FFA. Tesis y Trabajos de Grado · 2016
Estrategias de reducción de la huella de carbono en el ciclo de vida de la producción de cacao (Theobroma cacao) y procesamiento industrial de chocolate en Colombia
El cambio climático es un tema de actualidad de gran importancia mundial y local, producida de manera natural. Su efecto más notable es el aumento de la temperatura media de la atmosfera, debido al incremento de la concentración de gases de efecto invernadero (GEI) originados por los combustibles fósiles y en procesos industriales. Cada vez se hace más urgente la participación activa e informada de la sociedad, por consiguiente, se requiere que las estrategias y acciones aseguren la vida del planeta y contribuyan a mejorar la calidad de vida de la humanidad y de los ecosistemas. En el presente estudio se evaluó la huella de carbono, desde la producción en el cultivo hasta el procesamiento del grano de cacao a nivel industrial, incluyendo las etapas de fermentación, secado, y transformación del grano hasta el producto final del chocolate en sus diferentes presentaciones. El área de estudio seleccionada fueron los municipios de Rovira y Falan en el departamento del Tolima con una altura promedio de 900 y 983 m respectivamente y temperatura media de 24°C. Neiva y Bucaramanga fueron los sitios de estudio de las plantas procesadoras del grano de cacao. En la etapa de cultivo, se empleó un diseño experimental completamente al azar de seis tratamientos que corresponden a seis sistemas de producción de cacao: 1) monocultivo, 2) sistema agroforestal (SAF) con maderables, 3) SAF con aguacate, 4) SAF con cítricos, 5) SAF con otros frutales, y 6) SAF con maderables y frutales; con tres repeticiones. Los últimos sistemas son los más representativos de las zonas de estudio. Se estimó la captura de carbono atmosférico en biomasa arriba y abajo del suelo en arbustos de cacao y árboles de sombra mediante el establecimiento de dos parcelas principales de muestreo rectangulares de 1000 m2 por unidad de muestreo. En estas parcelas se identificaron y midieron todos los árboles con diámetro del tronco a la altura del pecho (dap) mayor o igual a 10 cm. De la misma forma, se establecieron dos sub-parcelas de 256 m2 por parcela principal, para la medición de arbustos de cacao: altura total y diámetro del tronco a 30 cm de altura (D30). Se emplearon modelos alométricos y factores de expansión de biomasa para estimar la biomasa arriba del suelo de las especies encontradas. La biomasa abajo del suelo se estimó con el uso de un modelo general recomendado por el IPCC. La tasa de fijación de carbono se estimó dividiendo el almacenamiento de carbono en biomasa total entre la edad del sistema, la cual se indagó a los productores. Se evaluó las emisiones de GEI de las prácticas de manejo desarrolladas en las plantaciones y el procesamiento del grano de cacao en la etapa de beneficio mediante encuestas semiestructuradas con los productores y a nivel industrial en empresas procesadoras. Los sistemas de producción fijaron entre 8,3 a 17,7 t CO2e/ha/año en biomasa total. Al mismo tiempo, las plantaciones de cacao emitieron GEI por las actividades de manejo en un rango de 0,4 a 1,4 t CO2e/ha/año. La actividad que más emite GEI fue el uso de combustibles fosiles (gasolina y diésel) para maquinaria con 8,3 kg CO2e/kg cacao. En el procesamiento industrial se observaron diferencias en la emisión de GEI, encontrándose que la principal variable que influye es el consumo eléctrico y la maquinaria utilizada en planta, por lo tanto Procolcacao (Bucaramanga) presentó la mayor emisión de GEI por unidad de cacao procesado (5,2 kg CO2e/kg cacao); mientras que la procesadora Tolimax emite solo una cuarta parte que la anterior (2,3 kg CO2e/kg cacao). Sin embargo en el balance general es posible afirmar que la cadena de producción y transformación del grano de cacao en Colombia es amigable con el medio ambiente, al fijar netamente en promedio (36,5 kg CO2e/kg grano de cacao y 10,7 t CO2e/ha/año). Los sistemas de producción de cacao que incluyen otras especies favorece la diversificación de la producción en los cultivos de cacao, la seguridad alimentaria y la generación de servicios ecosistémicos. Donde los sistemas SAF con citricos y aguacate presentaron la mejor huella de carbono. En general, todos los sistemas de producción de cacao SAF evaluados son ambientalmente sostenibles en términos de mitigación al cambio climático Palabras claves: Almacenamiento de carbono, biomasa, gases de efecto invernadero (GEI), sistemas agroforestales (SAF).
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Contenido
- INTRODUCCIÓNp. 15
- 1. OBJETIVOSp. 17
- 1.1. OBJETIVO GENERALp. 17
- 1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOSp. 17
- 2. HIPOTESIS DE TRABAJOp. 18
- 3. MARCO TEÓRICOp. 19
- 3.1. CAMBIO CLIMÁTICOp. 19
- 3.2. EFECTO INVERNADEROp. 20
- REDUCCIÓN DE GEIp. 21
- 3.5. HUELLA DE CARBONOp. 23
- 3.6. EL CARBONO EN ECOSISTEMAS FORESTALESp. 24
- 3.6.1 Biomasa sobre el suelop. 24
- 3.6.2 Hojarascap. 24
- 3.6.3 Biomasa bajo el suelop. 24
- 3.6.4 Carbono orgánico del suelop. 25
- 3.7. MÉTODOS PARA ESTIMAR BIOMASAp. 25
- 3.8. NIVELES DE REFERENCIA FORESTAL PARA LA REDD+p. 26
- 3.9. GENERALIDADES DEL CULTIVO DE CACAOp. 28
- 3.10. PRODUCCIÓN MUNDIAL DE CACAOp. 30
- 3.11. PRODUCCIÓN DE CACAO EN COLOMBIAp. 31
- INDUSTRIA DE CHOCOLATESp. 34
- 3.14. ANÁLISIS DEL CICLO DE UN PRODUCTO (ACV)p. 37
- 3.15. MÉTODOS DE EVALUACIÓN DE EMISIONESp. 38
- 3.15.1 Medición directap. 38
- 3.15.2 Balance de masa y energíap. 38
- 3.15.3 Factores de emisiónp. 40
- 3.16. PROCESO INDUSTRIAL DEL CACAOp. 41
- 3.16.1 Fermentaciónp. 49
- 3.16.2 Secadop. 49
- 3.16.3 Limpiezap. 49
- 3.16.4 Tostado y descascarilladop. 42
- 3.16.5 Moliendap. 49
- 3.16.6 Prensado y amasadop. 44
- 3.16.7 Refinamiento, conchado y atemperadop. 45
- 4. METODOLOGÍAp. 50
- 4.1. LOCALIZACIÓN Y ÁREA DE ESTUDIOp. 50
- 4.2. METODOLOGÍA EXPERIMENTALp. 52
- 4.3. SELECCIÓN DE SISTEMAS DE PRODUCCIÓN Y FINCASp. 52
- CARBONO EN BIOMASAp. 52
- CACAOTERAS Y EN EL PROCESAMIENTO DE CACAOp. 54
- 4.5.1 Producccion primaria (Fincas)p. 54
- 4.5.2 Producción en la industria procesadora del granop. 55
- 4.5.3 Esquema general de las fuentes generadoras de GEIp. 55
- 4.4.4 Tostadorp. 81
- 4.5.5 Descascarilladorap. 56
- 4.5.6 Molinop. 81
- 4.5.7 Homogenizador………………………………………………………………………p. 57
- 4.5.8 Moldeadorap. 58
- 4.5.9 Aplicación de fertilizantes nitrogenados y carbonatosp. 59
- 4.5.10 Uso de combustibles fósilesp. 59
- 4.5.11.Uso de electricidadp. 59
- SUMINISTRO DE CACAOp. 59
- 4.7. ANÁLISIS ESTADÍSTICOp. 60
- 5. RESULTADOS Y DISCUSIÓNp. 61
- 5.1. CARACTERISTICAS GENERALES DE LOS SISTEMAS DE PRODUCCIÓNp. 61
- 5.2. BIOMASA ARRIBA Y ABAJO DEL SUELO EN PLANTACIONES DE CACAOp. 62
- PLANTACIONES DE CACAOp. 64
- GRANO DE CACAOp. 69
- cacao.…………………………………………………………………………………………p. 72
- 5.4.2 Emisiones de GEI por uso de compuestos nitrogenadosp. 73
- 5.4.3 Emisiones de GEI por uso de electricidadp. 74
- GRANO DE CACAOp. 69
- 5.5.1 Emisiones de GEI en la industria procesadorea Procolcacaop. 76
- 5.5.2 Emisiones de GEI en la industria porcesadora Tolimaxp. 78
- 5.6. HUELLA CARBONO EN LA CADENA DE TRANSFORMACIÓN DE CACAOp. 83
- DE PRODUCCIÓN Y PROCESAMIENTO DEL CHOCOLATEp. 87
- 6. CONCLUSIONESp. 92
- RECOMENDACIONESp. 94
- REFERENCIASp. 95
- Tabla 1. Composición y valor nutritivo del cacaop. 29
- Tabla 2. Participación de los departamentos en la producción nacional de cacaop. 32
- Tabla 3. Demanda nacional del cacao en grano según compañias para el 2013p. 33
- Departamento del Tolimap. 51
- Colombiap. 17
- zonas de Rovira y Falan, Tolima, Colombiap. 61
- Tolima, Colombiap. 68
- sistemas más dominantes de Rovira y Falan, Colombia, 2016p. 71
- cacao en Neiva y Bucaramanga, Colombiap. 76
- procesadora Tolimax, Neiva, Colombiap. 79
- Figura 1. Estructura de la cadena del cacaop. 36
- Figura 2. Procesamiento industrial del chocolatep. 49
- producción de cacao en el departamento del Tolimap. 50
- más dominantes de la zona de Rovira y Falan, Tolimap. 53
- dominantes de las zonas de Rovira y Falan, Tolimap. 63
- dominantes de Rovira y Falan, Tolima, Colombiap. 69
- cacao más dominantes de las zonas de Rovira y Falan, Tolima, Colombiap. 70
- materia de la empresa procesadora Tolimax, Neiva - Huila, Colombiap. 82
- en los sistemas más dominantes de la zona de Rovira y Falan, Tolima, Colombiap. 83
- Rovira y Falan, Tolimap. 85