencialistas (de donde su atención preferencial al principio de beneficencia). Por el contrario, los filósofos de la Europa continental tienden a ser racionalistas (creen posible establecer principios absolutos, que obliguen moralmente con independencia de la voluntad empírica de los sujetos) y deontologistas (de ahí la importancia que en su tradición tiene la justicia como principio absoluto, previo a cualquier otra consideración moral. Como resultado de esto, las éticas anglosajonas suelen ser utilitaristas, en tanto que las centroeuropeas no”.

Producción + Limpia - Enero - Junio de 2014. Vol.9, No.1 - L. F. Garcés Giraldo - 124•140

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2 Llano (citado en Riso, 2005, 186) “[…] sostiene que las funciones de un bioeticista son: 1. Identificar el/los problemas éticos en el problema general, separarlos y presentarlos, uno por uno, para su valoración; 2. Enseñar a valorar éticamente un problema cualquiera, teniendo como punto de referencia una escala de valores aceptada por todos. En nuestro caso, podemos contar con la dignidad de la persona humana como valor fundamental que jerarquiza la escala de valores. De este valor fundamental se deriva una serie de valores, no importa cuántos, los que se necesiten para la defensa y desarrollo de dicho valor; 3. Propiciar diálogo verdaderamente interdisciplinario y 4. Facilitar un consenso de valoración”. Barbero sugiere (citado en Riso, 2005, 187) en una línea similar pero destacando el papel del solucionador de problemas, que el bioeticista debe asumir las siguientes funciones: “1. Ayudar a explicar la ética subyacente en nuestro modo de obrar; 2. Ejercitar función crítica que invite al diálogo y posteriormente a la propuesta de soluciones; 3. Intentar desentrañar la realidad desde dentro, desde lo que es, más lo que debe ser, para luego cambiarla y 4. Desvelar la realidad para conocerla, y conocerla para modificarla”.

a una continua revisión (Gracia, 2004a, 18-19). También Salmerón (2006, 22) nos relaciona algunas condiciones mínimas que pueden exigirse a cualquier filosofía moral:

1) Una coherencia lógica interna entre los distintos postulados de nuestras doctrinas comprensivas; 2) una compatibilidad irrestricta entre nuestros juicios y el saber científico y técnico disponible acerca de la naturaleza humana y de las instituciones sociales; 3) una capacidad explícita de dar cuenta de có-digos sociales y morales que sea viable; 4) una disposición irrenunciable para re-evaluar los conceptos y los principios morales que sostenemos, con la mira puesta siempre en las necesidades básicas y las aspiraciones legítimas de las personas en situaciones sociales concretas y en atención a la irrenuncia-ble tarea de disminuir la injusticia social, las conductas y políticas que la sostienen o la agudizan.

La bioética en muy poco tiempo se ha encargado de generar una reflexión sobre la aplicación de los principios de la ética en una materia muy concreta; además, exige internamente la adopción de una perspectiva multidisciplinaria a la hora de afrontar sus problemas específicos; esta concreción no la hace una ciencia diversa ya que se trata de acciones humanas; la interdisciplinariedad la haría ver como una ampliación de la deliberación que ha de preceder a toda decisión ética aceptable, que corresponde examinar a la ética (González, 2002). García, Delgado y Rodríguez (2009, 880) explican tres implicaciones para el desarrollo de una bioética y la aplicación del conocimiento generado:

1) La necesidad de humildad cognoscitiva por parte de quienes practican las ciencias y se asumen por lo tanto como científicos; 2) La urgente necesidad de sobrepasar las fronteras de la disciplina e ir más allá. Esto es, pensar y actuar de manera inter y multidisciplinaria, así como reconocer explícitamente, la importancia del papel jugado por el sujeto que investiga, como persona real que se desenvuelve en un contexto social específico, y pertenece a comunidades sociales concretas; y 3) Reconocer en su justa dimensión, la importancia de la ética, a fin de afrontar en todas sus consecuencias, los complejos dilemas de nuestros días.

Por tanto, la figura del bioeticista2 pretende facilitar los acuerdos en el ámbito profesional, al margen de las diferencias que existan entre lo político, lo religioso y lo ideológico (López, 2008, 53). El modo de presentarse la bioética ante la sociedad es mediante la deliberación depurada de vicios y distor-siones, buscando la manera de desarrollar la prudencia o razonamiento práctico, el cual es su propio campo de acción. Las aplicaciones tecnocientíficas comprometen la vida en el planeta. En la práctica profesional cotidiana se vive ese conflicto y se cae en la cuenta del vaciamiento finalista propiciado por la escisión de la téchne (Llopis, 2003, 226).

¿CUÁL MODELO BIOÉTICO PARA LA EXPERIMENTACIÓN CON ANI-MALES?Existen diferentes modelos bioéticos que se fundamentan en algunos pensamientos, ideologías o enfoques de la ética y la filosofía. Estos modelos parten de una concepción de la racionalidad humana y, en consecuencia, defienden un modo distinto de hacer y justificar los juicios éticos; las posturas


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dependen en gran medida de las bases conceptuales desde las que se aborden estos modelos, que han pasado por tres fases: objetiva, subjetiva e intersubjetiva3 (Gracia, 2004a, 116). Entre los principales modelos analizados en esta investigación se tienen: modelo sociobiológico o bioética evolucionista, modelo subjetivista o liberal radical, consecuencialismo bioético, principialismo o ética de principios, modelo pragmático utilitarista, modelo personalista con fundamentación ontológica y la ética de las virtudes. A continuación se describe una breve fundamentación de cada uno de ellos

tabla 1. modelos bioéticos más representativos

MODELO FuNDAmeNtAcIÓN

Sociobiológico o bioética evolucio-nista

En este modelo la vida y la sociedad están sujetas a la evolución biológica y sociológica, y los valores morales deben modificarse de modo evolutivo. El único valor ético es el que permite mantener el equilibrio evolutivo del ecosistema; todo lo que esté a favor de este progreso está bien, y lo que lo comprometa está mal (León, 1195, 110).Este modelo, al propugnar una ética basada en el evolucionismo, lleva a considerar como éti-camente correcto cuanto favorece biológicamente la evolución de la especie; por tanto, el in-dividuo puede ser sacrificado para el beneficio del conjunto biológico; el ethos de lo sociedad es un problema de genética y un producto de selección natural. Para esta teoría, en el cosmos existen muchas formas de vida que están en evolución, y una de ellas es la vida humana (De Santiago, 2004, 24). De esta manera afirma Arango, refiriéndose al modelo socio-biologista:

En este modelo, la vida es algo descriptivo, es un fenómeno social y biológico. La so-ciedad en su evolución produce y cambia valores y normas, que son funcionales para su desarrollo, de la misma manera que hay una evolución biológica, la sociedad debe cambiar y los valores morales evolucionan y cambian. El ‘deber ser’ es producto de la evolución de la especie. […] da por sentado el evolucionismo y lo que es el ser humano, su valor se reduce a lo que se piense de él en ese momento (reduccio-nismo del hombre a un momento historicista y naturalista). […] la biología puede desvelar por completo los misterios de la vida humana.

Subjetivista o libe-ral radical

La propuesta principal del subjetivismo moral es que la ética no se puede fundamentar ni en los hechos ni en los valores objetivos y trascendentes, sino solo en la opción autónoma del sujeto. Es un modelo no cognitivista, o sea, que argumenta la imposibilidad de conocer los valores. Prima ante todo el principio de autonomía individual, y su límite es la libertad de terceros (obviamente el que puede valerse de ella). Se busca la liberalización de la sociedad a través de cambios introducidos en las normas que rigen las relaciones sociales a través del derecho (Viladomiu, 2010, 19).

La referencia del juicio ético es la libertad; es lícito lo que es libremente querido, libremente aceptado y no daña la libertad de los demás (León, 1995, 108). Este modelo se sustenta en el valor de la autonomía del individuo; tomando en cuenta la diferencia que hay entre la vida biológica y la vida personal, se recomienda que debe darse una mayor importancia a la deci-sión consciente del sujeto (Ortiz, 2001, 3); al respecto Arango (2011, 15-16) nos indica que:

Para estos pensadores la moral no se puede fundamentar ni en los hechos, ni en los valores objetivos o trascendentales, sino solo en una ‘opción’ autónoma del sujeto. Ellos parten de la imposibilidad de conocer los valores. La libertad es el supremo y último punto de referencia. […] el juicio moral es subjetivo, la verdad ética no puede ser conocida. El subjetivismo no da cuenta a nadie de sus acciones, él crea sus propios valores. Hay que decir que la libertad no puede ser absoluta, nuestra libertad llega hasta donde está la del otro. La libertad no es hacer lo que se quiere, es poder escoger entre dos cosas la mejor, y para poder escoger la mejor es necesario conocer lo que vamos a hacer.

3 García (2011, 37) explica lo siguiente: “Existen tres tipos de racionalidad en la historia del pensamiento occidental: la racionalidad objetiva (típica del pensamiento naturalista griego), la racionalidad subjetiva (que surge con la modernidad y el cogito cartesiano, y que pone a la subjetividad como punto de referencia) y la racionalidad intersubjetiva (que surge a partir de la crisis de la razón acaecida en el siglo XIX y continuada en el XX, y que coincide con la muerte de Hegel)”.


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consecuencialis-mo bioético

Hace referencia a las consecuencias de las acciones humanas. Se hace depender la corrección o incorrección de las acciones humanas única y exclusivamente de sus consecuencias. Sola-mente las consecuencias determinan la rectitud moral de la acción (Contreras, 2008, 2).

No hay acciones buenas o malas en sí mismas. Desde la ética consecuencialista no se puede entender el sentido de un absoluto moral como el de “no matarás a un inocente”. Es un consecualismo marcadamente utilitarista. Lo que debe hacer es aquello cuyas consecuencias derivan una bondad superior a la que se obtendría omitiendo la acción (Contreras, 2008, 2).

Está ligado a la interpretación del juicio moral de un modo meramente emotivista, esto es, que valora algo como bueno o malo solo por la impresión emocional que causa en el sujeto. Esto conduce inevitablemente a un debilitamiento profundo en la capacidad para construir la propia existencia, porque otorga la dirección de la vida al estado de ánimo del momento. Para esta corriente, el fin, es decir, las consecuencias justificarán los medios o acciones que se efectuarán para lograrlo (Contreras, 2008, 2).

Principialismo o ética de principios

Para Ross, en 1930, la vida moral se fundaba sobre varios principios denominados, prima facie, obligatorios. Incluyó en esta lista los principios de beneficencia, no-maleficencia y justicia, considerando la no-maleficencia (no hacer daño) prioritaria sobre el de beneficencia (hacer el bien) (Sánchez 2010, 190). Continúa Sánchez (Ibíd.): “[…] lo anterior en virtud de que los prin-cipios que expresan deberes de obligación perfecta son más vinculantes que los derivados de los deberes de obligación imperfecta; en otras palabras, en la vinculación de obligaciones prima facie no pueden establecerse reglas absolutas, sino solo una vinculación en grado muy alto”.

Beauchamp y Childress adoptaron la terminología prima facie de Ross, pero con un sentido diferente; para estos autores los principios son normas muy generales4, prima facie, vinculan-tes5 e independientes6; estos no asignan criterios de prioridad o rango jerárquico al modo de Ross (Sánchez, 2010, 190). Estos ampliaron los principios prima facie a cuatro; Beauchamp y Childress (citados en Sánchez 2010, 191) nos aclaran que:

A diferencia de Ross, ni priorizamos, ni jerarquizamos nuestros principios, de esta forma evitamos que los principios sean intransigentes convirtiéndose en tiranos. En los conflictos complicados, puede que no exista una única acción correcta, ya que dos o más actos moralmente aceptables han entrado en conflicto y su peso es el mismo en las circunstancias dadas. En estos casos podemos exponer buenas aunque no contundentes razones que justifiquen más de un acto.

Tom L. Beauchamp y James F. Childress escribieron un libro que resultó fundamental para el desarrollo y el futuro de la bioética: Principios de ética biomédica; en este se desarrollaban por primera vez los cuatro principios que han tenido incidencia en el desarrollo de la bioética: autonomía, beneficencia, no-maleficencia y justicia (Gracia, 2004a, 33).

Pragmático utilitarista

Este modelo se basa en la teoría de la praxis y una justificación del utilitarismo social. El entendi-miento humano no puede llegar a alcanzar ninguna verdad de tipo absoluto y no puede definirse una moral válida para todos los tiempos (León, 1995, 109). Para esta teoría, los intereses de todos deben contar por igual, de manera imparcial; el utilitarismo es más bien un hedonismo universalista, porque lo que prescribe es el aumento de la felicidad total (Hoyos, 2007, 111).

Continuación Tabla 1. Modelos bioéticos más representativos

4 Su campo de aplicación es muy amplio y su contenido muy abstracto (Sánchez, 2010, 190).

5 Vinculan siempre a menos que otra obligación moral concurrente tenga más peso en las circunstancias particulares del caso (Sánchez, 2010, 190).

6 Ningún principio está contenido en otro (Sánchez, 2010, 190).


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Pragmático utilitarista

Los utilitaristas valoran, además del aspecto pragmático, el interés por considerar las consecuen-cias de las acciones humanas sobre el ambiente, superan un punto de vista antropocéntrico y valoran los estados de las cosas desde una mirada de las otras especies y de la bioética tomada como un todo (Clotet, 1993, 108). De acuerdo con el pensamiento de Arango (2011,16):

[…] niegan poder conocer una verdad universal, y por tanto una norma válida para todos en un plano moral. Su principal postulado es el máximo placer para el mayor nú-mero de personas. El bien es lo útil, lo práctico, la fácil “la utilidad para mí” es el único criterio ético. El principio de acción es el cálculo de las consecuencias de las acciones con base en la relación costo/beneficio, costo/eficacia. El utilitarismo es una civilización basada en producir y disfrutar; una civilización de las cosas y no de las personas.

El criterio supremo de moralidad es el “principio de utilidad”, también denominado “principio de maximización de la felicidad o del bienestar”. Para determinar lo que es bueno o malo el sujeto moral debe hacer un cálculo de los placeres (preferencias) y dolores (frustraciones), valores y disvalores que su acción causaría: “Haz aquello que aumente la felicidad y reduzca el sufrimien-to”. El paradigma de este modelo es Peter Singer (bioético australiano) (Contreras, 2008, 4).

Para Singer (citado en Contreras, 2008, 5), la persona se define por ser racional y autocons-ciente, y no meramente por ser un ser de la especie homo sapiens. Para el autor, algunos animales no humanos parecen poseer grados de racionalidad y autoconsciencia suficientes para dar lugar a una identidad personal, con sentido de pasado (chimpancés, gorilas y orangu-tanes). De ahí que la vida de un ser personal tenga valor superior a la de otros seres sensibles (Contreras, 2008, 5). Clotet (, 1993, 123), refiriéndose al utilitarismo en los animales, nos dice:

El utilitarismo en su aspecto ético aporta una doble contribución: primeramente, controla el uso indiscriminado de los animales; en segundo lugar, permite la utili-zación de los mismos, colaborando con ellos a la maximización del bienestar de la sociedad, que es su fin primordial y el criterio para la determinación de lo que es correcto.

Personalista con fundamentación ontológica

Considera a la persona humana como valor supremo, como punto de referencia, fin y no medio. Para este modelo, la persona humana es digna porque es más; a partir de este plantea-miento se puede construir una bioética respetuosa de la dignidad humana (León, 1995, 110). García (2011, 5) indica que: “La persona es un sujeto moral y sujeto de derechos y deberes, es un individuo respetado (moralmente) y tutelado (jurídicamente), y es lícito todo lo que no daña a la persona e ilícito todo que le hace daño. La persona es el centro de todas las consi-deraciones bioéticas, valor supremo, punto de referencia, fin y no medio”.

Es un modelo que busca fundamentar la objetividad de los valores y de las normas. La persona es entendida como ente dotado de razón. La tradición personalista hunde sus raíces en la razón del hombre y en el corazón de su libertad: el hombre es persona porque es el único ser en el que la vida se hace capaz de “reflexionar” sobre sí misma, de autodeterminarse; es el único ser viviente que tiene la capacidad de captar y descubrir el sentido de las cosas y de dar sentido a sus expresiones y a su lenguaje consciente (Viladomiu, 2010, 21).Para este modelo la persona es la referencia ética del obrar moral. Serán moralmente rectas aquellas acciones que sean acordes con la dignidad, el bien, la verdad de la persona. Examina la licitud de las intervenciones biomédicas sobre la persona humana a partir de los datos de la ciencia y de una antropología ontológicamente fundamentada. Un autor representativo es Elio Sgreccia (Contreras, 2008, 6). Tomás nos indica que (2003, 243): “Este modelo supone un tipo de reflexión en la que sin suprimir las normas, lo que se pretende es una congruencia con la vida, que no desatiende el elemento esencial de la ética, tal como se plantea en la tradición aristotélica, es decir, la felicidad, el bien”. Arango (2011, 17) nos señala que:



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Personalista con fundamentación ontológica

El personalismo permite fundar los valores y normas de manera objetiva. El hombre es persona porque es el único ser en el que la vida es capaz de reflexionar sobre sí mismo, de autodeterminarse. Es el único viviente capaz de captar y descubrir el sentido de las cosas y de dar sentido a sus expresiones y a su lenguaje consciente. El personalismo considera que el ser humano es un ser personal, único e irrepetible, inviolable y tras-cendente investido de una dignidad propia que lo hace merecedor de todo el respeto.

Es un modelo que puede considerarse válido para resolver las antinomias de los otros mo-delos, puede ser propuesto para diálogo con las teorías éticas (eticas deontológicas, éticas de la virtud, éticas teleológicas, ética de la responsabilidad, el principalismo ético, la bioética teológica) conciliables entre sí, y dar una fundamentación objetiva a los valores y las normas. Existen varios modelos de personalismo (Herrera, 2009, 10): personalismo relacional (Apel, Habermas), personalismo hermenéutico (Gadamer) y personalismo ontológico (Santo Tomás de Aquino, Jacques Maritain, Mounier, Vanni, Rovighi, E. Sgreccia, Ramón Lucas Lucas).

Los principios del modelo bioético personalista, según Bustamante (2006, 137), son:

a) Defensa de la vida física7: “La vida corpórea representa el valor fundamental de la persona misma […]” b) Principio de la libertad y responsabilidad: […] “La libertad debe hacerse cargo de la defensa de la vida propia y de la ajena” […] c) Principio terapéutico o de totalidad: se aplica cuando para salvar la vida del paciente se requiere intervenir quirúrgicamente […] d) Principio de sociabilidad y subsidiaridad8: […] se compromete a todos los componentes de una sociedad a contribuir en la realiza-ción y el bienestar de sus semejantes […]

La ética de las vir-tudes

Es una corriente de pensamiento que se fundamenta en la filosofía clásica, “[…] especialmente en Aristóteles y en su manera de entender al ser humano como ser racional, capaz de descu-brir y adoptar ciertas actitudes que lo sitúan en el horizonte del bien y de la felicidad”; estas actitudes pueden ser aprendidas con esfuerzo y perseverancia, y potencian la bondad moral y la perfección en la vida de los seres humanos (Velasco, 2009, 161).Es un movimiento de recuperación de las virtudes en el pensamiento ético actual. En concreto, elabora una ética de las virtudes. Sostiene que el concepto de virtud es un elemento esencial e ineludible en la vida moral de las personas (Contreras, 2008, 6). Las virtudes son disposiciones habituales que inclinan a la persona a llevar a cabo acciones que la orientan hacia el fin último de la vida humana. No solo hacen buena la acción sino que, más importante, hacen buena a la persona que actúa. La virtud dispone habitualmente a la persona que la posee a la excelencia, tanto en la intención como en la ejecución (Contreras, 2008, 6). Para Díaz (2009,103):

El objetivo de la virtud no es la promoción de la felicidad en cuanto tal. El ideal de las virtudes se distingue, en este punto de vista, del utilitarismo. Una vida virtuosa impli-ca también un cierto ejercicio, una atención a todas las facultades de la persona, una ascesis y capacidad de sacrificio que no siempre son conducentes, de manera direc-ta, a la realización de la felicidad. Una persona virtuosa es una persona que obra en cierto modo, haciendo no solamente lo que es apropiado en diversas circunstancias de la vida, sino haciéndolo en el modo justo, con una adecuada disposición interior.

La ética de la virtud enfatiza la experiencia del hombre como sujeto moral, esto es, la disposi-ción de la persona que actúa y que en el acto manifiesta la propia cualidad moral. Se acentúa más el sujeto que el acto en sí, la obligación o los principios que guían la conducta moral. La ética de la virtud es, por sí sola, insuficiente; se podría caer en el subjetivismo emotivista. Se deben aceptar unos principios fundamentales objetivos con los que conforman la acción humana. De ahí la necesidad de unir la “ética de los principios” con la “ética de las virtudes” (Contreras, 2008, 7).


7 Denominado por Ciccone (50) como: “La vida física es un valor fundamental, condición de cualquier otro valor”.8 Denominado por Ciccone (2006, 51) como: “El respeto a la dignidad de la persona”.


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el paradigma ca-suístico

No se basa en un principio orientador especial; aconseja que las decisiones morales se basen en criterios profesionales (Ortiz, 2001, 4). Se pretende acercar la praxis a la toma de decisio-nes a partir de ciertos casos paradigmáticos; se debe establecer la similitud entre el arquetipo, cuyas conclusiones han sido ampliamente estudiadas y aceptadas, y el caso particular que se pretende resolver (Velasco, 2009, 162).

Para De Santiago (2004, 23), “[…] algunos autores rechazan cualquier intento de elaborar una ética de carácter universal y con pretensiones de valor absoluto, que piensan es irreal. Argumentan que en la ética el procedimiento no debe partir nunca de los principios sino de las situaciones individuales”. El universalismo parte de un falso supuesto: pensar que la razón humana es capaz de llegar a una fundamentación definitiva, o lo que es lo mismo, de fundamen-tar los juicios morales de modo universal y absoluto (Pallas, 2010, 5).

Es un método para buscar una solución a un problema práctico. Subraya la importancia de los casos paradigmáticos. Consiste en aplicar una solución moral ya conocida a una situación nueva. “Esta teoría, siendo positiva y útil en bioética, resulta insuficiente. En algunos lugares se ha abandonado el estudio de los casos de conciencia, como una huida hacia adelante por temor a la casuística. Esta actitud no es un adelanto. Quizá, como dice el dicho popular, hemos tirado al niño junto con el agua en la bañera” (Contreras, 2008, 7).

De los modelos bioéticos expuestos en la Tabla 1, se pueden encontrar semejanzas entre algunos de ellos en lo que se refiere a la reflexión bioética concreta, y los límites existentes entre ellos, a veces, no son tan claros. Las consecuencias en la aplicación de los modelos son muy desiguales y también la jerarquía de valores a la hora de evaluar las cuestiones debatidas en bioética (León, 2008, 108).

La bioética denominada de “principios”, está ligada a la bioética anglosajona, que también se ha de-nominado bioética procedimental; en oposición al principialismo, se originan las corrientes perso-nalistas9 que en su mayoría nacieron en Europa. Para Lukac (2010, 184) existen diferencias entre las corrientes personalistas: “[…] solo el personalismo ontológicamente fundado puede dar respuesta, desde una ‘cultura de la vida’ a las cuestiones bioéticas más comprometidas”. De otro lado, si revi-samos la virtud, esta es capaz de descubrir nuevos posibles cursos de acción, que la norma no hace (Requena, 2005, 197). Es necesario aclarar que para Aristóteles hacer el bien solo es posible con la recta razón; esta búsqueda no parte de principios sino de la actividad; es por esto que no se puede identificar con plenitud el bien del hombre, sin hacer referencia previa a las virtudes; estas son medios para lograr una vida buena.

En los modelos bioéticos estudiados, se tiene la intuición de unir dos de ellos que se complementan entre sí, como son la bioética personalista ontológica y la ética de la virtud; cada uno de ellos por sí solos no podrían tener un fundamento suficiente para el análisis de los actos bioéticos de los pro-fesionales de las ciencias animales. En efecto, desde el personalismo ontológico, todo miembro de la especie humana tiene la categoría de persona, por tanto es un sujeto moral y jurídico de derechos y de deberes; por ende, el ser humano debe ser respetado y protegido. Se responde desde este modelo, por las cuestiones bioéticas con un mayor compromiso por cuanto sus principios nos dan directrices


9 Para León (2011, 25): “Podemos reunir en esta corriente todos los esfuerzos que se han hecho para evitar el utilitarismo y el deontologismo, sin volver por ello exclusivamente a la escuela ontologista o, al menos, tratando de evitar sus excesos o de conciliar objetividad y subjetividad en una ética de los valores […] A esta corriente se debe la insistencia en unos principios bioéticos: una concepción personalista de la corporeidad humana, el valor fundamental de la vida física, el principio de totalidad o terapéutico, el de la libertad y la responsabilidad, y el principio de socialidad o subsidiariedad”.


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de cómo actuar en casos específicos; y desde la virtud aristotélica para encontrar nuevos cursos de acción que la norma y los principios no son capaces de encontrarlos por sí mismos; es con la virtud que el profesional de las ciencias animales encontrará los rasgos del carácter para ser éticamente bueno. Seguir reglas y normas nos ayuda a saber cómo debemos actuar, pero no siempre nos ayuda saber cómo ser mejores seres humanos.

ACERCAMIENTO ENTRE LAS vIRTUDES ARISTOTÉLICAS y EL PERSO-NALISMO ONTOLÓgICO PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL MODELO BIOÉTICOLas virtudes aristotélicas, por sí solas no podrían darnos la base para resolver situaciones concretas de un modo correcto de acuerdo con las acciones de los profesionales que experimentan con ani-males. Por esto existen críticas10 a la ética de la virtud por considerarla insuficiente para conseguir un sistema moral unitario y porque no sería capaz de determinar en situaciones concretas el modo correcto de actuar (Requena, 2005, 123). Díaz (2009, 115), refiriéndose a las inconsistencias que pue-de traer un modelo bioético basado solo en la ética de la virtud, nos indica:

Una ética pura de la virtud que por sí misma trate de fundamentar la moralidad y postular reglas para la acción es inconsistente, porque tanto en su estructura de justificación como en el método para guiar la acción correcta es inevitable la referencia a conceptos normativos. La virtud necesita del deber para afirmarse, del mismo modo como el deber necesita de la virtud para hacer justicia a la dimensión personal que trasciende la acción.

De la misma manera, Hoyos (2007, 115), refiriéndose a la esencia de los modelos bioéticos y sobre qué deberían contener, afirma: “[…] es necesario desarrollar un punto de vista que centre su atención no en los criterios, reglas o principios que debemos adoptar para obrar bien, sino en los rasgos del carácter que deberíamos desarrollar para ser moralmente buenos”. Y refiriéndose a que seguir reglas

10 Salles (2008, 84) afirma que: “[…] se han formulado críticas a la ética aristotélica. Una de la más persistente señala que la teoría aristotélica no provee pauta alguna sobre cómo actuar en casos específicos. De acuerdo con esta objeción, la perspectiva iniciada por Aristóteles se concentra demasiado en el carácter de quien actúa, y deja sin respuesta cuestiones morales urgente y moralmente más relevantes, como qué hacer en casos concretos. Quienes defienden la postura aristotélica argumentan que este tipo de objeción descansa en una concepción equivocada de la teoría. Notan que el enfoque de la virtud provee recursos importantes para determinar cómo actuar. Las directivas que ofrece, nos dicen, están basadas en reglas producidas por las virtudes y los vicios “cada virtud genera una instrucción positiva (actúe justamente, valientemente, honestamente, etc.) y cada vicio una prohibición (no actúe injustamente, cruelmente, como un cobarde, deshonestamente, etc.). El que tales reglas no sean de fácil aplicación no deberían llevar a desestimar la propuesta de la virtud”. Una segunda crítica se concentra en la importancia que Aristóteles otorga a la sabiduría práctica. Esta es una virtud que parece requerir la existencia de un cierto consenso sobre qué es lo que los seres humanos deben valorar. Pero en sociedades multiculturales (como la mayoría de las actuales), tal consenso es inexistente, lo cual indicaría que la noción de lo ´humanamente valorable´ debe ser abandonada y remplazada por reglas y principios que, por no depender de concepción alguna del bien, constituyen una guía más clara para actuar. A este tipo de objeción los teóricos de la virtud responden de la siguiente forma: las conclusiones de toda teoría normativa adecuada deben estar por lo menos parcialmente determinadas por consideraciones sobre lo que es valorable. Una teoría moral que no esté basada en algún tipo de consideración sobre qué valores se deben promover es irremediablemente deficiente. Una tercera objeción se concentra en el carácter teleológico de la teoría aristotélica. Para Aristóteles era natural suponer que las acciones humanas tienen un propósito y que los seres humanos tienen una finalidad (vinculada al uso del intelecto) hacia la cual tienden naturalmente. Pero esto plantea una serie de preguntas. En primer lugar, ¿por qué sostiene que existe solo una finalidad propiamente humana? Se podría afirmar que los seres humanos tienen una variedad de fines. Si esto es así, no queda claro por qué la teoría de la virtud introduce la noción de un único telos humano. En segundo lugar, ¿por qué hablar de la eudaimonía como finalidad humana? Esta resulta una finalidad oscura, muy difícilde dilucidar, y su relación con la teoría de la moralidad que desarrolla Aristóteles no es clara. Frente a esto, los eticistas de la virtud respondenlo siguiente: elproblema de falta de claridad respecto de nociones fundamentales no es un problema que caracteriza solo a la ética de la virtud. Aún si es verdad que la noción de eudaimonía no es clara, la falta de claridad de conceptos fundamentales es común a todas las teorías éticas incluidas el deontologismo y el utilitarismo, que presentan nociones (como las de ´racionalidad´ y ´felicidad´) que están lejos de ser transparentes”.


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nos puede ayudar a saber cómo actuar, pero no necesariamente a saber cómo ser mejores: “[…] me parece que los límites de las éticas de la virtud están relacionados con la dificultad para ampliar el concepto de virtud de tal forma que siga diciendo tanto como en la teoría aristotélica, pero ya no para la polis ateniense, sino para el mundo abierto que ahora tenemos” (Hoyos, 2007, 122).

La ética de la virtud no propone principios generales de orden general para resolver los casos o problemas en la ética; esta se ocupa de la persona y de la adquisición del conjunto de disposiciones y rasgos de carácter que la llevarán a actuar de manera correcta; este es el enfoque de un ética basada en la virtud; es así como se requiere una evaluación de la persona de su vida moral, sus motivos, sus intenciones, sus creencias, sus emociones y sus rasgos deliberativos (Salles 80). La ética centrada en las virtudes es vista por algunos en relación con la ética de principios como complementaria. Ciccone (2006, 48) nos indica al respecto lo siguiente:

El cambio surge del reconocimiento del riesgo de que una elaboración sobre los principios se quede en los abstracto y teórico, si no es recibida en la vida concreta de las personas, y de la observación de que su apropiación personal pasa por las virtudes, que son las que plasman los es-tilos de vida cotidianos. De este modo se produce un deslizamiento de la acentuación, desde los actos al sujeto agente, desde su “hacer”, a su modo de “ser”, abriendo de este modo un camino para una prometedora integración del funcionamiento por principios.

Lo que se ha venido proponiendo aquí es la necesidad de plantear un modelo bioético diferente para tener en cuenta en el momento de experimentar con animales para el beneficio del hombre. Pero, ¿cómo encaja acá un modelo personalista si de lo que se va a hablar es de animales no humanos? Tenemos claro que es en la posibilidad ética del hombre que es persona, por ser libre, en quien se debe fomentar un modelo bioético personalista desde una perspectiva ética de la virtud.Por tanto, consideramos que se debe desarrollar una bioética para la experimentación con animales cuya aten-ción esté dirigida a desarrollar los rasgos del carácter de los científicos que conviene tener para ser “éticamente buenos”, y no solo generar reglas y principios que se deben adoptar para “obrar bien”. A nuestro juicio, esto se consigue uniendo los modelos personalistas con la ética de la virtud11; es decir, un modelo bioético personalista ontológico con fundamentación en las virtudes de carácter aristotélico. Es así como se considera pertinente insertar la ética de la virtud dentro de la bioética personalista ontológica debido a que ella hace referencia al bien de la persona y al significado moral del acto. García (2011, 7) nos indica al respecto:

La ética personalista, incluyendo dentro de ella a la ética de las virtudes, puede reconocerse como una moral de primera persona. Esto significa que el profesional se involucra personalmente y desde su propio criterio moral en el acto que lleva a cabo, significa que está consciente del sig-nificado moral del acto en sí y de la responsabilidad personal que le cabe en él, lo cual constituye la moral de primera persona; una actitud que sin suprimir las normas va mucho más allá de ellas, en lenguaje aristotélico supone el ejercicio de la virtud.

Para Sgreccia (2013, 115): “[…] la bioética exige como fundamentación y punto de referencia un per-sonalismo en sentido fuerte, en el que la subjetividad12 no se descuide en sus actos de conciencia, au-toconciencia, libertad y responsabilidad, sino que venga adecuadamente explicada y fundada en la raíz ontológica del ser personal […]”. Un movimiento como el personalista con las virtudes aristotélicas no se encuentra asociado a reglas y fórmulas que puedan expresar un canon de ortodoxia filosófica; es una corriente con dirección que posee un importante compromiso activo, solidario y permanente con los otros y con lo otro (Guerra, 2013, 40).

11 Para Salles (2008, 90): “[…] apelar a la virtud puede suplementar y enriquecer las orientaciones principistas en dos sentidos. En primer lugar, en la práctica moral generalmente juzgamos no solo las acciones de las personas, sino también su carácter y sus motivaciones. Por ellos, tiene sentido incorporar la virtud como factor moralmente significativo. En segundo lugar, los principios, las reglas, los códigos por sí solos no son útiles en la toma de decisiones puesto que son generales y a veces abstractos”.


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Es decir, los diálogos que se establecen entre la bioética personalista y la ética de la virtud deben ser compatibles; para Pastor (2013, 55) la bioética de la virtud se encuentra inmersa en la propia bioética personalista, donde es posible abrir un diálogo para una mayor integración entre ellas:

[…] para la bioética personalista la bioética de la virtud no supone una alternativa, sino una re-flexión muy compatible con ella, que puede mejorarla enormemente sobre todo en los ámbitos aplicativos de la bioética. […] la bioética de la virtud puede corregir a la bioética personalista de posibles tentaciones –quizá bien intencionadas– que intenten convertirla en un mero desarrollo de principios técnico-científicos […]

La bioética personalista con fundamentación en las virtudes se debe entender como señal de exce-lencia para el logro de los bienes correspondientes a los seres humanos y su función de coordinar la aplicación de los principios clásicos de la bioética (Lugo, 2008, 62). Brussino (2001, 57) habla de que la complementariedad entre principios y virtudes es imprescindible en la universalización de la ética, así como lo reconocen Pellegrino y Thomasma:

La ética de las virtudes puede y debe ser afirmada como necesaria para elevar los niveles mora-les del ejercicio profesional, lo cual requiere un núcleo de valores estables e irrenunciables que funcionen como telos, permitiendo equilibrar los elementos innovadores y la tradición. A su vez, la búsqueda de excelencia representa un desafío que impregna de sentido la tarea bioética cuyo mayor potencial se encuentra a nuestro modo de ver en la educación.

Retomemos entonces los principios que propone la bioética personalista, de acuerdo con lo discutido en el capítulo 3; estos son cuatro, así: 1. Principio de la defensa de la vida física13; 2. Principio de totalidad14 3) El principio de la libertad yla responsabilidad15 y 4. Principio de la solidaridad y lasubsidiariedad16. Para Tomás (2003, 243).

Los principios anteriores que son los que suelen enumerarse en una bioética personalista, se presen-tan como guías generales que requieren de la virtud, del bien de la persona, con tal fuerza que sin ella no se hace ni una correcta evaluación de la razón práctica ni de la perfección final del acto. Resultan genéricos, por lo que la aplicación a los hechos concretos no siempre es fácil de evidenciar.

12 Para Guerra (2013, 45): “Cuando la bioética se construye con apertura al dato objetivo de la subjetividad es más fácil apreciar que la persona humana es verdadero fin y no debe ser usada como mero medio” […] “Eldescubrir la persona humana como fin entonces no es un mero hallazgo especulativo sino que es una verdad que invita a la razón práctica al advertir que esta verdad formula un imperativo categórico concreto, con contenido preciso, que está llamado a normar toda la vida moral y que en bioética posee una importancia capital […] (Guerra, 2013, 46)”.13 Para García (2013, 68): “La vida es el valor fundamental de la persona porque la persona no puede existir si no es en un cuerpo. Tampoco la libertad puede darse sin la vida física: para ser libre es necesario ser viviente. No se puede ser libre si no tenemos la vida. La vida llega anteriormente a la libertad; por eso, cuando la libertad suprime la vida, es una libertad que se suprime a sí misma”.14 Para García (2013, 68): “Con el organismo corpóreo, constituye una totalidad y el organismo mismo en su totalidad. De aquí se deriva el principio terapéutico, por el cual es lícito intervenir en una parte del cuerpo cuando no hay otra forma para sanar la totalidad del cuerpo”. 15 Para García (2013, 68): “En él se engloba el concepto de que la persona es libre, pero es libre para conseguir el bien de sí mismo y el bien de las otras personas y de todo el mundo, pues el mundo ha sido confiado a la responsabilidad humana. No puede celebrarse la libertad sin celebrar la responsabilidad. Se debe procurar una bioética de la responsabilidad frente a las otras personas, frente a sí mismo y, ante todo, a la propia vida, a la vida de los otros hombres, de los otros seres vivientes”.16 Para García (2013, 68): “La persona está inserta en una sociedad, es más, es el centro de la sociedad, por eso debe ser beneficiaria de toda la organización social, porque la sociedad se beneficia de la persona, de todo hombre y de todos los hombres. La relación social es también ayudada por el concepto de subsidiariedad. Es decir, que todo el bien que pueda hacer la persona por sí misma debe ser respetado […] Pero este principio no termina ahí. También implica que sean ayudados aquellos que no pueden ayudarse por sí mismos, que no tienen posibilidad de buscar lo necesario por sí mismos, lo necesario para su alimentación, para su salud, para su instrucción. La sociedad es una verdadera sociedad cuando es solidaria. El principio de subsidiariedad puede definirse también como solidaridad”.


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También, como en la ética de la virtud, existen opiniones diversas de las debilidades que se pueden encontrar en un modelo eminentemente personalista. Guerra (2013, 43) nos dice que: “La bioética que suele adjetivarse como ‘personalista’ no está cabalmente constituida como saber interdisciplina-rio científicamente fundado y requiere de una más amplia y estricta fundamentación”. Por lo anterior, una bioética adecuada para la experimentación con animales es un modelo bioético personalista que integre la virtud; este ha de reconocer que, además de deliberar sobre los medios, también se debe hacer sobre algunos fines. La deliberación sobre fines ocurre en el contexto de nuestra naturaleza humana. Además, la deliberación sobre los fines tiene sus cauces adecuados, ya que la bondad de los fines no puede darse por supuesta (Ortiz, 2013, 60). Burgos (2013, 29), indagando los caminos más adecuados para la fundamentación de una bioética personalista que se encuentra en expansión en la actualidad, presenta su tesis así:

[…] la bioética personalista depende de la filosofía personalista entendida como una corriente específica de la filosofía surgida en el siglo XX en el interior de la tradición realista. Y que para superar su indefinición, debe tomar conciencia de esta dependencia y fundamentarse en ella con solidez. Este arraigo no debe entenderse en el sentido de una ruptura con otras posibles orien-taciones dentro de la filosofía realista, pero sí como la constatación de la dependencia específica de esta filosofía y de su adecuación para el tratamiento de los problemas propios del entorno bioético […]

Sgreccia en 1984, después de desechar el principialismo, el utilitarismo y el contractualismo por su marcado relativismo, decidió estudiar el personalismo por sus múltiples fundamentos en otros campos como el de los derechos humanos, la ética política y la ética social con el objetivo de fun-damentar la bioética. En esta búsqueda, encontró varias corrientes de pensamiento personalista: el personalismo existencialista, el personalismo de la hermenéutica y el personalismo ontológico, y optó por este último por cuanto las otras corrientes adolecían de subjetivismo y un cierto relativismo17

(López, 2013, 83).

Para Lukac (2010), existen en el personalismo dos polos sobre los que se funda la bioética perso-nalista; tal como lo enseña Sgreccia, son el personalismo y la teleología: “Ahora bien, la rectitud de los actos humanos no puede lograrse de forma constante sin el ejercicio de las virtudes que inclinan la voluntad habitualmente al bien, porque el obrar bien no surge, necesariamente, del conocimiento puramente teórico sino que requiere una buena disposición acerca de los fines”. Santiesteban (2006, 17), hablando sobre la relación que existe entre una ética personalista ontológica en relación con las virtudes, indica lo siguiente:

Una base ontológica personalista permitirá el desarrollo de una ética de virtudes. Las virtudes son al hombre, en cuanto este sea capaz de asumir los valores. Los valores, existen, están ahí, solo hace falta que la persona los asuma, con la consecuente responsabilidad. Responda de las consecuencias de sus actos, tiene la libertad de elegir pero elegir siempre el bien común […] una bioética personalista, donde se defienda la persona humana y su dignidad, pero que a la vez trate de hacer valer los principios universales y las virtudes, será la que podrá, en esta situación actual de pluralidad, entendida –y asumida– como relativismo moral, llevar a buscar solución a los problemas éticos planteados hoy día.

Por tanto, la rectitud de los actos morales no puede lograrse de manera constante sin el ejercicio de las virtudes morales que nos inclinan a hacer el bien; el obrar bien no surge del conocimiento

17 Para Sgreccia (2013, 120): “El aspecto subjetivo-relacional no justifica plenamente el concepto de persona humana porque la subjetividad, para poder expresarse, necesita de una fuente, un ser que unifique y vivifique la multiplicidad de las expresiones y de los actos. La subjetividad supone un ser subjetivo, a no ser que se quiera fundamentar la actividad subjetiva sobre la nada o agotarla en un acto único”.


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puramente teórico sino que requiere una buena disposición acerca de los fines (Lukac, 2010, 183). La virtud es necesaria e importante para la bioética personalista; es necesario que se complemente con las virtudes que se deben ejercitar y la jerarquía entre ellas. La ética de la virtud debe ser reforzada incluyendo el momento intelectual de la acción humana que introduzca razones que fundamenten el concepto de vida buena, que es lo que orienta la acción del sujeto y le da unidad (Pastor, 2013, 53).

La bioética de la virtud surge en la actualidad como reacción a la bioética de los principios, y se caracteriza por recuperar la virtud aristotélica con énfasis en la experiencia del agente moral, sus disposiciones, sus conocimientos y motivaciones para actuar (Pastor, 2013, 52). La finalidad última de la bioética de la virtud es hacer el bien y ser bueno, es el saber actuar para hacer el bien y ser mejor; esto se logra con acciones y decisiones buenas que hagan el bien, y reforzarlo en cada decisión que se tome, decisiones que deben estar cimentadas en una bioética personalista ontológica con fundamen-tación en la práctica de las virtudes.

La virtud vuelve a tener importancia en la vida ética en relación con las actitudes básicas del corazón humano que hacen que el hombre pueda acceder mejor al bien y establecer relaciones interperso-nales y con la naturaleza que realizan plenamente al hombre (Pastor, 2013, 52). Para Díaz (2009, 116): “[…] la ética de la virtud, contraria al deontologismo y al utilitarismo, posee la fuerza para evidenciar el telos principal de la vida humana poniendo la felicidad y la realización personal como objetivos a los cuales han de encauzarse todas las acciones”.

En los tiempos actuales se está volviendo a los postulados de los pensamientos de los primeros filósofos, entre ellos Aristóteles, debido a que el hombre ha empezado a generar conciencia sobre la finitud de la naturaleza y la protección y la conservación que se debe tener para con el medio am-biente y los recursos naturales. Por mucho tiempo, los seres humanos dejaron de lado el ecosistema y es por eso que el hombre se ha empezado a cuestionar sobre su relación con los animales, con la naturaleza y con todo lo que lo rodea, es decir, con todo lo que integra la biosfera. Para Valladares (2006, 95): “El uso de animales de experimentación ha sido paralelo al desarrollo de la medicina, la cual tiene sus raíces en la Grecia antigua donde Aristóteles e Hipócrates adquirían conocimiento acerca del funcionamiento del cuerpo humano, a través, principalmente de disecciones en animales”.

La bioética personalista con énfasis en las virtudes debe reconocer una vinculación con la naturaleza en general (animales, plantas, el ecosistema total) y no se debe dejar determinar por una visión tec-nocientífica con intenciones utilitarias y manipuladoras. Se debe conducir el ecosistema hacia la ple-nitud y hacerlo usándolo y desarrollándolo con reverencia, benevolencia y justicia en relación con las diversas necesidades humanas de esta generación y de las futuras (Lugo, 2008, 188). León (1995, 124), refiriéndose a la importancia de la práctica de la bioética en la actualidad, afirma que: “[…] está lejos de ser algo inocente o superficial. Incide profundamente sobre las convicciones personales de cada uno y sobre los valores colectivos de una sociedad. Es lo que hace difícil la reflexión bioética, tanto en la coherencia personal como en la discusión social. Pero esto precisamente nos señala la urgencia que tiene si queremos un progreso científico, médico y social a la altura de la dignidad del hombre”.

Por tanto, la bioética personalista con fundamentación en las virtudes debe ampliar su espectro de labor en un tema en el que se debe trabajar mucho en los tiempos por venir, como es el de la ex-perimentación con animales. Al respecto, Álvarez (2007, 55) nos hace reflexionar sobre los modelos bioéticos: “Si bien la ética, en cuanto producto del intelecto humano, no puede dejar de ser antropo-céntrica, puede en cambio ampliar el círculo de nuestras obligaciones morales hacia otros tipos de seres vivos. No se trata de introducir principios novedosos o extraños a la ética, sino de reinterpretar los existentes y/o ampliarlos hacia los animales”.

En suma, la bioética que se propone como el modelo más ajustado a la ética del Estagirita es, sin duda alguna, una bioética personalista ontológica con fundamentación en las virtudes que él mismo propo-


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ne. El pensamiento aristotélico se debe asumir y replantear en el devenir de la construcción de una bioética para la experimentación con animales; este es una fuente de pensamiento que ocupa un lugar para la razón y el accionar de los seres humanos en la actualidad. Es en el personalismo ontológico con fundamentación en las virtudes aristotélicas donde se pueden obtener reflexiones importantes para las actuaciones de los científicos, en especial, de aquellos que experimentan con animales, por el respeto y cuidado que se debe tener con los seres vivos con los que compartimos el planeta Tierra.

CONCLUSIÓNEl modelo bioético personalista ontológico con fundamentación en la virtud se propone como el mo-delo bioético más exacto para la experimentación con animales ya que ambos modelos pueden ser complementos significativos el uno del otro; la virtud, por sí sola, no es suficiente porque no propone principios para resolver los casos en bioética; además, los principios por sí solos no son suficientes, puesto que muchas veces son generales y a veces abstractos para la toma de decisiones. Es decir, para la bioética personalista ontológica, la virtud establece una reflexión importante que puede mejorar un modelo bioético en cuanto a los ámbitos de aplicación de esta disciplina; ambas pueden corregir errores de cada una, y pueden convertirse muy posiblemente en un desarrollo de principios técnico-científicos; esta combinación puede ser una alternativa universal para la complementariedad entre principios y virtudes que deben estar siempre presentes en la toma de decisiones de un científico responsable que experimente con animales. Sin duda alguna, en nuestra reflexión se descubre cómo los principios del personalismo ontológico son unas guías de actuación que requieren de la virtud para realizar una correcta deliberación en los casos bioéticos.

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Revista Producción + Limpia

POLÍTICA EDITORIAL

La Revista Producción + Limpia (ISSNp: 1909-0455) – (ISSNe 2323-0703) es una publicación científica de la Corporación Universitaria Lasallista. Se publica con una periodicidad semestral y el objetivo es difundir su actividad investigativa y la de los colaboradores invitados.

Se reciben contribuciones en español, inglés o portugués, en los temas de medio ambiente, gestión ambiental, implementación de tecnologías sanas y limpias, educación ambiental, ecosofía, bioética y ambiente, bioderecho, entre otros.

El público objetivo de la Revista Producción + Limpia está formado por científicos, académicos, profe-sionales y estudiantes en el ámbito nacional e internacional interesados en las disciplinas relacionadas con actividades de investigación en las áreas de medio ambiente, gestión ambiental, implementación de tecnologías sanas y limpias, entre otras.

Para garantizar que su aporte sea accesible a la comunidad académica y científica colombiana, la Revista Producción + Limpia llega en formato impreso a las principales bibliotecas y centros de do-cumentación del país.

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El artículo candidato a publicación debe cumplir con las normas que aparecen en las Instrucciones para los autores. Luego de su recepción, el artículo se somete a evaluación por pares, los que reco-miendan su aceptación o rechazo. Si el artículo es aprobado con modificaciones, los autores dispon-drán de un tiempo límite para realizarlas, y, en el caso de no estar de acuerdo harán las aclaraciones y justificación pertinentes para luego enviarlo de nuevo a los pares para el dictamen final.

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LICENCIAMIENTOLos artículos que sean seleccionados para formar parte de la Revista deberán ser autorizados por su autor o autores para su reproducción y difusión a través de cualquier medio mediante formato el establecido para dicho fin. Los artículos publicados en la Revista Producción + Limpia permanecen

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en acceso abierto disponibles para su consulta pública en el sitio web Institucional, como en los diferentes índices, sistemas y bases de datos a los cuales la revista está suscrita, bajo la licencia Creative Commons, en la modalidad Reconocimiento-No comercial-Sin Trabajos derivados, aprobada en Colombia. Lo anterior implica, que los autores ceden sin derecho a retribuciones económicas a la Corporación Universitaria Lasallista, Revista Producción + Limpia, los derechos de autor sobre la publicación y reproducción a través de diferentes medios de difusión.

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TIPO DE MATERIAL QUE SE RECIBE PARA PUBLICACIÓN

Editorial. Es la sección donde se expresan opiniones, reflexiones sobre temas de interés o rela-cionados con el contenido o temática de la revista. Generalmente los autores son de Corporación Universitaria Lasallista.

Artículo original. Incluye hallazgos de investigaciones. Debe estar estructurado en las siguientes partes: Introducción, materiales y métodos, resultados y discusión. Al principio del artículo el autor presentará un resumen de máximo 250 palabras, además de las palabras clave en español y en inglés (máximo 5). Puede llevar entre tablas y gráficas de 1 a 5 y un número de hojas entre 10 y 15. Se acep-tarán como referencias un mínimo de 10.

Artículo original breve. Esta sección incluye los artículos limitados a 1500 palabras. Generalmente son informes preliminares o hallazgos colaterales de proyectos de investigación. Tiene la misma es-tructura de los artículos originales, y la restricción entre tablas y gráficas es de 2. El resumen y pala-bras clave seguirán el formato de los artículos originales. El número máximo de referencias es de 10.

Artículo de revisión de tema. Es una revisión crítica de un tema. Está dividido de acuerdo con el contenido del mismo, pero siempre tendrá: introducción y conclusiones, así como un resumen no estructurado de 100 palabras con palabras clave en español y en inglés. Puede llevar de 1 a 5 gráficas y tablas, y el texto tendrá entre 10 a 15 hojas, con un mínimo de 50 referencias.

Reportes de caso. Presenta los resultados de un estudio sobre una situación particular con el fin de dar a conocer las experiencias técnicas y metodológicas consideradas en un caso específico. In-cluye una revisión comentada de la literatura sobre casos análogos. Su estructura es igual a la de los artículos originales. El número máximo de referencias es de 10.

Ensayos. Son artículos que reflexionan sobre un tema relacionado con la investigación. Se sigue el mismo formato de los artículos de revisión, pero se recomienda que sean más cortos.

Clásicos. Son artículos que han influido en el desarrollo de la investigación. El resumen y las palabras clave seguirán el formato de los artículos de revisión.

Producción + Limpia - Enero - Junio de 2014. Vol.9, No.1- 141•147

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Aspectos metodológicos. Se incluyen en esta sección aquellos artículos cuya función principal sea la de ilustrar sobre metodologías empleadas en los procesos investigativos. Su estructura es igual a la de los artículos de revisión.

Noticia. Se publican reportes de eventos o actividades relacionadas con la actividad investigativa, y que puedan ser de interés para la comunidad académica.

Cartas al Editor. Con esta sección se pretende estimular la interacción entre el comité editorial y los usuarios de la revista. Se espera que sirva de foro de discusión de tópicos de interés tratados en la publicación. Las cartas contendrán un título, un texto, la afiliación institucional del autor, y referencias cuando sea necesario.

Excerpta. Son resúmenes, hasta de 300 palabras, de trabajos de investigación que no se publican en toda su extensión.

Reflexión. Es un documento que presenta resultados de investigación una terminada desde una perspectiva analítica, interpretativa o crítica del autor, sobre un tema específico, recurriendo a fuentes originales.

Documento de reflexión no derivado de investigación. Reflexión sobre un tema en particular, el cual no requiere ser derivado de una investigación científica o tecnológica.

INSTRUCCIONES PARA LOS AUTORES Es esencial que en la primera página del artículo aparezca la siguiente información:

Título del artículo: debe ser conciso pero informativo, no debe tener más de 15 palabras. A pie de página se debe anotar el título de la investigación que le dio origen, el periodo de su realización y la o las entidades financiadoras.

Lista de autores: con los nombres completos y apellidos en el orden en que debe aparecer.

Se complementará esta información con los grados académicos, cargo e institución donde labora cada autor. Adicionalmente, el autor principal anotará un correo electrónico, para la correspondencia de editores y lectores; lugar y fecha de la investigación y financiación si la tuvo.

Resumen y palabras clave en español: se presentará un resumen en español. Para los artículos originales y artículos originales breves, el resumen deberá ser estructurado y tendrá como máximo 250 palabras. Este resumen debe indicar específicamente: Introducción, objetivo, materiales y méto-dos, resultados y conclusiones.

El título, el resumen y las palabras clave deberán ser presentados en español, inglés y portugués.

Para los artículos de revisión, ensayos, aspectos metodológicos, clásicos, de reflexión y de reflexión no derivados de investigación el resumen no es estructurado y se hará en menos de 100 palabras. En todos los casos, los resúmenes deben incluir entre tres y cinco palabras clave que mejor describan el contenido, para ello, deben tener en cuenta incluir mínimo 2 palabras claves que estén incluidas en tesauros del área del artículo.

TEXTO DEL ARTÍCULO Cuando son artículos originales y originales breves, deberá contener las siguientes partes:

Introducción. El autor debe establecer el propósito del estudio, resumir su fundamento lógico, mencionando algunas referencias pertinentes.

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Materiales y métodos. Esta parte del texto incluye la selección de procedimientos para el trabajo experimental, y se identifican los métodos y equipos con suficiente detalle para permitir su reproduc-ción. Los procedimientos matemáticos y estadísticos también deben describirse con detalle.

Resultados. Deben presentarse en secuencia lógica, con sus respectivas tablas y gráficas, y los co-mentarios de los principales hallazgos durante la investigación.

Discusión. En ésta sección los autores enfatizan los aspectos más importantes del estudio y se com-paran con los resultados de otras investigaciones similares. Se deben evitar las conclusiones que no estén apoyadas en los hallazgos.

Conclusiones. Anotar una o más conclusiones que se desprenden del estudio.

Agradecimientos. En ésta sección aparecerán las colaboraciones por trabajo que no justifica la autoría, la ayuda técnica recibida, las ayudas financieras, y el material de apoyo.

Los demás artículos deberán tener como mínimo, resumen, palabras clave, el desarrollo del tema y las conclusiones.

PREVIA REVISIÓN PARA CUMPLIMIENTO DE POLÍTICAS EDITORIALES Y NORMAS PARA PUBLICACIÓN

Verificación del cumplimiento de las normas editoriales. El Editor realiza una revisión en la que se verifica que el manuscrito cumpla con las normas estipuladas en este documento: entrega de la información solicitada, licenciamiento de la obra, estructura completa y adecuada del manuscrito, de acuerdo con la política editorial y citación de acuerdo con las normas APA 6ª edición. El autor puede verificar el cumplimiento de los requisitos y normas antes de enviar el manuscrito utilizando el formato de verificación que se encuentra disponible en la página web: Revistas Científicas Lasallistas.

Revisión Editorial. Posterior a la verificación del cumplimiento de las normas editoriales, antes de ser enviados a la evaluación por pares, el editor realiza una evaluación previa de todos los manuscritos que cumplan las normas editoriales. El objetivo de esta revisión previa es comprobar que el artículo cumpla con la estructura establecida y sus contenidos claros y pertinentes, para facilitar la evaluación por parte de los pares. Como resultado, el manuscrito será enviado a evaluación por pares, devuelto a los autores para correcciones o rechazado.

REVISIÓN POR PARES (PEER-REVIEW)Una vez el Editor verifica que el artículo cumple con todos los lineamientos establecidos por la Revista, envía el manuscrito a dos evaluadores externos, como mínimo, quienes evalúan la calidad científica de la publicación y emiten su concepto por escrito en el formato establecido para dicho fin. La evaluación se realiza de forma anónima tanto para el autor como para el evaluador (doble ciego). El Editor revisa y valora las evaluaciones, se asesora por los Comités Editorial y Científico o por personas idóneas y como resultado, acepta la publicación del manuscrito, lo devuelve a los autores para correcciones, o lo rechaza de forma definitiva. En los casos en que se solicitan correcciones, los autores deben enviar la nueva versión, en un plazo máximo de diez (10) días calendario a partir de la fecha de notificación. El manuscrito se publica en línea y de forma impresa, de la cual se envían dos ejemplares al autor principal.


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REFERENCIASLas referenciación se deben realizar teniendo en cuenta las normas de la American Psychological Association (APA) sexta edición que pueden ser consultadas en la dirección electrónica http://www.apastyle.org/.

USO Y PRESENTACIÓN DE CITASParafraseo

Consiste en decir lo que dijo el autor en palabras propias. En este tipo de cita se toma un segmento amplio del texto y se condensa.

Resumen

Es tomar las ideas principales y ponerlas en las propias palabras. Los resúmenes presentan una pers-pectiva amplia del texto original.

Cómo citar:

Las citas textuales:

Si tienen menos de 40 palabras siga el siguiente ejemplo:

El objetivo de los estudios explicativos es “responder a las causas de los eventos físicos o sociales” (Hernández, Fernández & Baptista, 1991, p.66).

Si tienen más de 40 palabras se omiten las comillas y se dejan como un texto independiente y llevaran una sangría de 2.54 cm al lado izquierdo, si la cita contiene varios párrafos se hará una nueva sangría de 1 cm en el renglón inicial da cada uno de ellos. La referencia de la fuente va después de la cita. Ejemplo:

Las relaciones durante la infancia sientan las bases para relaciones posteriores: La agradable sensación que proporciona el contacto físico con la figura materna o paterna, al ser bañado, cambiado, cargado, acariciado o besado, es parte esencial del aprendizaje para futuras relaciones, en la medida que dicho contacto le permite al niño reconocer que éstas son formas válidas de expresar afecto. (Vargas, Po-sada & del Río, 2001, p. 40).

Citas de trabajos por dos o más autores

En caso de que haya dos autores, es necesario citar a los dos toda vez que se presente una referencia. Si son entre tres y cinco autores, se requiere citarlos todos la primera vez y después incluir el apellido del primer autor seguido de “et al.” (Sin cursiva y con punto después del “al”) y el año. Cuando sean seis o más autores presentes la primera cita con el apellido del primer autor seguido de “et al.”. En la lista de referencias escriba las iníciales y apellidos de los primeros seis autores y para los restantes utilice et al.

Al abreviar referencias debe tener la certeza de que no se van a confundir. Si al abreviar una referencia se genera confusión con otra del mismo año, es necesario incluir los primeros autores y los que sean necesarios para diferenciar las dos referencias.

Producción + Limpia

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Ejemplo:

Las referencias son las siguientes:Kosslyn, Koenig, Barret, Cave, Tang & Gabrieli (1992)Kosslyn, Koenig, Gabrieli, Tang, Marsolek & Daly (1992)

En el texto deben citarse de la siguiente manera:

Kosslyn, Koenig, Barret, et al. (1992)Kosslyn, Koenig, Gabrieli, et al. (1992)En las citas de autor múltiple una los apellidos de los autores dentro de paréntesis con el signo &.

Ejemplo:

Los diseños experimentales son recomendables dadas las limitaciones existentes en el contexto (Campbell & Stanley, 1982.)Si la cita está incluida en el texto una los apellidos de los autores con la conjunción “y”.

Ejemplo:

Vargas, Posada y del Río establecen que las… Grupos como autores

En casos en que el autor sea una corporación o institución gubernamental, hay que incluir el nombre completo cada vez que se cite en el texto. Si el nombre es muy largo y dispendioso de copiar, escriba el nombre completo la primera vez e identifique entre corchetes la abreviatura que utilizará en citas posteriores.

Ejemplo:

Primera cita en el texto:

(American Psychological Association [APA], 1998)

Siguientes citas: (APA, 1998)

Trabajos sin autor

Si el trabajo no tiene autor, cite las primeras palabras del título del capítulo o del libro seguido de puntos suspensivos. Cuando es el título del capítulo colóquelo entre comillas así no esté completo, y si es de un libro escríbalo en cursiva. Las referencias para materiales legales tales como casos de la corte, decretos y legislación, se citan como los trabajos sin autor. Ejemplo:

(Ley 23 de 1982, 1982) escriba Anónimo seguido de la fecha de publicación. Ejemplo: (Anónimo, 1967)

Autores con el mismo apellido

En caso de citar a dos autores con el mismo apellido, incluya sus iníciales para evitar confusiones.

Ejemplo:

R.D. Luce (1959) y P.A. Luce (1986) también encontraron que….

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Trabajos clásicos

Si está citando una obra clásica que no tiene fecha, escriba el apellido del autor, si la obra fue traducida, cite el año de la traducción seguido de la abreviatura K, o el año de la versión que usó seguido por la palabra versión.

Comunicaciones personales:

Las comunicaciones personales incluyen cartas, memorandos, correos electrónicos y conversaciones, entre otros. Dado que éstas no pueden recuperarse por el lector, no deben incluirse en la lista de referencias. Sólo deben citarse en el texto proporcionando las iníciales y el apellido del emisor, así como la fecha de la manera más exacta posible.

Ejemplo:

H. Gómez (Comunicación personal, 14 de enero, 2003)

Fuentes secundarias (cita de cita)

Las fuentes secundarias deben ser empleadas con cuidado, sin ser excesivos, son útiles cuando el trabajo original es difícil de conseguir o no se encuentra en español. En la citación se indica el nombre del trabajo original y se cita la fuente secundaria por ejemplo: Diario de Allport (como se citó en Nicholson, 2003) En las referencias se cita la obra secundaria.

LISTA DE REFERENCIASTodas las referencias que se citan en el texto deben aparecer en la lista de referencias y cada entrada de la lista de referencias debe haberse citado en el texto. Bajo las normas APA, la lista de referencias se organiza alfabéticamente y, al igual que en las citas, se utiliza la técnica de autor - fecha.


EDITORIAL POLICYProducción + Limpia Journal (ISSNp: 1909-0455) – (ISSNe 2323-0703) is a scientific publication pro-duced by Corporación Universitaria Lasallista. It is published biannually and its objective is to divulge Corporación Universitaria Lasallista´s scientific activity, along with that of guest authors.

Contributions are received in Spanish, English or Portuguese, in topics related to environment, envi-ronmental management and cleaner and environmentally sound technologies, environmental educa-tion, ecosophy, bioethics, environment biolaw, among others.

The target audience of Producción + Limpia journal consists of scientists, academics, professionals and students from Colombia or from all over the world, interested in the disciplines related to re-search activities in environment, environmental management and cleaner and environmentally sound technologies, among others.

In order to guarantee the accessibility of the contributions to the academic and scientific commu-nities, Producción + Limpia journal is sent in print to the main libraries and documentation centers.

The organisms that provide advisory to the journal are the editorial and the scientific committees, in which academics and scientists with recognized and wide backgrounds, and who come from pres-tigious national and international entities, participate. The content of the journal offers a balance between the production of authors from Corporación Universitaria Lasallista and contributions pro-duced by external authors.

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Producción + Limpia (Cleaner production) Journal

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Trabajos derivados” (Not commercial Recognition-Without derivate Works) modality approved in Colombia. This means that the authors grant the copyrights on the publication and distribution of the articles via any media to Corporación Universitaria Lasallista, Revista Producción + Limpia.

INSTRUCTIONS TO SUBMIT ARTICLESThe articles must be sent via the Revistas Científicas Lasallistas platform, in which the journal mana-ges the articles submitting, evaluation and publication processes. The documents requested to submit articles must be attached, as specified in the information that appears on that website: the forms (in-formation of the manuscript, verification form and resumes of the authors). The manuscript must be submitted in Word®, double space, 12 points Arial characters and with symmetrical 2.5 cm margins.

The author, or authors, must certify, by means of a letter sent to the editor of the journal, the fact that the article is original and is not simultaneously being submitted to other publications.

TYPES OF MATERIAL RECEIVED FOR PUBLICATION

Editorial. In this section opinions, reflections on topics of interest or related to the content or the subjects of the journal, are expressed. Authors are generally from Corporación Universitaria Lasallista.

Original Article. An original article includes findings of research works. It must have the following structure: Introduction, materials and methods, results and discussion. At the beginning of the article, the author must include an abstract with a maximum of 250 words and the key words in Spanish and English (5, maximum). The article can have a maximum of 5 tables and graphics -altogether- and a number of pages between 10 and 15. A minimum of 10 references is required.

Brief Original Article. This section includes articles with a limit of 1500 words. They are usually preliminary briefs or side findings of research projects. They must have the same structure of the original articles and the restriction of tables and graphics, in total, is 2. The abstract and the key words follow the same format of the original articles. The maximum of references is 10.

Revision of Topics Article. This kind of articles makes a critical revision to a topic. The article is structured according to its content, but it must always include an introduction, conclusions and a not-structured 100 words abstract with key words in Spanish and English. It can have a number between 1 and 5 of tables and graphics in the aggregate and the text must have a number between 10 and 15 pages. The minimum number of references is 50.

Case reports. They introduce the results of a study about a particular situation in order to divulge the technical and methodological experiences considered in a specific case. It includes a commented revision to the literature about similar cases. Their structure is the same of the original articles. The maximum number of references is 10.

Essays. These articles reflect on a topic related to research. They have the same structure followed by the revision articles, but a shorter extension is recommended.

Classics. These are articles that have influenced the development of research. The abstract and the key words must have the same structure followed by revision articles.

Methodological Aspects. Articles intended to illustrate about technologies used in the research processes are included in this section. The structure is the same followed by revision articles.

News. Reports of events or activities related to research are published if they are interesting for the academic community.


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Letters to the Editor.

This section aims to stimulate the interaction between the Editorial Committee and the users of the journal. It is intended to serve as a discussion forum for topics of interest treated in the journal. The letters must have a title, a text, the institutional affiliation of the author and references if necessary.

Excerpt. Up to 300 words abstracts of research works which are not published in full.

Reflection. It is a document that shows the results of a finished research work from an analytic, an interpretative or a critical view of the author on a specific topic, using the original sources.

Reflection Document not Derived from a Research Work. It is a reflection about a particular matter. The document is not necessarily derived from a scientific or a technological research work.

INSTRUCTIONS FOR THE AUTHORS

It is essential that the following information is included on the first page of an article:

Title of the Article: It must be concise but informative, with no more than 15 words. A footnote must include the title of the research work it is based on, the time of its making and the entities that financed it.

List of Authors: With the full names of the authors, in the order under which they must appear.

This information must be completed with their academic degrees, plus their positions and the institu-tions they work at. Additionally, the main author has to include an e-mail address for correspondence purposes with editors and readers and the place and date of the research and funding, if necessary.

Abstract and Key Words in Spanish: An abstract in Spanish must be included. For original and brief original articles, the abstract must be structured and have a maximum of 250 words. The abstract must specifically indicate: Introduction, objective, materials and methods, results and conclusions.

The title, the abstract and the key words must be included in Spanish, English and Portuguese.

For revision articles, essays, methodological aspects, classics, reflection and reflections not derived from research works, abstracts are not structured and must be made with less than 100 words. In any case, abstracts must include a number between 3 and 5 key words. These words must be those that best describe the content, and for that purpose they must include 2 key words included in thesauri related to the area of the article.

TEXT OF THE ARTICLEWhen the articles are original and brief original, they must have the following parts:

Introduction. The author must establish the purpose of the study, summarize its logical base and mention some relevant references.

Materials and Methods. This part of the text includes the selection of the procedures for the experimental work and identifies the methods and the equipment with enough detail to allow their reproduction. Mathematical and statistic procedures must also be described in detail.

Results. Must be presented in a logical sequence, with their respective tables and graphics and the most relevant findings during the research work.


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Discussion. In this section, authors emphasize the most important aspects of the study and compare the results with those of similar research works. Conclusions not supported by the findings should be avoided.

Conclusions. One or more conclusions derived from the study.

Acknowledgements. In this section the collaborations received in the research work and which do not justify an inclusion as a part of the authorship, are included (aspects such as technical help, financial aids and support material)

The other articles must have, minimally, the abstract, the key words, the development of the topic and the conclusions.

PREVIOUS REVISION TO FULFILL THE EDITORIAL POLICIES AND THE PUBLICATION STANDARDS Verification of fulfillment of the editorial norms. The editor makes a revision in which the manuscript´s fulfillment of the standards stipulated in this document is verified: delivery of the in-formation requested, license of the work and complete and adequate structure of the manuscript, according to the editorial policy and quotations according to the APA 6th edition standards. Authors can verify the fulfillment of the requirements and the standards before sending the manuscript, by using the verification checklist available at the Revistas Científicas Lasallistas website.

Editorial Revision. After the revision of the editorial standards´ fulfillment, and before the review performed by the peers, the editor makes a previous evaluation of all of the manuscripts that fulfill the editorial standards. The purpose of this revision is to make sure that the articles have the structure established and that the contents are relevant and clear, thus facilitating the peer review. As a result, the manuscript is sent to the peers for their evaluation and, later, sent back to the authors if the con-tent is rejected or if modifications are required.

PEER-REVIEW

Once the editor verifies that the article meets all of the standards established by the journal, the ma-nuscript is sent to, minimally, two external peers. They evaluate the scientific quality of the manuscript and send their judgment in the form established for such purpose. The review is anonymous for both the author and the peer (double-blind). The editor revises and values the reviews, is advised by the Editorial and the Scientific Committees or by competent people and, as a result, rejects the manus-cript, sends it back to the authors for corrections or accepts it for its publication. If corrections are requested to the authors they have a 10 calendar days, from the date of the notification, to send the new version. The manuscript is published online and in print, and the main author receives two copies of the printed version.

References. References must be made following the standards of the American Psychological Asso-ciation (APA) sixth edition, available at the website http://www.apastyle.org/.


Revista Produção + Limpia

POLÍTICA EDITORIALA Revista Produção + Limpa (ISSNp: 1909-0455) – (ISSNe 2323-0703) é uma publicação científica da Corporação Universitária Lasallista. Publica-se com uma periodicidade semestral e o objetivo é difundir sua atividade investigativa e a dos colaboradores convidados.

Recebem-se contribuições em espanhol, inglês ou português, nos temas de médio ambiente, gestão ambiental, implementação de tecnologias sãs e limpas, educação ambiental, ecosofía, bioética, biodi-reito ambiente, entre outros.

O público objetivo da Revista Produção + Limpa está formado por cientistas, acadêmicos, profissio-nais e estudantes no âmbito nacional e internacional interessados nas disciplinas relacionadas com atividades de investigação nas áreas de médio ambiente, gestão ambiental, implementação de tecno-logias sãs e limpas, entre outras.

Para garantir que seu aporte seja acessível à comunidade acadêmica e cientista colombiana, A Revista Produção + Limpa chega em formato impresso às principais bibliotecas e centros de documentação do país.

Os organismos assessores da Revista são os comitês editorial e científico, os quais incluem acadê-micos e cientistas de ampla trajetória profissional, vinculados a entidades de reconhecido prestígio do país e do exterior. Seu conteúdo oferece um balanço entre a produção de autores vinculados à Corporação Universitária Lasallista e a de autores externos.

O artigo candidato a publicação deve cumprir com as normas que aparecem nas Instruções para os autores. Depois de sua recepção, o artigo se submete a avaliação por pares, os que recomendam sua aceitação ou rejeição. Se o artigo é aprovado com modificações, os autores disporão de um tempo limite para realizá-las, e, no caso de não estar de acordo farão as aclarações e justificativa pertinentes para depois enviá-lo de novo aos pares para o ditame final.

O conteúdo dos textos, tabelas, figuras e imagens inclusas no material a publicar são de exclusiva responsabilidade dos autores, para isso, devem-se explicitar nos artigos as fontes das tabelas, figuras, apartes de obras alheias ou qualquer outro materiais protegido pelo direito de autor; bem como as permissões para reproduzir fotografias ou informações que requeiram o consentimento de terceiros.

A recepção de um manuscrito não implica a aceitação nem publicação do mesmo. Nos manuscritos aceitados para publicação, o Comitê Editorial se reserva o direito de realizar as modificações edito-riais necessárias para sua publicação, ao igual que sua data de aparição na Revista.

LICENCIAMIENTOOs artigos que sejam selecionados para fazer parte da Revista deverão ser autorizados por seu autor ou autores para sua reprodução e difusão através de qualquer meio mediante formato o estabelecido para dito fim. Os artigos publicados na Revista Produção + Limpa permanecem em acesso aberto disponíveis para sua consulta pública no lugar web Institucional, como nos diferentes índices, sistemas

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e bases de dados aos quais a revista está assinada, sob a licença Creative Commons, na modalidade Reconhecimento-Não comercial-Sem Trabalhos derivados, aprovada na Colômbia. O anterior implica, que os autores cedem sem direito a retribuições econômicas à Corporação Universitária Lasallista, Revista Produção + Limpa, os direitos de autor sobre a publicação e reprodução através de diferentes meios de difusão.

INSTRUÇÕES PARA A APRESENTAÇÃO DE ARTIGOSO envio de artigos se deve realizar através da plataforma de Revistas Científicas Lasallistas onde a Revista administra os processos de aceitação, avaliação e publicação de artigos. Assim mesmo, devem-se anexar os documentos solicitados para a aceitação do artigo, tal como se especifica na informação consignada em dita página: os formatos (informação do manuscrito, formato de verificação e folha de vida dos autores). O manuscrito se deve apresentar em formato Word®, a espaço duplo, com tipo de letra Arial de 12 pontos, com margens simétricas de 2,5 cm.

O autor ou autores devem certificar mediante carta dirigida ao editor da Revista a originalidade do artigo e que não está sendo submetido simultaneamente em outras revistas.

TIPO DE MATERIAL QUE SE RECEBE PARA PUBLICAÇÃO

Editorial. É a seção onde se expressam opiniões, reflexões sobre temas de interesse ou relaciona-dos com o conteúdo ou temática da revista. Geralmente os autores são de Corporação Universitária Lasallista.

Artigo original. Inclui achados de investigações. Deve estar estruturado nas seguintes partes: Intro-dução, materiais e métodos, resultados e discussão. Ao princípio do artigo o autor apresentará um resumo de máximo 250 palavras, além das palavras importantes em espanhol e em inglês (máximo 5). Pode levar entre tabelas e gráficas de 1 a 5 e um número de folhas entre 10 e 15. Se aceitarão como referências um mínimo de 10.

Artigo original breve. Esta seção inclui os artigos limitados a 1500 palavras. Geralmente são rela-tórios preliminares ou achados colaterais de projetos de investigação. Tem a mesma estrutura dos ar-tigos originais, e a restrição entre tabelas e gráficas é de 2. O resumo e palavras importantes seguirão o formato dos artigos originais. O número máximo de referências é de 10.

Artigo de revisão de tema. É uma revisão crítica de um tema. Está dividido de acordo com o con-teúdo do mesmo, mas sempre terá: introdução e conclusões, bem como um resumo não estruturado de 100 palavras com palavras importantes em espanhol e em inglês. Pode levar de 1 a 5 gráficas e tabelas, e o texto terá entre 10 a 15 folhas, com um mínimo de 50 referências.

Reportes de caso. Apresenta os resultados de um estudo sobre uma situação particular com o fim de dar a conhecer as experiências técnicas e metodológicas consideradas num caso específico. Inclui uma revisão comentada da literatura sobre casos análogos. Sua estrutura tanto faz à dos artigos ori-ginais. O número máximo de referências é de 10.

Ensaios. São artigos que reflexionam sobre um tema relacionado com a investigação. Segue-se o mesmo formato dos artigos de revisão, mas se recomenda que sejam mais curtos. Clássicos. São arti-gos que influíram no desenvolvimento da investigação. O resumo e as palavras importantes seguirão o formato dos artigos de revisão.

Aspectos metodológicos. Incluem-se nesta seção aqueles artigos cuja função principal seja a de ilustrar sobre metodologias empregadas nos processos investigativos. Sua estrutura tanto faz à dos artigos de revisão.


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Notícia. Publicam-se reportes de eventos ou atividades relacionadas com a atividade investigativa, e que possam ser de interesse para a comunidade acadêmica.

Cartas ao Editor. Com esta seção se pretende estimular a interação entre o comitê editorial e os usuários da revista. Espera-se que sirva de foro de discussão de tópicos de interesse tratados na publicação. As cartas conterão um título, um texto, a afiliação institucional do autor, e referências quando seja necessário.

Recolhimento. São resumos, até de 300 palavras, de trabalhos de investigação que não se publicam em toda sua extensão.

Reflexão. É um documento que apresenta resultados de uma investigação terminada desde uma perspectiva analítica, interpretativa ou crítica do autor, sobre um tema específico, recorrendo a fontes originais.

Documento de reflexão não derivado de investigação. Reflexão sobre um tema em particular, o qual não requer ser derivado de uma investigação científica ou tecnológica.

INSTRUÇÕES PARA OS AUTORES

É essencial que na primeira página do artigo apareça a seguinte informação:

Título do artigo: deve ser conciso mas informativo, não deve ter mais de 15 palavras. A pé de pági-na se deve anotar o título da investigação que lhe deu origem, o período de sua realização e a ou as entidades financiadoras.

Lista de autores: com os nomes completos e sobrenomes na ordem em que deve aparecer.

Se complementará esta informação com os graus acadêmicos, cargo e instituição onde labora cada autor. Adicionalmente, o autor principal anotará um correio eletrônico, para a correspondência de editores e leitores; lugar e data da investigação e financiamento que se teve.

Resumo e palavras importantes em português: se apresentará um resumo em português. Para os artigos originais e artigos originais breves, o resumo deverá ser estruturado e terá como máximo 250 palavras. Este resumo deve indicar especificamente: Introdução, objetivo, materiais e métodos, resultados e conclusões.

O título, o resumo e as palavras importantes deverão ser apresentados em espanhol, inglês e português.

Para os artigos de revisão, ensaios, aspectos metodológicos, clássicos, de reflexão e de reflexão não derivados de investigação o resumo não é estruturado e se fará em menos de 100 palavras. Em todos os casos, os resumos devem incluir entre três e cinco palavras importantes que melhor descrevam o conteúdo, para isso, devem ter em conta incluir mínimo 2 palavras importantes que estejam inclusas em tesauros da área do artigo.

TEXTO DO ARTIGO

Quando são artigos originais e originais breves, deverá conter as seguintes partes:

Introdução. O autor deve estabelecer o propósito do estudo, resumir seu fundamento lógico, men-cionando algumas referências pertinentes.

Materiais e métodos. Esta parte do texto inclui a seleção de procedimentos para o trabalho expe-rimental, e se identificam os métodos e equipes com suficiente detalhe para permitir sua reprodução. Os procedimentos matemáticos e estatísticos também devem descrever-se com detalhe.


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Resultados. Devem apresentar-se em sequência lógica, com suas respectivas tabelas e gráficas, e os comentários dos principais resultados durante a investigação.

Discussão. Nesta seção os autores enfatizam os aspectos mais importantes do estudo e se com-param com os resultados de outras investigações similares. Devem-se evitar as conclusões que não estejam apoiadas nos resultados.

Conclusões. Anotar uma ou mais conclusões que se desprendem do estudo.

Agradecimentos. Nesta seção aparecerão as colaborações por trabalho que não justifica a autoria, a ajuda técnica recebida, as ajudas financeiras, e o material de apoio.

Os demais artigos deverão ter no mínimo, resumo, palavras importantes, o desenvolvimento do tema e as conclusões.

PRÉVIA REVISÃO PARA CUMPRIMENTO DE POLÍTICAS EDITORIAIS E NORMAS PARA PUBLICAÇÃOVerificação do cumprimento das normas editoriais. O Editor realiza uma revisão na que se verifica que o manuscrito cumpra com as normas estipuladas neste documento: entrega da infor-mação solicitada, licenciamento da obra, estrutura completa e adequada do manuscrito, de acordo com a política editorial e citação de acordo com as normas APA 6ª edição. O autor pode verificar o cumprimento dos requisitos e normas antes de enviar o manuscrito utilizando o formato de verifi-cação que se encontra disponível na página web: Revistas Científicas Lasallistas.

Revisão Editorial. Posterior à verificação do cumprimento das normas editoriais, antes de ser enviados à avaliação por pares, o editor realiza uma avaliação prévia de todos os manuscritos que cumpram as normas editoriais. O objetivo desta revisão prévia é comprovar que o artigo cumpra com a estrutura estabelecida e seus conteúdos claros e pertinentes, para facilitar a avaliação por parte dos pares. Como resultado, o manuscrito será enviado a avaliação por pares, devolvido aos autores para correções ou recusado.

REVISÃO POR PARES (PEER-REVIEW)Uma vez o Editor verifica que o artigo cumpre com todos as linhas estabelecidas pela Revista, envia o manuscrito a dois avaliadores externos, no mínimo, quem avaliam a qualidade científica da publicação e emitem seu conceito por escrito no formato estabelecido para dito fim. A avaliação se realiza de forma anônima tanto para o autor como para o avaliador (cego dobro). O Editor revisa e valoriza as avaliações, assessora-se pelos Comitês Editorial e Científico ou por pessoas idóneas e como resul-tado, aceita a publicação do manuscrito, devolve-o aos autores para correções, ou o recusa de forma definitiva. Nos casos em que se solicitam correções, os autores devem enviar a nova versão, num prazo máximo de dez (10) dias calendário a partir da data de notificação. O manuscrito se publica em linha e de forma impressa, da qual se enviam dois exemplares ao autor principal.

Referências. As referencias se devem realizar tendo em conta as normas da American Psychological Association (APA) sexta edição que podem ser conferidas na direção eletrônica http://www.apastyle.org/ .


Información para obtener y reproducir los documentos publicados

Con fines educativos, se permite la reproducción parcial o total de los artículos publicados en la re-vista Producción + Limpia siempre que se cite la fuente.

Los artículos de cada número de nuestra revista pueden ser obtenidos en formato PDF en esta direc-ción http://www.lasallista.edu.co/fxcul/docuencia/publicaciones.htm#pl, las solicitudes de versiones impresas serán atendidas por el Editor de la revista a la dirección: Carrera 51 Número 118 Sur 57, Caldas (Antioquia, Colombia), ó al correo electrónico: [email protected]

Information to obtain and reproducing the published articles

With educational goals the partial or total reproduction of the published articles in la revista Produc-ción + Limpia is allowed as long as the source is always cited.

Each of the articles of our journal issues can be obtained in PDF format in the following web page http://www.lasallista.edu.co/fxcul/docuencia/publicaciones.htm#pl. The printed version request will be attended by journal Editor in the address: Carrera 51 Número 118 Sur 57, Caldas (Antioquia, Colom-bia), or to the E-mail: [email protected]

Informação para obter e reproduzir os documentos publicados

Com fins educativos, permite-se a reprodução parcial ou total dos artigos publicados na revista Pro-ducción + Limpia, desde que se cite a fonte.

Os artigos de cada número de nossa revista podem ser obtidos em formato PDF em Informação para obter e reproduzir os documentos publicados esta direção http://www.lasallista.edu.co/fxcul/docuen-cia/publicaciones.htm#pl, as solicitações de versões impressas serão atendidas pelo Editor da revista à direção: Carreira51 Número118 Sur 57, Caldas (Antioquia, Colômbia), ou ao correio eletrônico: [email protected]

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