Contaminación ambiental por quema de caña de azúcar: Un estudio exploratorio en la región central del estado de Veracruz

Transcripción

1 Memoria de ponencias Think Green 2013: Crecimiento verde, retos y oportunidades para México Contaminación ambiental por quema de caña de azúcar: Un estudio exploratorio en la región central del estado de Veracruz Israel Vilaboa Arroniz Luis A. Barroso Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Central de Veracruz Mesa de trabajo: Crecimiento verde inclusivo: los retos y las oportunidades para México

2 Contaminación ambiental por quema de caña de azúcar: Un estudio exploratorio en la región central del estado de Veracruz Israel Vilaboa Arroniz Luis A. Barroso Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Central de Veracruz Resumen El cultivo y cosecha de la caña de azúcar se ve acotado en gran parte por la capacidad y calidad instalada dentro de la industria misma. La importancia de tener una industria cañera rentable esta directamente ligado a la sustentabilidad de sus prácticas y de su infraestructura. Este trabajo analiza formas de cultivo que se establecieron en contextos tecnológicos y sociales completamente diferente a los actuales, pero que se continúan empleando y con ello mermando a la rentabilidad de la industrial nacional azucarera en general. Introducción La caña de azúcar es una gramínea de suma importancia a nivel internacional si consideramos que el 70% de azúcar que se consume en el mundo depende de este cultivo (es resto es de la remolacha). En el caso de México, la industria azucarera es una actividad relevante para el país, cuenta con 62 ingenios y genera aproximadamente 300 mil empleos de los cuales el 74% viven en un medio rural (Aguilar Rivera, et al., 2010). Actualmente, de acuerdo a Aguilar Rivera et al. (2010), se cuenta con una superficie cultivada con caña de azúcar de aproximadamente 500 mil hectáreas, que generan un promedio anual de 34 millones de toneladas de caña con un rendimiento de 69 toneladas por hectárea. Los estados de la república con producción de azúcar son presentados en la Tabla 1 junto con el número de ingenios con los que cuentan. Tabla 1. Lista de estados productores de azúcar y número de ingenios por estado Estado Número de ingenios Campeche 1 Colima 1 Chiapas 2 Jalisco 6 Michoacan 4 Morelos 2 Nayarit 2 Oaxaca 3 Puebla 2 Quintana Roo 2 Sinaloa 4 San Luis Potosi 4 Tabasco 4 Tamaulipas 2 Veracruz 22

3 Actualmente México se encuentra entre los 10 principales países productores y consumidores de azúcar a nivel mundial, su producción aproximada es de 4.1 millones de toneladas y su consumo de 3.8 millones de toneladas en promedio, la cosecha pasada 2012 fue un año record con cerca de 7 millones de toneladas producidas. El consumo per cápita de azúcar es de 52 kilogramos por habitante, debido a su alto consumo en forma industrializada (COAZUCAR, 2008). A pesar de la importancia económica, social, industrial y alimentaria que representa la industria azucarera en nuestro país, los ingenios azucareros son altamente contaminantes del medio ambiente por los procesos tan obsoletos que al día de hoy se siguen utilizando desde las labores en campo hasta los procesos de fabricación del grano de azúcar. Surgen entonces la necesidad de abordar este tema para poder conseguir alternativas que brinden soluciones sustentables para este problema actual. Proceso cosecha a quema de caña En un ambiente social y político de escasas restricciones ambientales, previo al corte manual de caña, se incendia el cañaveral con la finalidad de eliminar la mayor parte de follaje seco para así facilitar el acceso de los cortadores. Una vez quemado el cañal entra la cuadrilla de cortadores para cortar los tallos con machete, desde su parte más baja, separando el follaje que no se incinero (hojas verdes y punta). Se van formando pilas de los tallos cortados de alrededor de 300 kg orientados perpendicularmente al sentido de los surcos. Ya cortada la caña y alineada en bultos entra el cargador mecánico que los deposita en una unidad de transporte para su traslado al ingenio. Todo el follaje remanente es dejado sobre el terreno en una orientación similar a la de los tallos de 2 a 6 días para su secado y después eliminarlos finalmente en una segunda quema (Ahumada, 2009). Para realizar una quema se debe tomar en cuenta los vientos dominantes en ese preciso momento así como la temperatura ambiental. Es un procedimiento cada vez menos aceptado por las comunidades que habitan cerca del área de influencia a los ingenios, para mala fortuna de la ecología se realizan en casi la totalidad de países cañeros, salvo en Australia y en Cuba (ISO, 2005). En lo que respecta a las cenizas, cuando se efectúa una quema se observa una lluvia de las mismas sobre las áreas aledañas. Estas cenizas van acompañadas, de acuerdo a Cabrera y Zuaznábar (2010), de humo y una serie de gases tales como: Monóxido de nitrógeno: El cual tiene efectos tóxicos sobre los humanos. Anhídrido sulfuroso: Que al unirse con el agua atmosférica forma la llamada lluvia ácida. Anhídrido carbónico: En reacción fotoquímica produce irritación en los ojos y afecta las vías respiratorias. Monóxido de carbono Hidrocarburos Oxido de azufre Por otra parte, esas cenizas contienen un alto contenido de potasio que en presencia de agua tiene un alto poder corrosivo sobre superficies metálicas. El transporte de las

4 cenizas ocurre de la siguiente manera, cuando la temperatura del aire próximo al suelo es mayor al que se encuentra en capas superiores de la atmosfera se producen corrientes de aire ascendentes que elevan las cenizas a gran altitud donde son arrasadas por corrientes horizontales alcanzando hasta 50 km. a la redonda del origen de la quema. Este tipo de factores meteorológicos generalmente se presentan durante el día de las 10:00 hrs. hasta las 18:00 hrs. En un estudio sobre el tamaño de las cenizas realizado en el Ingenio de Atencingo en el Estado de Puebla, Mex. se encontraron los siguientes diámetros de partículas (Aragón García, 2012): 1. Menor a 2.5mm 8% 2. Menor a 10 mm 60% 3. Mayor a 10 mm. 32% Como resultado de estas quemas, de entrada existe una disminución en el rendimiento por tonelada en campo al llevarse acabo una deshidratación (Caio, 2013). 1. La quema alcanza entre 600 y 735oC esterilizando la población microbiana del suelo, (organismos formadores del suelo y fijadores de nutrientes básicos) inhibiendo la formación de materia orgánica disminuyendo fertilidad de los suelos. 2. Se altera el microclima, la humedad, la evapotranspiración y hasta las lluvias de la región. 3. Un uso importante que se le da a las puntas de caña es para la alimentación animal ya sea en fresco o ensilándolo para las épocas de estiaje, haciendo de la siembra de caña de azúcar un cultivo de doble propósito. En comparación a las consecuencias antes mencionadas ocasionadas por las quemas, se enumeran a continuación algunos beneficios de la cosecha tradicional para los ingenios: 1. Aumentan la fuerza de corte 2. Disminuye los costos de transporte por la evaporación del agua y las materias extrañas, las cuales sirven como esponjas durante la molienda capturando el jugo extraído a la caña mermando la eficiencia en la producción. 3. Facilita el proceso de producción ya que se trabaja un material pre-cocido. Después de ver las consecuencias positivas, es necesario darse una explicación al fenómeno de la quema de caña. La explicación no deja de ser una directamente relacionada a los costos. Un cortador puede cortar en promedio 2 toneladas de caña verde en una jornada de trabajo de 8 hrs. en comparación con el promedio de 6 ton. de corte de caña quemada. Ahora bien, tomando en consideración que el corte por tonelada de caña es de $35 en promedio se torna de un problema ecológico a uno social. Por el otro lado las cosechadoras cortan entre 45 y 55 ton/hora en promedio dependiendo de las condiciones del terreno.

5 Proceso cosecha verde La mano de obra disponible para la cosecha se hace cada vez más escasa y cara, debido a la migración a los centros urbanos. Durante la zafra los tiempos perdidos tanto por falta de caña como por diversos factores repercuten al final de la cosecha, es por eso que los ingenios no se pueden darse el lujo de cesar su molienda. Por esta razón, la adopción de mecanización en la cosecha de caña de azúcar será inevitable. En países como Australia, Brasil, USA, Sudáfrica, Taiwán, Tailandia, etc., donde el cultivo de caña de azúcar está altamente mecanizado, se utilizan enormes cosechadoras automáticas para cortar sus caña (Rachid, 2013). Las maquinas entran en los campos verdes cortando la caña al ras del suelo utilizando unos platos con cuchillas que giran a altas revoluciones, llevando esta caña al centro de la maquina por medio de unos gusanos mecánicos la introducen a una banda donde se transporta para ser troceada en pequeños pedazos de 20 cm. para después ser arrojados por medio de un elevador a un camión que viene a la par de la cosechadora. La limpieza de la caña es fundamental para ser recibida en el ingenio por lo que se cuenta con unas despuntadoras que van eliminando las puntas verdes al momento del corte y en al parte posterior de la maquina cuenta con un sistema de ventiladores que van eliminando las hojas secas dejando toda este material vegetativo triturado en el campo con un sin número de ventajas. Algunos de estos beneficios son los siguientes: 1. No contamina la atmosférica 2. El mejoramiento de las condiciones físicas, químicas y biológicas del suelo recuperando su estructura y fertilidad por el aporte de materia orgánica conformada por su hojarasca. 3. Los residuos agrícolas de la cosecha sirven como cobertura vegetal protegiendo al suelo de los rayos directos del sol evitando su deshidratación. 4. La paja dejada en campo tras la cosecha forma una cobertura en el suelo robando espacio vital a plantas nocivas disminuyendo el uso de herbicidas ayudando al medio ambiente además de disminuir los costos de producción. 5. La disminución de tiempo entre la quema y la molienda. Se estima que cada hora después de la quema, las perdidas de sacarosa pueden alcanzar hasta un 0.4%. Se calcula un tiempo promedio de 50 horas en caña quemada, mientras que cosechando en verde, se tiene promedios de 18 horas o hasta menos como ocurre en Australia. 6. El efecto de amortiguación de los residuos vegetales que protegen al suelo del paso de la maquinaria evitando la compactación de los mismo y futuros trabajos de roturación con maquinaria agrícola, bajando los costos de producción. 7. Con los abundantes residuos que quedan de la cosecha mecanizada las labores de cultivos cambian en las resocas utilizándose implementos con discos para ir

6 incorporando la materia orgánica al suelo, en Australia se utilizan con éxito la picadora de martillo sin ser del todo eficientes al día de hoy. Ahora bien la tecnología para el manejo de la cosecha en verde no se ha desarrollado en su totalidad implicando grandes retos (Aguilar Rivera, 2010): 1. El diseño de los campos para la maquina. Adecuar los campos para las cosechadoras garantiza la eficiencia de la maquinaria así como la reducción de los costos al evitar un gasto excesivo de combustible por maniobras de las maquinas. 2. Variedades ricas en sacarosa, erectas y de fácil despaje para disminuir los efectos negativos de las materias extrañas. CENICAÑA en Colombia esta trabajando con las variedades PR y la CC El manejo de la densidad de siembra por medio de la distancia entre surcos, a mayor numero de cepas por hectárea existe un mayor acame y disminuye la producción de sacarosa por lo que se ha encontrado que 7,100 cepas por hectárea no afecta significativamente la producción y facilita las labores agrícolas. 4. De igual forma se deben de establecer las edades de corte ya que entre mas viejas sean las cañas están tienden a acamarse y dificultar la cosecha mecánica. 5. Debido al tipo de corte de las cosechadoras, las góndolas acarrean todo (hojas secas, hojas verdes, tallos secundarios, tallos terciarios, punta de caña y tallos molederos) al ingenio, por lo que es de especial interés no aplicar riegos de auxilio ni fertilizar con nitrógeno durante la ultima etapa de desarrollo debido al alto contenido de tallos secundarios y terciarios que se producen no aportando azúcar a la fábrica. El peso promedio de las cosechadora es de 17 toneladas, por lo que en la época de lluvias su trabajo disminuye ya que se atascan con facilidad. Debido a esta circunstancia es conveniente planear la cosecha bajo dos aspectos importantes: a) La distancia a la fabrica: Cosechando los terrenos mas alejados primero para que en el ultimo tercio de la zafra los campos por cosechar queden en un radio no mayor de 10 km al ingenio haciendo mas fácil y rápido el transporte. b) Los tipos de suelo: Debiéndose cosechar primero los arcillosos, ya que son los que mas difíciles de drenar y dejando los arenosos a lo ultimo por si se llegase a presentar alguna precipitación pluvial estos son mas permeables. Por otro lado, existen algunas desventajas que se pueden encontrar dentro de la cosecha verde: 1. Llevan una mayor cantidad de materia indeseable la fabrica

7 2. Mayor concentración de ceras, cenizas, polisacáridos y almidones en el jugo extraído, incremento en la cantidad de melaza 3. Incremento en las perdidas de azúcar por tonelada de caña 4. Factores externos que impiden su extensión como: a) La fragmentación de los terrenos b) Los tamaño irregulares de los terrenos c) La presencia de rocas d) Topografía desfavorable de los terrenos e) Alta disponibilidad de mano de obra f) Factores socioeconómicos Pueden distinguirse varios aspectos que impactan el grado de mecanización para el cultivo de la caña de azúcar en los campos cañeros de México, los más importantes son: Suelos pedregosos y fuertes pendientes en un 48% Superficies inundables y con problemas de heladas y salinidad en un 30% Superficies menores a 4 has. en un 70% La superficie susceptible de mecanización en México es del 22% La tabla 2 muestra un comparativo sobre los dos tipos de cosecha hasta ahora mencionados. Tabla 2. Comparativo entre cosecha manual y cosecha mecanizada. Variable Cosecha manual Cosecha Mecanizada Materia extraña En caña verde: 2-4% En caña quemada: 1.5-2%. En caña verde:10-12%. En caña quemada: 8-10%. Corte en verde Manejo de residuos Tiempo de permanencia Despeje Eficiencia Manejo de información Mayor dificultad para el corte en verde. Difícil manejo de residuos del corte en verde. Alto tiempo de permanencia: 25h 40h. Requiere celeridad en el despaje para no afectar el rebrote de la cepa. Rendimiento del cortador: Caña semilimpia 2-4 t/hombre/día. Caña quemada 5-7 t/h/día. Manejo complejo de la información por cada cortador Menor dificultad para corte en verde. Fácil manejo de los residuos del corte verde y quemado. Bajo tiempo de permanencia: 4h 10h. Requiere prontitud en el despaje para la labor del repique. Rendimiento de la cosechadora: Caña semilimpia ton/h. Caña quemada ton/h. Menor complejidad en el manejo de información

8 Otros (calidad, rendimiento, pago nómina). Requiere supervisión para evitar accidentes y garantizar la calidad. Alto costo de la labor. Residuos de caña seca pueden llegar a la fábrica en el siguiente corte. Requiere supervisión para garantizar la calidad de corte (materia extraña y rendimiento). Mayor flexibilidad de la cosecha. Mayor eficiencia en el transporte al incrementar el 30% del peso por viaje. Menor compactación de los suelos. Exige adecuación de los campos. Exige variedades apropiadas. Menor costo de cosecha. No se puede almacenar por períodos largos. Conclusiones La carencia de información sobre la estimación del balance de Carbono en los agroecosistemas cañeros y tomando en consideración que, desde el punto de vista ambiental, cuantificar la emisión de Carbono hacia la atmósfera por las distintas actividades que el hombre realiza permite conocer su efecto en el calentamiento global y su incidencia en el cambio climático, obligan a realizar estudios sobre la dinámica y el balance de Carbono en agroecosistemas monocultivados con caña de azúcar, en los que se usa la quema para la cosecha. Por ello, es que por medio de instituciones gubernamentales se debería de dar mas apoyo al único centro de investigación de caña de azúcar de México ubicado en Tapachula Chis., así como la apertura de otros por regiones agroclimatológicas en donde se puedan desarrollen variedades, maquinaria de mínima labranza, control biológico en plagas, etc. de acuerdo a las necesidades de los ingenios que pertenezcan a su área de influencia. Así mismo es importante el incorporarse o establecer organizaciones ecologistas como Procultivo Caña Verde: (De origen Colombiano) que se oponen a la quema de caña de azúcar por el impacto ambiental que dejan los residuos suspendidos en el aire. Su interés es promover una mejor calidad de vida de las personas, considerando que la quema de caña es un factor que pone en desequilibrio al medio ambiente y su impacto se hace sentir en la salud de las personas.

9 Referencias Aguilar Rivera, N., Galindo Mendoza, G., Fortanelli Martínez, J., y Contreras Servín, C. (2010). Competitividad internacional de la industrial azucarera en México. Theoria, 19(1) pp Ahumada, M.R. (2009). Diagnóstico agroindustrial de la caña de azúcar en México. Memorias XXXIII convención de la asociación de técnicos azucareros de México. Córdoba, Ver. Aragón Garcia et al. (2012). Fauna de la zona cañera de Atencingo Puebla. Acta zoológica mexicana. 28(1), pp Cabrera, J.A., y Zuaznábar, R. (2010). Impacto sobre el ambiente del monocultivo de la caña de azúcar con el uso de la quema para la cosecha y la fertilización nitrogenada. Cultivos tropicales, 31(1) pp COAZUCAR (2008). Estadísticas de la agroindustria azucarera. En International Sugar Organization. (2005). An international survey of sugar crop yields and prices paid for sugar cane and beet. Market evaluation consumption and mecas. 5 (05) pp. 49. Rachid, Caio, T.C. et al. (2013). Effect of sugarcane burning or Green harvest methods on the Brazilian cerrado soil bacterial community structure. Plos one. 8(3).