PROPUESTA PARA DESARROLLAR UNA PLANTACIÓN FORESTAL DE LA ESPECIE JATROPHA CURCAS PARA EXTRACCIÓN DE BIODIESEL EN EL MUNICIPIO DE GUADUAS, CUNDINAMARCA PROPOSAL TO THE DEVELOP A SPECIES FOREST PLANTING JATROPHA CURCAS FOR BIODIESEL EXTRACTION IN THE GUADUAS MUNICIPALITY, CUNDINAMARCA Lina Paola Arévalo Méndez1 Paula Andrea Rojas Gutiérrez2 Ricardo Linares Prieto3 1

Ing. Geógrafa y Ambiental, Especialista en Planeación Ambiental y Manejo Integral de los Recursos Naturales, Bogotá D.C., Colombia [email protected] 2 Microbióloga Industrial, Especialista en Planeación Ambiental y Manejo Integral de los Recursos Naturales, Bogotá D.C., Colombia [email protected] 3 Ing. Forestal, Magíster en Desarrollo Rural Bogotá D.C., Colombia [email protected]

Resumen: Este artículo presenta una propuesta para desarrollar una plantación forestal de la especie Jatropha curcas para extracción de aceite base de biodiesel en el municipio de Guaduas, Cundinamarca. La propuesta ha sido planteada como una alternativa de fuente energética renovable y con menor grado de contaminación que las de origen fósil y a la vez, como fuente de generación de empleo para el Municipio. Dentro del texto, se identificaron las condiciones ambientales para establecer la especie, y los métodos y técnicas de plantación. Por último, se hace un análisis del Municipio, identificando las áreas aptas para el cultivo de la especie, de acuerdo con sus requerimientos y lo establecido en el Plan Básico de Ordenamiento Territorial del Municipio. Palabras Clave: Jatropha curcas, especie, cultivo, biodiesel, zonificación Abstract: This article presents a proposal for the development of a forest plantation of Jatropha curcas species for the extraction of oil-based biodiesel in Guaduas, Cundinamarca-municipality. Within the text, the environmental conditions for the establishment of the species, and planting methods and techniques are identify. Finally, an analysis of the municipality is made in order to identify suitable areas to cultivate the species according to their growing requirements and to the requisites established by the Municipality Basic Zoning Plan. Key words: Jatropha curcas, species, farming, biodiesel, zoning

1 Introducción La creciente demanda de combustibles fósiles para producir energía por combustión, ha generado emisión de gases en la atmósfera con efecto invernadero, que contribuye al cambio climático. Por esta razón y teniendo en cuenta que las reservas mundiales de estos combustibles tienden a agotarse por ser fuentes de energía no renovables, en los últimos años se ha incrementado la búsqueda de energías alternativas que han ido ganando popularidad como opción para enfrentar las problemáticas mencionadas. De esta manera, los biocombustibles han surgido como una opción apropiada, por ser energía renovable [1]. Algunos cultivos agrícolas como la palma de aceite, la caña de azúcar, el maíz, la colza, la soja y el trigo, se han utilizado para producir biocombustibles líquidos. Sin embargo, el aumento del uso de tierras agrícolas para cultivos energéticos, ha generado competencia con la producción de alimentos y provocado el incremento del precio de los mismos y la deforestación [2]. Por esta razón, es importante enfocar la búsqueda hacia otro tipo de especies que sean promisorias para producir biocombustibles y que no compitan con los alimentos. En este sentido, hoy se está trabajando con especies oleaginosas como la Jatropha curcas que es una especie prominente para producir energía a partir del aceite de sus semillas y los subproductos que se generan durante el proceso, sirven como fertilizantes, en la producción de jabones y tintes, entre otros [3]. Con base en lo anterior y considerando el alto costo e impacto que generan los hidrocarburos, es importante desarrollar una alternativa de fuente energética y de empleo, como lo es el cultivo de especies vegetales para extraer aceite base de biodiesel que además de ser renovable y con menor grado de contaminación que el de origen fósil, amplíe el nivel de ocupación rural y mejore el ingreso de las comunidades involucradas. La producción de aceites base de biodiesel en países en vía de desarrollo, permite tener una producción económica de un producto de exportación o de consumo interno y de creación de fuentes de empleo. Por esta razón y teniendo en cuenta que la plantación de especies oleaginosas forma parte de los planes agropecuarios del Ministerio de Agricultura y estrategias del Gobierno nacional en la generación de empleos, el presente trabajo tiene como objetivo elaborar una propuesta para establecer una plantación forestal de la especie Jatropha curcas, destinada a la extracción de biodiesel en el municipio de Guaduas, Cundinamarca, y que después sirva como modelo para otros municipios. La propuesta para desarrollar una plantación forestal de la especie Jatropha curcas para extraer biodiesel en el municipio de Guaduas, Cundinamarca, comprenderá una descripción general de la especie, sus usos, las condiciones ambientales para su establecimiento y la definición de los métodos y técnicas de plantación. Su resultado se condensará en un documento base con los lineamientos para desplegar la propuesta a un trabajo de campo en donde la plantación forestal de la especie Jatropha curcas para extraer aceite base de biodiesel, sirva como alternativa de producción para el desarrollo económico y social en el municipio de Guaduas, Cundinamarca. Para tal fin, se identificarán las áreas del Municipio aptas para establecer la especie, y se analizará el potencial de mercado.

2 Materiales y métodos La propuesta para el municipio de Guaduas que se encuentra ubicado al Noroccidente del departamento de Cundinamarca, tiene un área de 757 Km2 y limita por el Norte con Puerto Salgar y Caparrapí; por el Oriente con Caparrapí, Útica, Quebrada Negra y Villeta: por el Sur con Vianí, Chaguaní y San Juan de Río Seco, y por el Occidente, con el río Magdalena que la separa de los departamentos de Caldas y Tolima. La cabecera municipal se encuentra a una altura de 992 msnm y a una temperatura media de 23,5 o C [4]. Para determinar las zonas de Guaduas aptas para cultivar la Jatropha curcas, de acuerdo con los requerimientos de la especie, se hizo un análisis del territorio, con base en la información del Plan Básico de Ordenamiento Territorial del Municipio. Este análisis se concentró en la información climatológica, edafológica, usos del suelo, y pendientes, por ser los principales requerimientos de la especie. Como el Municipio suministró la información cartográfica en ambiente AUTOCAD formato DWG, fue necesario editarla y exportarla con sus respectivas topologías a formato SHP. Este formato permite manejar la información en un ambiente ARCGIS, software de Sistemas de Información Geográfica (SIG), que permite realizar operaciones de análisis para obtener la zonificación requerida. En este paso, se obtuvo información cartográfica básica del Municipio en formato SHP y otras variables temáticas como alturas, pendientes, suelos, usos del suelo y predios. Mediante el proceso de superposición y procesamiento de la información cartográfica digitalizada con el uso de un software SIG, se identificaron y cuantificaron las áreas con su altitud, precipitación, temperatura, pendiente y usos del suelo adecuados para establecer en Guaduas, una plantación de Jatropha curcas. Este procedimiento consistió en la selección e intersección de mapas digitales para crear un mapa final que muestre las áreas con potencial productivo en función de los requerimientos agroecológicos de la especie.

Como resultado de este proceso, se generaron cuatro mapas a escala 1:150.000. Por último, se organizaron los resultados obtenidos durante el desarrollo de la propuesta, se plasmaron las generalidades de la especie Jatropha curcas y se analizó del territorio de Guaduas, con el fin de zonificar las áreas aptas para el cultivo e identificar el potencial del mercado.

3 Descripción de la especie Jatropha curcas es una especie oleaginosa de porte arbustivo con más de 3.500 especies agrupadas en 210 géneros. Originaria de México y Centroamérica, crece en la mayoría de los países tropicales. Se cultiva en América Central, Sudamérica, Sureste de Asia, India y África. Jatropha curcas es un arbusto o árbol pequeño, caducifolio que puede alcanzar una altura de 5 m, con diámetro de altura de pecho de hasta 20 cm. La planta muestra un crecimiento articulado, con una discontinuidad morfológica en cada incremento. De corteza blanco grisácea, exuda látex traslúcido. Por lo general, se forman cinco raíces, una central y cuatro periféricas. Tiene entre cinco a siete hojas lobuladas poco profundas, con una longitud y anchura de 6 a 15 cm, que se disponen de forma alterna. Las inflorescencias se forman terminalmente en las ramas y son complejas, botánicamente se pueden describir como una cima. Las flores son unisexuales y de vez en cuando, se producen flores hermafroditas. La polinización se hace por insectos y después de ella, se forma un fruto elipsoidal trilocular. Las semillas son de color negro, de unos 2 cm de largo y 1 cm de diámetro [5]; contienen entre 50-60% de aceite, 30-32% de proteína y 60-66% de lípidos. Su producción anual promedio es de 5 toneladas por hectárea. La semilla tiene minerales como fósforo, calcio, sodio, potasio y magnesio [6]. Entre las plagas y enfermedades conocidas que atacan esta planta, se encuentran los “barrenadores del tempate” (Lagocheirus undatus, Panthomorus femorauts), varios chinches que atacan las flores y los frutos (Leptoglossus zonatus, Pachycoris torrifus, Nezara viridula) [7]. Su ciclo productivo se extiende hasta los 45-50 años [8]. Las principales partes de la planta se muestran en la Figura 1.

Figura 1. Partes importantes de Jatropha curcas. a. Rama florecida. b. corteza. c. hoja. d. pistilos. e. flores masculinas. f. corte transversal del fruto inmaduro. g. fritos. h. corte longitudinal de los frutos Fuente: Heller, Joachim. Promoting the conservation and use of underutilized and neglected crops. 1. Physic Nut – Jatropha Curcas L. International Plant Genetic Resources Institute, p. 111 (1996).

En la Tabla 1, se describe la taxonomía, la clasificación botánica y los nombres comunes de la planta.

Tabla 1. Taxonomía Reino: Subreino: División: Clase: Subclase: Orden: Familia: Género: Especie: Nombre Común:

Plantae Tracheobionta Magnoliophyta Magnoliopsida Rosidae Euphorbiales Euphorbiaceae Jatropha Curcas Coquito, capate, tempate, piñón, piñoncito, piñol, piñón botija, higos del duende, barbasco, piñones purgativos, higo de infierno, frailecillo, purga de fraile, tua tua, nuez del physic y pinhao manso, entre otros.

Fuente: Cultivos Energéticos SRL & Cooperativa El Rosario Ltda. Ficha técnica de la Jatropha Curcas. En: http://www.faceaucentral.cl/pdf/ft_fatropha.pdf (enero de 2010)

La planta Jatropha curcas produce diversos beneficios con la utilización de sus subproductos. A continuación, se presentan algunos de los usos de la planta: Medicinales. El aceite de las semillas se usa como emético y purgante. El látex se usa para curar erupciones y afecciones de la piel, así como antiinflamatorio de los ojos. En dosis elevadas, el aceite produce alteraciones en el tubo gastrointestinal [9]. Las diferentes partes de la planta se pueden usar en úlceras estomacales, como purgante y laxante, en caries dentales, hemorroides, quemaduras, fiebre, gingivitis, abscesos, gonorrea, hongos y diarrea. Se usa contra el paludismo (en infusión), el reumatismo y la ictericia; es anticancerígeno y alivia la conjuntivitis [10]. Aceite industrial. Las semillas contienen hasta 50% de aceite que se usa como lubricante fino en relojería y aviación [10]. El aceite de sus semillas puede transformarse en biodiesel, mediante proceso de esterificación y, en caso de variedades tóxicas, el aceite de Jatropha puede transformarse en bio-pesticida. Los subproductos en la elaboración de biodiesel con aceite de Jatropha son: glicerina y pasta resultante de la extracción de aceite [11]. Tinte. El jugo de la hoja tiñe de rojo y las telas de un color negro indeleble. La corteza tiene un 37% de taninos que dan un colorante azul oscuro. El látex también tiene un 10% de tanino y se puede usar como tinta [7]. Alimento. Las semillas tostadas son comestibles, pues pierden su toxicidad después de la cocción [10]. La pasta que se forma al prensar la semilla para sacar aceite, no puede usarse directamente como alimento para animales porque es tóxica para ellos. Sin embargo, si se le hace un proceso de destoxificación, puede usarse para alimentar el ganado vacuno, los cerdos y las aves, pues contiene altos niveles de proteína (55-58%) [7]. Abono. Sin destoxificar, puede usarse como abono orgánico porque su alto contenido de nitrógeno, es similar al estiércol de gallina. El contenido en nitrógeno varía entre 3 y 4%. Las ramas y hojas tiernas también se usan como abono verde para árboles de coco (Cocos nucífera). Es una planta fijadora de nitrógeno [7]. Forestales. Es una especie de uso potencial en áreas deforestadas, y constituye una excelente alternativa de reforestación en suelos erosionados, marginales, ociosos y agotados, con una vida útil de 30-50 años. En el Trópico, se cultiva mucho como setos y cercas vivas, tutores de otros cultivos, control de la erosión y como árbol de sombra y ornato [7]. Biológicos. Sus flores atraen polinizadores y otros artrópodos benéficos muy importantes para el control biológico. Bioinsecticidas. Los ésteres de forbol presentes en las variedades tóxicas, se utilizan como bioinsecticidas contra ciertas plagas que atacan el sorgo y el maíz en países de África [12]. Bono de CO2. En la producción de biodiesel, el cultivo de la Jatropha curcas ahorra el consumo de diesel fósil por producción (sustitución de petróleo fósil), producción de proteína (sustitución de soya), y por fijación de carbón en troncos y raíces, entre 7 y 8 toneladas de CO2 por Ha y año, lo cual representa más del doble de cualquier cultivo forestal para madera [13]. A continuación, en la Figura 2 se resumen los usos y beneficios mencionados, extraídos como productos secundarios de la Jatropha curcas.

Jatropha curcas Conservación agua / control de erosión / cerca viva / combustible / abono verde

Frutos

Hojas

Latex

Fertilizante

Usos medicinales Anti-inflamatorio Sustancia fertilizante

Cicatrizante Usos medicinales

Cáscara

Semillas

Usos medicinales Anti-inflamatorio Sustancia fertilizante

Insecticida Forraje

Aceite de las semillas

Masa de las semillas

Jabón Biocombustible Insecticida Usos medicinales

Fertilizante orgánico forraje

Cáscara de las semillas Combustibles Fertilizante orgánico

Figura 2. Algunos usos de la Jatropha curcas Fuente: Adaptado de Plant Research International B.V. Claims ans facts on Jatropha curcas L., p. 3 (2007).

3.1 Condiciones ambientales para el crecimiento de la especie La especie Jatropha curcas se encuentra especialmente en pequeñas elevaciones, y su distribución altitudinal varía de 0 a 1.500 msnm, en matorrales de áreas secas o húmedas, en planicies o colinas, con precipitaciones anuales de 300 a 1.800 mm y temperatura media de 18 a 28°C, aunque se planta en sitios con temperaturas de hasta 34°C. Resiste la sequía y se adapta a gran variedad de suelos, incluidos los de bajo contenido de nutrientes, aunque los prefiere livianos, bien drenados y con buena aireación. En suelos pesados, la formación de raíces se ve limitada [7]. Requiere texturas franco-arenosas o arcillo-arenosas [13]. La Tabla 2 muestra los requerimientos generales de la especie.

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Tabla 2. Requerimientos de la Jatropha curcas Clima y suelo en condiciones naturales Precipitación anual

300 – 1.800 mm

Suelos

Altitud

0 – 1.500 msnm

Textura

Temperatura media

18 – 28oC

Temperatura máxima

34 oC

Drenaje Pendiente

Se adapta a suelos con bajo contenido de nutrientes, y tolera suelos infértiles. Se adapta a una gran variedad de climas y suelos. Franco-arenosas o arcilloarenosas Bien drenados y con buena aireación Plana a ondulada

¿Dónde crece mejor?

Factores limitantes

En bajas elevaciones, por debajo de los 1.000 msnm, en áreas secas o húmedas, en planicies o colinas, con precipitaciones de 600 a 1.200mm y temperaturas entre 18 a 28°C.

En suelos pesados, crece mal porque la formación de raíces se ve limitada

Fuente: Adaptación de OFI-CATIE. Árboles de Centroamérica. Jatropha curcas L. En. http://herbaria.plants.ox.ac.uk/adc/downloads/capitulos_especies_y_anexos/jatropha_curcas.pdf (enero de 2010)

3.2 Métodos y técnicas de plantación En el desarrollo del proyecto, se mostrará la cadena y las técnicas de plantación para producir biocombustibles a partir de semillas, iniciando desde el tratamiento pre-germinativo hasta el manejo agronómico como guía para el desarrollo del cultivo. La especie necesita tratamiento para inducir la germinación: se usa la inmersión en agua a temperatura ambiente durante 3-4 días o inmersión en agua caliente por 15 minutos. La germinación ocurre entre 13 y 19 días [7]. Las semillas son longevas y debe reducirse su humedad hasta alcanzar entre 5 y 7% antes de almacenarse. A temperatura ambiente, las semillas pueden mantener su poder germinativo por lo menos durante un año. Esa característica de longevidad es una ventaja en relación con otras oleaginosas. Sin embargo, con el tiempo, el aceite varía su pH y puede afectar el proceso de transesterificación para producir biodiesel, lo cual encarecería el proceso industrial, al requerir un mayor consumo de materia prima. Las semillas pueden ser prensadas en cualquier máquina extractora de aceite para el procesamiento de presión en frío [7]. La siembra puede hacerse en camas de arena o directamente en bolsas, con la cicatriz de la semilla hacia abajo. En las bolsas, se recomienda un sustrato franco a franco arenoso, preferiblemente mezclado con abono orgánico. Las plantas tardan de cinco a siete semanas para alcanzar la altura apropiada para su establecimiento en el campo. Aunque las plántulas crecen muy rápido, deben permanecer en las bolsas por tres meses hasta alcanzar entre 30 y 40 cm de alto. Para entonces, las plántulas ya habrán desarrollado su olor repelente que les impedirá ser atacadas por los animales [14]. El piñón se puede propagar asexualmente por partes vegetativas, y por forma sexual. Otra buena opción de reproducción, es cultivar tejidos para propagación rápida y mejoramiento genético en genotipos seleccionados de Jatropha curcas, lo cual permite proveer material con rapidez para nuevas plantaciones, considerando genotipos seleccionados de acuerdo con sus propiedades como productividad y resistencia, entre otras [14]. Se conocen varias formas de propagación, entre las cuales la más conocida por los productores, es el brotón o estaca. Sin embargo, como su propósito es producir frutos y aceites, la siembra por semilla es la más adecuada. Cuando se obtiene la planta por semilla, tarda 2 años en producir la primera cosecha; cuando se planta por estacas, la

primera producción se obtiene al año, con la ventaja de que la planta no sufre variabilidad ante la posibilidad de cruzarse con otras especies [15]. Los frutos se recolectan cuando comienzan a abrir y se transportan al lugar de procesamiento, en sacos de yute u otros recipientes destinados para este fin. Un kilogramo contiene entre 1.000 y 2.370 semillas. Se ha confirmado que la exposición directa al Sol, tiene efectos negativos sobre la viabilidad de las semillas y por ello, se recomienda secarlas en la sombra. Una vez separadas de los frutos, las semillas deben secarse hasta alcanzar un contenido de humedad bajo (5 a 7%), y almacenarse en contenedores impermeables. En cuanto a podas, aún no se ha determinado con exactitud, cuál es la forma y tiempo de poda más eficaces, pero se hacen podas de formación al segundo año y de fructificación desde el tercer año en adelante [14]. Se considera necesarias las podas del cultivo a partir de los tres años, porque regulan la altura de las plantas, facilitan la cosecha, permiten la penetración de la luz hasta las ramas inferiores y la entrada del tractor para eliminar e incorporar malezas y rastrojos, además de aumentar los rebrotes productivos. También se hacen como una práctica de saneamiento para eliminar las ramas muertas y evitar la pudrición. Después de la poda de las ramas, se debe aplicar cal disuelta en agua u oxicloruro de cobre en el área del corte, para ayudar a una rápida cicatrización y evitar daños por insectos como el barrenador que aprovecha las heridas para entrar en la planta [14].

4 Identificación de las áreas para establecer la especie La identificación de áreas para establecer la especie Jatropha curcas en el municipio de Guaduas, se hizo zonificando la superficie en unidades con características similares, relacionadas con la aptitud de la tierra y los usos del suelo reglamentados en el Acuerdo 036 del 17 de septiembre de 2000: Plan Básico de Ordenamiento Territorial municipio de Guaduas, y de acuerdo con los requerimientos de la especie definidos en la Tabla 2.

4.1 Zonificación según usos del suelo Al revisar la zonificación de los usos del suelo, de acuerdo con el Plan Básico de Ordenamiento Territorial (PBOT), del Municipio, se determinó que la plantación forestal de la especie Jatropha curcas se puede hacer en las Áreas Forestales Productoras de las Zonas de Conservación y Protección y en Zonas Agropecuarias en Áreas Agropecuarias Semi-intensiva o Semi-mecanizada y Áreas Agropecuarias Intensiva o Mecanizada. A continuación, se relacionan las características y los usos reglamentados para cada una de ellas. Áreas Forestales Productoras: Su fin es la producción forestal directa o indirecta. La producción es directa cuando la obtención de productos implica la desaparición temporal del bosque y su posterior recuperación; es indirecta cuando se obtienen los productos sin desaparecer el bosque. Uso Principal: mantenimiento y establecimiento de plantaciones forestales. Usos Compatibles: recreación contemplativa, rehabilitación ecológica e investigación. Usos Condicionados: aprovechamiento de plantaciones forestales, infraestructura para el aprovechamiento forestal, minería, casa del propietario y de los trabajadores. Usos Prohibidos: agropecuario tradicional o intensivo, minería, industriales diferentes a la forestal, urbanizaciones o loteo para construir viviendas y otros usos que causen deterioro ambiental [16]. Áreas de uso agropecuario semi-mecanizado o semi-intensivo: son aquellas áreas de mediana capacidad agrológica que se caracterizan por un relieve entre plano a moderadamente ondulado, profundidad efectiva de superficial a moderadamente profunda, con sensibilidad a la erosión, pero que pueden permitir una mecanización controlada o uso semi-intensivo. Uso Principal: agropecuario tradicional a semimecanizado y forestal. Se debe dedicar el 15% del predio para uso forestal protector productor para promover la malla vial ambiental. Usos Compatibles: construcciones de establecimientos institucionales de tipo rural, granjas avícolas o cunículas, vivienda del propietario. Usos Condicionados: cultivos de flores, granjas porcinas, embalses, recreación en general, vías de comunicación, infraestructura de servicios y parcelaciones rurales para vivienda campestre, siempre y cuando no resulten predios menores a la autorización por parte del Municipio para tal fin. Usos Prohibidos: usos urbanos y suburbanos, industriales y loteo con fines de construcción de vivienda [17].

Áreas de uso agropecuario mecanizado o intensivo: comprende las áreas de alta capacidad agrológica, en donde se pueda prever la implantación de sistemas de riego y drenaje, caracterizados por relieve plano, sin erosión, suelos profundos y sin peligro de inundación. Uso Principal: agropecuario mecanizado o altamente tecnificado y forestal. Se debe dedicar como mínimo, el 10% del predio para uso forestal protector para promover la formación de la malla vial ambiental. Usos Compatibles: infraestructura para distritos de adecuación de tierras, vivienda del propietario, trabajadores y usos institucionales de tipo rural. Usos Condicionados: cultivos de flores, agroindustria, granjas avícolas, cunículas y porcinas, minería a cielo abierto y subterránea, infraestructura de servicios y centros vacacionales. Usos Prohibidos: industriales, usos urbanos y sub-urbanos [18]. Las Áreas de Uso Agropecuario Tradicional no se tuvieron en cuenta, porque de acuerdo con el PBOT, son aquellas áreas con suelos de relieve quebrado susceptibles a los procesos erosivos y de mediana a baja capacidad agrológica [19], y la especie requiere pendientes planas a onduladas. 4.2 Pendientes Para obtener las zonas aptas para el cultivo de Jatropha curcas de acuerdo con los requerimientos relacionados con la pendiente del terreno del municipio de Guaduas, fue necesario realizar un Modelo Digital de Elevación, a partir de las curvas de nivel del Municipio (Apéndice B: Pendientes). 4.3 Zonas aptas para el cultivo de Jatropha curcas Teniendo en cuenta los requerimientos de clima y suelo de la especie, y las zonificaciones elaboradas anteriormente, se consiguieron las áreas aptas para el cultivo mediante la superposición de dicha información y la generación de un mapa final que muestra las áreas con potencial productivo, en función de los requerimientos de la especie (Apéndice C: Zonas Aptas para Cultivo de Jatropha Curcas). 5 Alternativas de producción Las alternativas de producción se enfocaron básicamente en la producción de aceite para obtener biodiesel a partir de las semillas de Jatropha curcas. Esta alternativa brinda a las comunidades, la oportunidad de un desarrollo económico que genera cambios en las opciones tradicionales de su sustento económico. La obtención del biodiesel se basa en la reacción con metanol o etanol (transesterificación), de las moléculas de triglicéridos para producir ésteres. De esta manera, se consigue que las moléculas grandes y ramificadas iniciales, de elevada viscosidad y alta proporción de carbono, se transformen en otras de cadena lineal, pequeñas, con menor viscosidad y porcentaje de carbono, y de características fisicoquímicas y energéticas similares al gasoil. El biodiesel que se obtiene puede utilizarse como único combustible o en mezclas con el gasoil, sin efectuar alguna modificación en el motor. Las semillas contienen cerca de 38% de aceite en peso. De esta cifra, se puede obtener entre 27 y 32% de aceite, usando máquinas extractoras de presión en frío. Este aceite después de transesterificarse (metilester o etilester), culmina con la producción de biodiesel que se puede emplear en mezclas B2, B5, B10, B20 ó puro (B100). Si se usan algunos extractos como solventes orgánicos, la extracción puede aumentar. Además del aceite, se puede aprovechar otros subproductos de la especie, como por ejemplo: la glicerina para elaborar productos cosméticos y el látex como medicina alternativa para la digestión. La cáscara también puede transformarse, mediante un proceso de digestión anaerobia, en biogás y biofertilizante (efluente del digestor), que podría optimizar los rendimientos energéticos. Las semillas pueden ser prensadas en cualquier máquina extractora de aceite diseñada para su procesamiento de presión en frío, y se obtiene el aceite de la semilla que puede utilizarse en la fabricación de jabones, insecticidas y lubricantes, así como en combustible para las cocinas y faroles de alumbrado, y para producir biodiesel. Si se logra destoxificar, podría emplearse en la alimentación humana. El producto residual que queda luego del prensado, se denomina torta que es una mezcla de carbohidratos, fibra, proteína y el aceite que no se pudo extraer, y que contiene algunos componentes tóxicos. Aún así, es muy útil como biofertilizante, debido a su alto contenido de nitrógeno [20].

6 Potencial de mercado

El municipio de Guaduas está integrado a la Región, por una vía importante como lo es la autopista a Medellín, con dos opciones desde Bogotá. La primera que une a las poblaciones de Mosquera, Madrid, Facatativá, Albán, Sasaima y Villeta, con una longitud de 82 Km que sigue hacia Honda; y la segunda que une a Bogotá con los municipios de La Vega, Villeta, Guaduas, Puerto Bogotá y Honda. Estas dos vías constituyen ejes de interconexión regional y nacional que forman parte de la red vial principal, a cargo del Instituto Nacional de Vías (INVIAS). Guaduas posee una red vial municipal que se desprende de la carretera nacional Bogotá – Honda. Estas vías comunican la cabecera municipal con las diferentes variantes hacia cabeceras municipales y veredales, y de estas últimas, algunas trochas de acceso a los diferentes predios. Dada su cercanía a Bogotá (114 Km), Guaduas cuenta con buena infraestructura vial y resalta la vía que de Bogotá conduce a la costa Atlántica, y posee vías secundarias y terciarias que permiten intercomunicarse con municipios vecinos, lo cual facilitaría la comercialización del biodiesel al disminuir los fletes y en general, los costos de transporte y distribución. Además, la Región permite integrar la opción de biodiesel con las compañías que procesan combustibles a partir de petróleo. Con la facilidad de las vías de transporte mencionadas, surgen como mercados potenciales los municipios vecinos, el sistema de transporte masivo de Bogotá y la costa Atlántica. Además, teniendo en cuenta que la Región es productora de panela, en cuyo proceso se requiere combustibles y lubricantes para la hornilla [21], también es posible reemplazar los combustibles fósiles utilizados el aceite de la Jatropha curcas.

7 Resultados y análisis Como resultado de la zonificación por usos del suelo que se hizo para desarrollar el proyecto, se encontró que en el Municipio existe un total de 28.809 Ha aptas para el cultivo de la especie, y la mayoría de esta área se encuentra en áreas Agropecuarias semi-mecanizada o semi-intensiva con 20.862,8 Ha, seguidas por áreas Agropecuarias intensivas o mecanizadas con 7.168,1 Ha y suelos con vocación forestal productora con 778,1 Ha. En la siguiente tabla, se presenta un resumen con el total de hectáreas aptas para el cultivo de Jatropha curcas, discriminadas por uso del suelo según resultado de la zonificación hecha en esta etapa del proyecto. Las áreas para cada uso se relacionan en la Tabla 3. Tabla 3. Superficie de los usos del suelo aptos para cultivar Jatropha curcas según PBOT Uso Suelos con vocación forestal productora Agropecuaria mecanizada o intensiva Agropecuaria semi-mecanizada o semi-intensiva Total

Área (Ha) 778,0819 7.168,1210 20.862,8054 28.809,0084

La zonificación determinada se incluyó en el Apéndice A: Usos del Suelo Aptos para cultivar Jatropha curcas según el PBOT. Con el mapa de pendientes que se elaboró, se pudo determinar el porcentaje de las pendientes y en consecuencia, se asignaron las características respectivas que se muestran en la Tabla 4.

Tabla 4. Rangos de pendientes Pendientes (%) 0% - 13%

Ligeramente Ondulado a Ondulado

13% - 31%

Fuertemente Ondulado Fuertemente ondulado a Quebrado

31% - 57%

Fuertemente Quebrado

>57%

Escarpado a Muy escarpado Muy escarpado

Como resultado de zonificar las áreas aptas para el cultivo, se desecharon los suelos con vocación forestal productora y se confirmó que en el Municipio existe un total de 13.072,98 Ha aptas para el cultivo de la especie, divididas en áreas Agropecuarias semi-mecanizada o semi-intensiva con 7.567,40 Ha y áreas Agropecuarias intensiva o mecanizada con 5.505,58 Ha. El mayor número de áreas aptas para el cultivo, se localizan en el Suroccidente y Centro Occidente del Municipio. El estudio definió las áreas aptas para cultivar Jatropha curcas en el municipio de Guaduas, que se relacionan en la Tabla 5. Tabla 5. Áreas aptas para cultivar Jatropha curcas en el municipio de Guaduas Áreas aptas para el cultivo Uso

Area (Ha)

Agropecuaria semi-mecanizada o semi-intensiva

7567,4056

Agropecuaria mecanizada o intensiva

5505,5797

Total

13072,9852

Una vez confirmadas las áreas aptas para cultivar Jatropha curcas en el municipio de Guaduas, se hizo el cruce con la información predial del Municipio y se encontró que en 720 predios, se puede realizar actividades relacionadas con la siembra de la especie (Apéndice D: Predios Aptos para Cultivo de Jatropha curcas). 8 Conclusiones Jatropha curcas es una especie prominente para producir energía a partir del aceite de sus semillas. Debido a la creciente demanda de biodiesel como energía renovable, el cultivo de Jatropha curcas representa una excelente alternativa que puede contribuir al desarrollo económico y social en los municipios que cumplan con las condiciones que requiere la especie para su crecimiento. El cultivo de esta especie presentaría ventajas en cuanto al incremento y diversificación del mercado laboral y las actividades económicas en áreas rurales, y además puede proveer servicios de energía en hogares, industria y transportes. La producción de Jatropha curcas permite la diversificación energética y la incorporación de energías renovables. El biodiesel obtenido disminuirá la importación y dependencia del petróleo. Como el proceso de elaboración industrial del biodiesel a partir del aceite de las semillas de Jatropha curcas no contiene azufre, no se genera emisión de este elemento. Además, los motores no necesitarían modificaciones para usarlo y puede mezclarse en cualquier proporción con el gasoil fósil, mejorando la calidad del combustible obtenido. Además de evaluar la rentabilidad, en el momento de establecer un cultivo de Jatropha curcas, es necesario hacer la planeación respectiva con el fin de que no haya competencia con cultivos para producir alimentos. En el municipio de Guaduas, Cundinamarca, existen las condiciones agroecológicas para cultivar la especie Jatropha curcas. Existe un total de 13.072,98 Ha aptas para cultivar la especie en áreas Agropecuarias semimecanizada o semi-intensiva y áreas Agropecuarias intensiva o mecanizada, localizadas en su mayoría en el Sur Occidente y Centro Occidente del Municipio. En estas zonas del Municipio, se puede planear el desarrollo del cultivo para producción de aceite base de biodiesel.

El municipio de Guaduas cuenta con buena infraestructura vial que facilitaría la comercialización del biodiesel, pues disminuirían los fletes y los costos por logística de transporte y distribución. Además, la Región ofrece la opción de integrarla dentro de las compañías que procesan combustibles a partir de petróleo. Bibliografía 1. Unep. Acuerdos Ambientales y Producción más limpia. Preguntas y Respuestas (2006). 2. Honty, Gerardo. Agrocombustibles y sustentabilidad en América Latina. Montevideo. Ponencia presentada en el IV Congreso Regional de Ingeniería Química (2008). En: http://www.agrocombustibles.org/conceptos/HontyAgrocombSustPonencia08.pdf (noviembre 2009). 3. Biodisol. 100 motivos para plantar Jatropha Curcas (pinhão manso). En: http://www.biodisol.com/biocombustibles/100-motivos-para-plantar-jatropha-curcas-para-biodiesel-pinhaomanso-pinon-de-leche-pinoncillo-pinon-botija-tempate-biocombustibles/ (noviembre 2009). 4. Alcaldía municipal de Guaduas. En: http://www.guaduas-cundinamarca.gov.co/index.shtml (abril 2010). 5. Heller, Joachim. Promoting the conservation and use of underutilized and neglected crops. 1. Physic Nut – Jatropha Curcas L. s.l.: International Plant Genetic Resources Institute (1996). 6.. Secretaría de Recursos Naturales y Ambiente. Cultivo de Jatropha curcas y construcción de una planta de biodiesel en San Esteban. Tegucigalpa (2006). En: http://jatrophacolombia.webcindario.com/jatrophabio.pdf (marzo 2010). 7. Ofi-Catie. Árboles de Centroamérica. Jatropha curcas L. En: http://herbaria.plants.ox.ac.uk/adc/downloads/capitulos_especies_y_anexos/jatropha_curcas.pdf (enero 2010). 8. Cultivos Energéticos SRL & Cooperativa El Rosario Ltda. Ficha Técnica de la Jatropha Curcas. En: http://www.faceaucentral.cl/pdf/ft_fatropha.pdf (enero 2010). 9. García Barriga, Hernando. Flora Medicinal de Colombia. Botánica Médica. T. II, p.104. Instituto de Ciencias Naturales - Universidad Nacional. Bogotá (1875). 10. Fundación Colombia sin hambre. Colombia sin hambre cultivando Jatropha Curcas. En: http://colombiasinhambre.com/proyectos_detalle.php?idb=81 (enero 2010). 11. De la Vega Lozano, Jorge Alejandro. Jatropha curcas L. Agro-Energía. En: http://jatrophacolombia.webcindario.com/JatrophaResumen.pdf (enero 2010). 12. Ceprobi-Ipn. Centro de Desarrollo de Productos Bióticos. El Piñón (Jatropha curcas L.) una planta nativa de México con potencial alimentario y agroindustrial. En: http://hypatia.morelos.gob.mx/No12/pinon.html (enero 2010). 13. Octagon. Jatropha curcas su expansión agrícola para la producción de aceites vegetales con fines de comercialización energética. Guatemala (2006). 14. Joker, Joseph. Jatropha curcas L., una especie arbórea con potencial energético en Cuba. La Habana (2003). 15. Biodisol. Jatropha Curcas (physic nut, pinhão manso, tempate). En: http://www.biodisol.com/biodiesel-quees-el-biodiesel-definicion-de-biodiesel-materias-primas-mas-comunes/jatropha-curcas-physic-nut-pinhao-mansotempate/(abril 2010). 16. Municipio de Guaduas. Plan Básico de Ordenamiento Territorial, artículo 43. Guaduas (2000). 17. --------., artículo 50. 18. --------., artículo 51. 19. --------., artículo 49. 20. López Sotolongo. Procesos para la Obtención de Biodiesel y sus Subproductos (2007). 21. Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural. La cadena agroindustrial de la panela en Colombia. Una mirada global de su estructura y dinámica 1991-2005. Observatorio Agrocadenas. Bogotá (2005).

Apéndice A: Usos del suelo aptos para cultivar Jatropha curcas según el PBOT

Apéndice B: Pendientes

Apéndice C: Zonas aptas para cultivar Jatropha curcas

Apéndice D: Predios aptos para cultivar Jatropha curcas