La ganadería sostenible en Colombia es posible con menos tierra y más árboles y arbustos

 Los sistemas silvopastoriles integran árboles, forraje y el pastoreo del ganado de una manera mutuamente beneficiosa, lo que no solo mejora la calidad y rapidez en la producción de carne y leche, sino que también ayuda a contrarrestar los gases de efecto invernadero generados por la ganadería extensiva tradicional. Así lo demostró un estudio de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) que analizó la producción de forraje de estos sistemas, instalados en distintas regiones del país por el proyecto Ganadería Colombiana Sostenible.

La ganadería extensiva es la actividad económica más común en el uso agropecuario del suelo en Colombia y es aquella que se lleva a cabo en terrenos grandes, habitualmente con monocultivo de pastos o gramíneas como forraje, como se conoce el alimento del ganando. Sin embargo este modelo tiene impactos negativos en los ecosistemas, genera acaparamiento de tierras, erosión, deforestación y contaminación de fuentes hídricas.

Frente a esta problemática, el proyecto Ganadería Colombiana Sostenible buscó mejorar la producción ganadera a través del trabajo amigable con el medioambiente, mediante el uso de sistemas silvopastoriles y la conservación de bosques nativos en las fincas colombianas. La iniciativa fue diseñada entre la Federación Colombiana de Ganaderos (Fedegan), el Centro para la Investigación en Sistemas Sostenibles de Producción Agropecuaria (Fundación Cipav), el Fondo para la Acción Ambiental y la Niñez (Fondo Acción), y The Nature Conservancy (TNC).

Un estudio liderado por el zootecnista Sebastián Montoya Uribe, magíster en Ciencias Agrarias con énfasis en Nutrición Bovina de la UNAL, evaluó los efectos de dicho proyecto nacional que instauró sistemas silvopastoriles en regiones ganaderas tradicionales como el Eje Cafetero, los valles de los ríos Cauca y Cesar, el Bajo Magdalena, la Orinoquia y las regiones lecheras de Boyacá y Santander.

“Mi trabajo consistió en evidenciar si era sostenible, especialmente sobre la calidad y cantidad de las plantas que nacen para la nutrición animal, y encontré que la siembra de botón de oro (Tithonia diversifolia), peladera o guaje (Leucaena leucocephala), y mata ratón (Gliricidia sepium), entre otras plantas, aporta nutrientes esenciales tanto en el suelo como en el forraje, y por consiguiente esto también mejora la producción de leche y carne”, explica el zootecnista Montoya.

Resultados prometedores en diversas regiones de Colombia

La investigación de la UNAL se realizó en 20 fincas de municipios como Pereira, Buga, San Juan del Cesar, San Diego, Codazzi, Valledupar, Luruaco, San Estanislao, Baranoa, San Martín y Cubarral (Meta), y en sitios de producción lechera como Duitama, Belén, Encino y Charalá, seleccionados por ser los más representativos en operar continuamente por 2 años y hacer un buen mantenimiento de los sistemas instalados por el proyecto de Ganadería Colombiana Sostenible.

“En estas fincas analizamos los rendimientos de las áreas cercadas no superiores a 5.000 m², con variedad de arbustos para forraje y árboles nativos según cada región, y encontramos un aumento  entre el 27 y 63 % en la oferta forrajera frente a los sistemas de árboles dispersos y el monocultivo”, detalla el investigador.

Las mejoras fueron notables no solo en cantidad sino también en calidad, pues el consumo de proteína cruda aumentó hasta en un 148 % y el consumo de cenizas –que contiene minerales– hasta un 42 % en comparación con los sistemas de ganadería tradicional.

Animales bien alimentados mejoran la producción

Dicha nutrición animal se refleja en la óptima producción ganadera: “mientras en un monocultivo bien manejado los animales pueden ganar 400 gramos diarios de peso, en los sistemas silvopastoriles los animales pueden ganar desde 600 hasta 900 gramos diarios”, añade el magíster Montoya.

Además, al conversar con los productores, el zootecnista evidenció más rapidez en la producción animal, pues antes se demoraba 32 meses en engordar por completo un animal, pero con el sistema silvopastoril ya se estaba logrando en 26 meses, lo que habilita el espacio para más ganando y aumenta el flujo de caja para los productores.

Impacto en la sostenibilidad y conservación

Además de los beneficios directos en la producción ganadera, los sistemas silvopastoriles ofrecen ventajas ecológicas significativas, ya que “los árboles, además de aportar sombra, actúan como reservorios de agua, lo que es crucial durante los periodos de estrés hídrico”, menciona el zootecnista Montoya. Esta práctica también contribuye a conservar la biodiversidad reduciendo la deforestación y la emisión de gases, y aumenta la diversidad de especies nativas y la conservación de los ecosistemas.

La investigación de la UNAL y el éxito del proyecto Ganadería Colombiana Sostenible subrayan la necesidad de adoptar prácticas ganaderas más sostenibles y propone una gran estrategia para aprovechar mejor la tierra. “La carga animal en Colombia es de 0,87 animales por hectárea, lo que nos da a entender que se tiene mucho espacio improductivo”, sostiene el investigador.

Esto demuestra que, independientemente del tamaño de la finca, la integración de árboles y forrajes diversos puede aumentar de manera significativa la productividad sin necesidad de expandir las áreas de pastoreo. “Además los sistemas silvopastoriles garantizan la biodiversidad y hacen que la ganadería tenga un impacto menos nocivo en el medioambiente”, concluye el magíster Montoya.

Este enfoque innovador contribuye a la lucha por mitigar el cambio climático, ofreciendo un futuro más sostenible para la ganadería en Colombia.

 

Es posible estimar cómo se comportará un deslizamiento y prevenir tragedias.

 Datos de la avenida torrencial ocurrida en Mocoa (Putumayo) en 2017, que implicó un poco más de 500 movimientos en masa, permitieron estimar –mediante dos metodologías– el nivel de amenaza en zonas específicas según la propagación que tendrían los deslizamientos de tierra superficiales. Esta información, que ya se aprovecha en otros países del mundo, se podría considerar aquí para mitigar con mayor efectividad el riesgo, elaborar mejores planes de ordenamiento territorial y proyectar adecuadamente una infraestructura segura.

Colombia es uno de los territorios con mayor amenaza por deslizamientos, con una probabilidad de media a alta “por su ubicación en el norte de América del Sur, una zona con un paisaje accidentado, lleno de montañas, con un clima tropical húmedo y patrones complejos de precipitación o lluvia”, explica Johnnatan Arley Palacio Córdoba, magíster en Ingeniería - Geotécnica de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín.

Y aunque los movimientos en masa suelen iniciar en las partes altas de las montañas, su afectación a la población e infraestructura se da en las zonas bajas, luego de su propagación.

“Justamente en eso nos enfocamos: en determinar los parámetros y la información que se debe tener en cuenta para modelar la propagación de deslizamientos, concretamente en los detonados por lluvia, que son los más frecuentes, para estimar cómo, por dónde y a qué velocidad podrían desplazarse, información de vital importancia en la planificación territorial”.

Para esto el magíster trabajó con datos obtenidos de la avenida torrencial ocurrida en 2017 en la capital de Putumayo, donde ocurrieron más de 500 deslizamientos en un área de cerca de 40 km².

“Trabajamos con dos modelos utilizados en otras zonas como los Alpes europeos, pero que se han empleado poco en geografías y climas tropicales como el nuestro. Para todo ello conté con la asesoría de los profesores Edier Aristizábal y Óscar Echeverri, y también del profesor Martín Mergili, de Austria”, anota.

Analizando lo ocurrido en Mocoa, el investigador Palacio estimó los rangos de los parámetros necesarios para cada modelo. “Así, para el más sencillo, llamado Flow-R, se determinó que, en caso de desprenderse suelo desde un área susceptible, el material podría modelarse con una velocidad máxima de 10 m/seg; entre 2 y 4 el rango que representa cómo se dispersa (pues este no se desplaza en línea recta), y 15 grados el ángulo mínimo entre en material deslizado y el depósito”, añade.

Para el modelo más complejo –conocido como r.avaflow– se establecieron algunas características físicas del material que se desprendió, y se estimó la fricción basal: “esta podemos entenderla imaginando dos esferas, una que baja rodando por un vidrio inclinado, a una alta velocidad y con poca fricción entre las superficies, y otra que baja por una pendiente de tierra y materiales diversos, moviéndose con mayor dificultad y fricción. La esfera se moverá en función de las características de cada superficie y de su propio material. Así estimamos, por ejemplo, si el movimiento en masa se detendrá en un punto o continuará. Para este modelo en específico es recomendable usar la fricción basal igual a la fricción del material que se desplaza”.

Así comprobó que con cada modelo es posible determinar la probabilidad mínima de afectación en una zona. El primero muestra gráficamente unas manchas de distintos colores, simbolizando una afectación que va del 0 al 100 %.

“Partiendo de esto definimos unos umbrales: todo lo que se encuentre bajo un 25 % se puede considerar con una afectación mínima, y lo que se encuentre por encima podrían como zonas que se verían afectadas. Sin embargo, los daños siempre deprenderán de los elementos expuestos como vías, viviendas, edificios o infraestructura vial”.

El segundo, por su parte, estima la altura del suelo que se podría depositar, la velocidad y la presión de impacto. “A partir de este modelo definimos que las zonas susceptibles son aquellas cubiertas por un depósito mayor a 50 cm, mientras aquellas cubiertas con depósitos menores no se consideran con gran afectación”.

Según el investigador, ambos modelos serían cruciales para la gestión del riesgo. Con base en sus estimaciones se podrían elaborar planes de ordenamiento territorial, regular la expansión urbana, proyectar grandes estructuras en lugares seguros, y construir muros de contención o similares para evitar tragedias.

 

Es posible gastar menos energía en la producción de baldosas

 Hasta un 70 % de consumo energético puede ahorrarse mediante el aislamiento correcto de los hornos de quemado. El impacto para el sector de las baldosas sería positivo tanto a nivel económico como ambiental.

Industrias como las dedicadas a la elaboración de cerámica, vidrio, hierro y cemento suelen ser intensivas en el consumo de energía, tanto térmica como eléctrica, lo que implica un alto grado de emisiones de CO₂ o dióxido de carbono al ambiente.

Harol Andrés Córdoba Enríquez, magíster en Ingeniería - Sistemas Energéticos de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, menciona que, en la industria cerámica, concretamente en el subsector de baldosas, el consumo de energía representa el 30 % de los costos de producción.

“Teniendo en cuenta la necesidad de moderar las emisiones de CO₂ en razón del cambio climático, es crucial conocer e implementar las tecnologías y prácticas que llevarían a un ahorro energético eficiente”, afirma.

El proceso de elaboración de baldosas inicia con la preparación de la materia prima, en este caso el barro, que se lleva a punto para que sea trabajable en las etapas siguientes. Posterior a esto, se da comienzo a la “formación”, en la que el barro se cuece y se le da la forma deseada. Luego viene el esmaltado y la decoración y, finalmente, la etapa de quemado, en la que más energía se consume.

Los energéticos usados en la producción de baldosas cerámicas son la energía térmica, proveniente del gas natural. La matriz de consumo energético de este subsector es 80 % térmica y 20 % eléctrica.

“Hablamos de hornos muy grandes, que pueden extenderse, desde la entrada hasta el final, tanto como una cancha de fútbol. Ahí llega el barro crudo, se quema y sale como un producto listo para venderse. Además, está el agravante de que estos sistemas nunca se apagan, permanecen activos las 24 horas del día durante los siete días de la semana”, anota.

Bajo este contexto, el investigador Córdoba emprendió una revisión exhaustiva de literatura, con más dos décadas de antigüedad, enfocada en el ahorro energético con el fin de mejorar el ámbito económico de las empresas.

Señala que, “a las grandes industrias, a las personas como nosotros, nos llega la factura de energía y listo, pero detrás están los equipos y actividades que pueden significar un ahorro o no”.

En búsqueda de la alternativa idónea

En total se recolectaron 103 artículos, de los cuales se seleccionaron 52, teniendo en cuenta criterios como: que presentaran información del sector cerámico, consumos energéticos del proceso de producción de baldosas, tecnologías o medidas de ahorro energético aplicadas al sector cerámico, como también en las industrias intensivas en el consumo energético como por ejemplo cemento, vidrio, hierro - acero y que especialmente contaran con detalles técnicos y valores numéricos o porcentuales de ahorro de energía.

Entre las soluciones rastreadas, la que demostró un mayor beneficio es la relacionada con el aislamiento del horno. “Es importante garantizar que el calor interno se mantenga allí. Esto puede lograrse mediante la utilización de materiales adecuados, como los ladrillos o refractarios de alúmina, sílice o magnesio, que lo aíslen del exterior, evitando incluso que escape aire por la chimenea. Así, en lugar de desecharse al ambiente, puede reemplazar parcial o totalmente la demanda energética de este proceso”.

La recuperación de calor residual permitiría la reducción del 70 % del consumo de gas en el proceso de secado. De otro lado, está la posibilidad de implementar una producción programada, que moderaría el hecho de que el horno trabaje de corrido.

“No siempre hay baldosas quemándose, si falla una parte del proceso, por ejemplo, y hay un retraso, lo ideal sería que el horno no opere, que no queme gas sin necesidad”.

Estas dos estrategias, denominadas “de gestión”, implican, más que una inversión monetaria significativa, la toma de la decisión. “Por otro lado tenemos el cambio de tecnologías, una posibilidad para la que sí se necesita dinero”, añade el magíster.

En este último punto se encuentra entonces la compra de quemadores de alta gama para hacer más eficiente el proceso de combustión, o el ingreso de hidrógeno a los hornos para obtener mayor eficiencia.

Finalmente, un cambio en el método de producción de baldosas de gran tamaño (de alrededor de 1 metro por 1 metro), también representaría beneficio.

“Hay un tipo de proceso que denominamos ‘vía húmeda’, que es el que se utiliza para producir babosas grandes. Las más pequeñas se hacen por la ‘vía seca’. Ahora bien, la húmeda es más intensiva en el consumo de energía porque uno de sus procesos necesita mayor cantidad de agua y, por ende, luego mayor calor para secar. La idea es que se alcance un híbrido entre los dos procesos, lo que implica también cambios en la tecnología”.

Este tipo de cambios y una investigación de revisión de literatura, como la realizada por el magíster, podrían extrapolarse a las demás industrias con el fin de mejorar sus procesos, impactar de manera positiva a la sostenibilidad ambiental.

Reutilizar agua residual de la industria petrolera sería posible con novedosa técnica

 Más del 99 % de los aceites y grasas presentes en las aguas residuales producidas por pozos petroleros –y otras actividades derivadas de esta industria– se podrían eliminar por electrocoagulación, un método que con electricidad y metales como aluminio y acero inoxidable ataca las partículas contaminantes que estarían representando un riesgo para ríos y mares, y para la salud humana.

En la actualidad, el agua residual que se genera en la etapa de recuperación del petróleo (agua producida) es de alrededor de 10 millones de barriles por año, y menos del 1 % se reutiliza, lo cual es un desperdicio, ya que esta agua serviría tanto en procesos petroleros como en la agricultura, uno de los sectores que más necesita de este recurso, del que emplea cerca del 43 % del total del país.

Ante esta situación, Andrea Cubillos, estudiante de la Maestría en Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), hizo un aporte en un proyecto más grande que adelantan en conjunto el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación y la Agencia Nacional de Hidrocarburos, en el que encontró que la técnica de electrocoagulación tiene el potencial de remover casi el 100 % de los aceites y grasas de esas aguas contaminadas.

Según la investigadora, se encontró que cuanto más tiempo de electrocoagulación y corriente se emplea, más eficiente es la remoción de contaminantes, y que el intervalo entre 4 y 6 minutos es el más efectivo. Después de ese momento ya no se produce un cambio significativo.

Lo anterior se comprobó dejando actuar el método por alrededor de 20 minutos, durante los cuales no hubo un incremento importante de remoción. A su vez, en una escala de 1 a 10, en el pH inicial, que varía durante el proceso, el grado en el que mejor funciona la electrocoagulación es entre 5 y 8.

Para la prueba se creó una simulación del agua residual de petróleo, mezclando en un recipiente: 1 litro de agua, unos 1.150 mg de aceite de motor de carro, sal de cocina y Tritón X, un tensoactivo no iónico que actúa como líquido emulsificante. Allí se introducen dos placas metálicas –una de aluminio y otra de acero inoxidable– de 20 cm de alto, aunque solo se sumergen 12 cm, que son suficientes para conducir la electricidad al agua.

Las láminas se conectan a dos electrodos: uno positivo (cátodo) para el aluminio y uno negativo (ánodo) para el acero inoxidable, los cuales a su vez están conectados a una fuente de poder que descarga corriente y voltaje sobre el recipiente con la mezcla.

La intensidad de la corriente aplicada oscila entre 0,5 y 3 amperios, el tiempo de electrocoagulación es de entre 1 y 20 minutos, y además se analizó la acidez o neutralidad del agua y la concentración de sal.

Mediante esta técnica –que es sostenible con el ambiente, fácil de usar y no produce olor– se genera una sustancia que permite la unión de las partículas presentes allí (coagulante), a  través de la oxidación de metales como el aluminio (formación de iones de metal), y la división del agua en gas hidrógeno e iones hidroxilos (gas hidrógeno e iones hidroxilos).

El coagulante entra a desestabilizar las cargas eléctricas de las partículas contaminantes presentes en el agua, las cuales se encuentran suspendidas, mezcladas o disueltas.

Dicho desequilibrio facilita que las moléculas busquen unirse formando agrupaciones fáciles de identificar y remover por medio de procesos como la filtración, similar al que se hace en la casa con un colador para hacer jugos.

“Debido a la dificultad para tener grandes muestras de petróleo y agua de producción, utilicé aceite de motor para preparar el agua residual sintética, que al ser un derivado de esta industria tiene un comportamiento similar, en cuanto a los ensayos y el comportamiento frente a la electrocoagulación, al petróleo”, explica la investigadora.

Añade que “estas condiciones, que funcionaron en el trabajo, varían según la composición del agua a tratar, la concentración inicial de grasas y aceites, y las interacciones entre contaminantes. La cantidad de aceite de motor utilizada es similar al promedio de aceites y grasas que se encuentra en las aguas de producción del país, pero sería importante evaluar otro tipo de concentraciones, para que el modelo sea más preciso”, indica.

Esta es la primera parte de una serie de investigaciones que se están realizando dentro del proyecto para que en un futuro se logre consolidar un tren de tratamiento de aguas residuales en el Magdalena Medio, en donde hay cerca de 7.404 pozos petroleros, lo cual representaría una ayuda para reutilizar el agua producto de esta industria y descontaminar los ríos aledaños.

Rocas del Devónico, posible fuente para reserva de hidrocarburos ante futura escasez

 Estas rocas de hace más de 250 millones de años (era Paleozoica), que afloran en el macizo de Floresta, al norte de Boyacá, fueron buena fuente de hidrocarburos en el tiempo Devónico, pues cerca del 8,3 % del petróleo generado en el mundo proviene de ellas.

El investigador Andrés Felipe Pastor Chacón, magíster en Ciencias - Geología de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), señala que hoy mucha de la geología del país ha trabajado alrededor de la explotación de los recursos mineros y petrolíferos, en la cual la exploración de hidrocarburos ha estado enfocada en las rocas del Mesozoico –o era de los dinosaurios–, que habría terminado hace 66 millones de años.

Sin embargo el Paleozoico, que precede al Mesozoico, no ha sido tan estudiado ni cuenta con tanto detalle sobre la explotación petrolífera de sus rocas como las eras siguientes. Esta se caracteriza por ser una era en la que los animales invertebrados se diversificaron en los océanos, y las plantas, anfibios y reptiles también se movían en tierra, y que habría acabado hace más de 250 millones de años.

Una de las principales razones es que generalmente estas rocas se encuentran a profundidades extremas, que representan un mayor riesgo y gasto económico, comparado con las más cercanas a la superficie pertenecientes a otros periodos.

El magíster indica que “los volúmenes de hidrocarburos que se pueden generar con las rocas paleozoicas son importantes, teniendo en cuenta la necesidad de incorporar reservas para la demanda interna del país”.
Por eso indagó si en Colombia se encontrarían rocas generadoras de hidrocarburos del Devónico –cuando aparecen los registros del desarrollo de los primeros bosques–, perteneciente a la era Paleozoica, que pudieran servir para incorporar futuras reservas de este producto para el país, justo en un momento en el que el Ministerio de Minas y Energía anunció que la generación y producción de hidrocarburos alcanza para suplir la demanda interna hasta 2029.

¿Hubo hidrocarburos en Boyacá?

El estudio se centró en el macizo de Floresta, en los municipios de Floresta y Busbanzá, en Boyacá, en donde aflora un cuerpo de roca del tiempo Devónico conocido como Formación Floresta, a la cual se le aplicaron distintas técnicas directas e indirectas para evaluar su potencial como generadora de hidrocarburos.

La técnica indirecta consistió en una descripción sedimentológica, en la cual el geólogo se va a campo, toma escalón por escalón de roca, lo mide metro a metro, describe sus características, lo compara con otros registros, y describe el proceso que formó la roca.

“Por ejemplo, haciendo estas observaciones y medidas, se puede interpretar si una roca se deposita en un ambiente marino, o en un continental”, explica el magíster.

El método de medición directo consiste en aplicar técnicas analíticas a las muestras de roca para evaluar su potencial; mediante estas se mide, por ejemplo, el contenido de carbono orgánico total. Otra estrategia es la aplicación de pirólisis, que consiste en medir la cantidad de hidrocarburos tanto libres como potenciales por expulsar, tras someterla a temperaturas superiores a los 400 °C.

Según el magíster, el estudio aporta información no solo sobre hidrocarburos sino también en medidas indirectas que se pueden aplicar, por ejemplo, en museos paleontológicos de la zona, y que se reflejarán en una mejor preservación e identificación de nuevas especies para la ciencia.

“Esto gracias a la tradición y riqueza paleontológica de Floresta, en donde las primeras investigaciones paleontológicas se remontan a hace 90 años y hay fósiles importantes para la ciencia que permiten hablar de las posiciones de los continentes y mares durante el Devónico”.

“Después de realizar un modelado estadístico que nos permitió devolvernos en el tiempo e imaginarnos cómo sería estar en el lugar donde la roca sí cumple con todas las condiciones, la investigación arrojó que, en efecto, las rocas analizadas sí tuvieron potencial en su tiempo como generadores de hidrocarburos, aunque en este momento la roca se mostrara agotada”.

Según el investigador, aunque la roca de estudio no mostrara registros actuales como roca generadora, no quiere decir que en el pasado o en otro lugar del país no se encuentren otras rocas con potencial.