factibilidad técnica y económica mediante modelos de
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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CENTRO INTERDISCIPLINARIO DE INVESTIGACIÓN
PARA EL DESARROLLO INTEGRAL REGIONAL UNIDAD SINALOA
Factibilidad técnica y económica mediante
modelos de predicción de la plantación
extensiva de Palo colorado (Caesalpinia
platyloba), para el mercado de bonos de
carbono en el Norte de Sinaloa
TESIS
QUE PARA OBTENER EL GRADO DE MAESTRÍA
EN
RECURSOS NATURALES Y MEDIO AMBIENTE
PRESENTA
NORMA DIAZ GUSTAVO
GUASAVE, SINALOA. DICIEMBRE DE 2011
II
III
IV
I. AGRADECIMIENTOS A APOYOS Y BECAS
El trabajo de tesis se desarrolló en el Departamento de Medio
Ambiente del Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo
Integral Regional (CIIDIR) Unidad Sinaloa del Instituto Politécnico
Nacional (IPN). El presente trabajo fue apoyado económicamente a
través de los Proyectos FOMIX-SINALOA SIN-2008-C01-99712, FOMIX-
CAMPECHE M0003-2010-01-144280, SIP 20090313, SIP 20100303. La
alumna Norma Díaz Gustavo, fue apoyada con una beca CONACYT con
clave 332203. Quien además agradece el apoyo al Instituto Politécnico
Nacional y al de COECYT, Sinaloa.
V
II. DEDICATORIA
A mis padres por haberme dado la oportunidad de existir y sobre
todo a mi madre por el mejor regalo y herencia que fue el apoyo
incondicional en mis estudios desde mi infancia.
A la persona con la que decidí unirme para compartir mi vida, a mi
esposo José del Carmen al cual le estoy totalmente agradecida por estar
a mi lado en todos los momentos, sobre todo por haberme apoyado a
dar este paso tan importante para mi desarrollo profesional.
A mi hijo Octavio el cual día tras día es quien me despierta las
ganas de salir adelante ante las adversidades.
A todas las personas que estimo y quiero que de alguna manera
me han brindado su amistad y apoyo para seguir adelante.
Norma Díaz Gustavo
"Un árbol utiliza lo que tiene a mano para alimentarse. Hundiendo sus raíces profundamente en la
tierra, aceptando la lluvia que fluye hacia él, alargando sus ramas hacia el sol, el árbol desarrolla
su carácter y llega a ser grande...Absorber, absorber, absorber. Ese es el secreto del árbol."
Deng Ming Dao
VI
III. AGRADECIMIENTOS
Agradezco al Instituto Politécnico Nacional, especialmente al CIIDIR-
Unidad Sinaloa, por los elementos y herramientas para cumplir un nivel
profesional que me permitirá desempeñar un papel importante en el área
laboral.
A los directores de tesis el Dr. Héctor A. González y Dr. Martin Martínez,
por haber desarrollado un papel importante en la elaboración de este trabajo.
A los miembros del comité revisor por dedicar su valioso tiempo en la
asistencia, revisión, corrección y acreditación del presente trabajo de
titulación.
Al Dr. Mariano Norzagaray al que estimo y agradezco la transmisión de
sus conocimientos para la elaboración de este trabajo.
A mi esposo José, quien me apoyo incondicionalmente en la elaboración
de mi tesis.
A mi compañera Nancy Reyes quien es una persona especial por haber
compartido una buena amistad durante la maestría, quien además le agradezco
su apoyo en campo.
Al C. Jesús R. Araujo quien me permitió realizar este trabajo en su
plantación forestal, y a Don Juan Angulo por su apoyo personal y técnico.
Al personal que labora en el Centro de investigación, sobre todo a la Dra.
Durga, por su apoyo para realizar actividades necesarias para el desarrollo de
la tesis y al técnico Edgar Ahumada por su apoyo en campo.
VII
IV. INDICE
I. CESION DE DERECHOS II
II. SIP 13 III
III. SIP 14 IV
IV. AGRADECIMIENTOS A APOYOS Y BECAS V
V. DEDICATORIA VI
VI. AGRADECIMIENTOS VII
VII. ÍNDICE VIII
VIII. GLOSARIO XIII
IX. ÍNDICE DE CUADROS XVIII
X. ÍNDICE DE FIGURAS XX
XI. RESUMEN XXI
XII. ABSTRACT XXII
1. INTRODUCCIÓN 1
1.1. Problemática ambiental 2
1. 2. El papel de los ecosistemas naturales en el ciclo global del carbono 4
1.3. La captura de carbono en los ecosistemas forestales 5
1.4. La deforestación en México 7
1.5. La actividad agrícola y la agroforestal 8
1.6. Los bonos de carbono (Servicio ambiental) 10
1.7. Las plantaciones forestales 12
1.8. Evaluación técnica y económica del establecimiento de plantaciones
VIII
forestales 14
1.9. Descripción de Caesalpinia platyloba S. Watson (1886) 15
1.10. Hábitat natural 16
2. ANTECEDENTES 17
3. JUSTIFICACIÓN 19
4. OBJETIVOS 20
4.1. Objetivo general 20
4.2. Objetivos específicos. 20
5. HIPOTESIS 20
6. MATERIALES Y METODOS 21
6.1. Área de estudio (Localización) 21
6.1.1. Características generales La Campana, Culiacán. 22
6.1.1.1. La Campana 22
6.1.1.2. Geología 22
6.1.1.3. Edafología 22
6.1.1.4. Uso del suelo y vegetación 22
6.1.2. Características generales Sinaloa de Leyva, Sinaloa 22
6.1.2.1. Sinaloa de Leyva 22
6.1.2.2. Geología 23
6.1.2.3. Edafología y Uso del Suelo 23
6.2. Metodología aplicada en la parte aérea 23
6.2.1. Métodos de la estimación de biomasa 23
6.2.1.1. Método indirecto 24
IX
6.2.2. Inventario Dasométrico 24
6.2.3. Curvas de crecimiento 26
6.2.4. Modelo Schumacher (1939) 27
6.2.5. Determinación de la densidad básica 29
6. 2.6.Volumen de la parte aérea 30
6.3. Metodología aplicada en la parte de raíz 32
6.3.1. Estimación de la biomasa de la raíz 32
6.3.2. Estimación de la raíz de Palo colorado 32
6.3.3. Método Dipolo-Dipolo (Orellana, 1982), en corriente continua (CC) 32
6.3.4. Estimación de la Resistividad (ρ) 33
6.3.4.1. Determinación de la resistividad en laboratorio (Dispositivo
electródico) 34
6.3.4.2. Determinación de la resistividad en laboratorio de la raíz de Palo
colorado de diferente edad 36
6.4. Contenido de carbono 36
6.5. Evaluación técnica y económica de la especie de C. platyloba 38
6.5.1. Calculo del Valor Actual Neto (VAN) 39
6.5.2. Calculo de la Tasa Interna de Retorno (TIR) 39
6.5.3. Calculo de la Relación Beneficio/Costo (R B/C) 40
7. RESULTADOS 41
7.1. Parte aérea 41
7.1.1. Aplicación del Modelo Schumacher (1939) 41
7.1.1.2. Crecimiento de C. platyloba (Altura, Diámetro y Volumen respecto a
X
la edad). 41
7.1.1.3. Incremento Corriente Anual (ICA) en Volumen 44
7.1.2. Densidad básica (Db) de la madera de Palo colorado 46
7.1.3. Estimación de Volumen aéreo (m3) 47
7.2. Parte de la raíz 49
7.2.1. Estimación de volumen respecto al 40% de la parte aérea. 49
7.2.2. Estimación del volumen de raíz a través del método Dipolo-Dipolo 49
7.2.3. Volumen total 54
7.2.4. Captura de carbono por árbol (Ton/árbol) 54
7.3 Estimación de los bonos de carbono 57
7.4. Evaluación económica de plantaciones de C. platyloba. 58
7.4.1. Descripción de los costos e ingresos de la plantación 58
7.4.2. Estimación de los indicadores de rentabilidad 61
7.4.2.1. Cálculo del Valor Actual Neto (VAN) 61
7.4.2.2. Cálculo de la Tasa Interna de Retorno (TIR) 61
7.4.2.3. Calculo de la Relación Beneficio/ Costo (R B/C) 61
7.5. Sitios alternativos para el establecimiento de plantaciones de Palo
colorado en el norte de Sinaloa. 61
8. DISCUSIÓN 64
9. CONCLUSIONES 67
10. RECOMENDACIONES 68
11. BIBLIOGRAFÍA 69
11. ANEXOS 82
XI
11.1. Análisis de contenido de carbono C. platyloba 82
11.2. Formato de evaluación del crecimiento de especies forestales 84
11.3. Formato de campo para la tomografía geoeléctrica 86
XII
V. GLOSARIO
Altura total (H): Es la distancia vertical entre el nivel del suelo y el top terminal más
alta de un árbol.
Bióxido de carbono (CO2): Gas cuyas moléculas están compuestas por dos átomos
de oxígeno y uno de carbono.
Bonos de carbono (BC): Instrumento de gestión ambiental internacional de
descontaminación para reducir las emisiones contaminantes del medio ambiente.
Cambio climático: Fenómeno atribuido directa o indirectamente a la actividad
humana que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la
variabilidad natural del clima observada durante períodos de tiempo comparables.
Captura de carbono (Cc): Extracción y almacenamiento de carbono de la atmósfera
en sumideros de carbono (biológico o edafológico) a través de un proceso físico o
biológico como la fotosíntesis.
Corta anual: Es la producción que puede ser aprovechada anualmente de un área
específica de bosque o plantación y que está sujeta a manejo forestal durante el
período de planificación.
Crecimiento en altura: Es el producido por la actividad de la yema apical o terminal,
a través de la división celular.
Crecimiento en diámetro: Es el aumento del diámetro de un árbol en un
determinado periodo de tiempo.
Crecimiento en volumen: Es el aumento del volumen inicial y final de un árbol en un
determinado periodo de tiempo.
Deforestación: Es la remoción total o parcial de la vegetación de los terrenos
forestales para destinarlos a actividades no forestales.
XIII
Densidad Básica (Db): Corresponde al peso en seco de la madera por unidad de
volumen.
Diámetro normal (DN): También conocido como Diámetro a la Altura del Pecho
(DAP) en los árboles en pie, normalmente se mide a 1.3 m sobre el nivel del suelo.
Ecosistemas forestales: Unidad funcional básica de interacción de los recursos
forestales entre sí y de éstos con el ambiente, en un espacio y tiempo determinados.
Edad base (EB): Es la edad del máximo rendimiento de la especie.
Factor de expansión de la biomasa (FEB): Proporción entre la biomasa de árboles
secada al horno existente por encima del nivel del suelo y la biomasa secada al
horno del volumen inventariado.
Factor de forma: Se refiere al cociente del volumen real y el volumen del cilindro de
referencia (producto del diámetro y la altura comercial).
Forestación: Es el establecimiento y desarrollo de vegetación forestal en terrenos
preferentemente forestales o temporalmente forestales con propósitos de
conservación, restauración o producción comercial.
Fotosíntesis: Consiste en la transformación de la energía lumínica en química que
hace que la materia inorgánica (agua y dióxido de carbono) se vuelva orgánica, los
estomas absorben los gases que contiene la atmósfera como el dióxido de carbono y
que se combina con el agua que hay dentro de las células de la planta, formando
almidones nutritivos y se libera hacia el exterior el oxígeno.
Gases de efecto invernadero (GEI): Son gases cuya presencia en la atmósfera
contribuyen al efecto invernadero.
Incremento Corriente Anual (ICA): Es el crecimiento acumulado ocurrido entre el
inicio y el final de la estación de crecimiento, ya sea en periodos de meses o años
consecutivos.
XIV
Indicadores de rentabilidad: Son aquellos indicadores financieros que sirven para
medir la efectividad de la administración de un proyecto para obtener ingresos
atractivos al momento de llevar a cabo su elaboración.
Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL): Acuerdo suscrito en el Protocolo de Kyoto
en el artículo 12, que permite a países industrializados invertir en proyectos de
reducción de emisiones en países en vías de desarrollo.
Metro cubico (m3): Volumen de un árbol en pie, excluyendo el tocón y las ramas
pero incluyendo la corteza.
Países del anexo 1 del Protocolo de Kyoto: Referido a los países industrializados.
Países no incluidos en el anexo 1 del Protocolo de Kyoto: Son los países en
desarrollo.
Plantación forestal comercial: Establecimiento, cultivo y manejo de vegetación
forestal en terrenos temporalmente forestales o preferentemente forestales, cuyo
objetivo principal es la producción de materias primas forestales destinadas a su
industrialización y/o comercialización.
Poda: Es la práctica de cortar las ramas para producir madera limpia, es decir, libre
de nudos.
Protocolo de Kyoto: Acuerdo internacional que tiene por objetivo la reducción de
emisiones de gases de efecto invernadero en promedio de 5,2% respecto a los
niveles emitidos en 1990 para el período comprendido entre 2008 y 2012.
Raleo: O aclareos son cortes realizados en un rodal en algún momento entre su
establecimiento y su cosecha final, reduce el número de árboles que compiten por
luz, suelo, humedad y nutrientes.
Reforestación: Establecimiento inducido de vegetación forestal en terrenos
XV
forestales.
Relación Beneficio/Costo (R B/C): Es la relación que se obtiene cuando el valor
actual de los beneficios se divide entre el valor actual de los costos.
Resistencia (R): Resultado del cociente entre la variación de la corriente inyectada
( , unidad Ampere) y la caída de tensión entre las caras del prisma ( V unidad el
Volt).
Resistividad ( ): Propiedad física que caracteriza el comportamiento de un material
ante el paso de corriente, siendo su unidad ·m.
Servicios ambientales (SA): Son aquellos que los ecosistemas forestales brindan
de manera natural o por el manejo sustentable de los recursos forestales: calidad y
cantidad de agua, captura de carbono, amortiguamiento del impacto de los
fenómenos naturales, regulación climática, protección de la biodiversidad,
ecosistemas y formas de vida, protección y recuperación de suelos, paisaje y la
recreación, entre otros.
Sistema agroforestal (SAF): Forma de uso y manejo de los recursos naturales, en
los cuales, especies leñosas interactúan biológicamente en un área con cultivos y/o
animales: con la finalidad de diversificar y optimizar la producción para un manejo
sostenido.
Sumidero de carbono: Deposito natural o artificial de carbono.
Tasa Interna de Retorno (TIR): Es la tasa de descuento que hace que el valor
presente de los ingresos iguale el valor presente de los costos de un proyecto.
Valor Actual Neto (VAN): Valor actual de la corriente de ingresos generada por una
inversión, menos el valor actual de costos aplicados a esa inversión.
Vegetación forestal: Conjunto de plantas que crecen y se desarrollan en forma
natural, dando lugar al desarrollo y convivencia equilibrada de otros recursos y
XVI
procesos naturales.
Volumen (V): Cantidad de madera de un árbol o bosque, según una unidad de
medida determinada en metros cúbicos, pie, pulgadas.
Volumen total: estimación de masa de las partes leñosas (tronco, corteza, ramas
grandes y pequeñas) y de raíz a partir de 2cm de diámetro de todos los arboles vivos
en metros cúbicos.
XVII
VI. ÍNDICE DE CUADROS
Cuadro 1. Apoyo otorgado a proyectos de captura de carbono (Ton/CO2). 12
Cuadro 2. Ubicación geográfica del área de estudio. 21
Cuadro 3. Parámetros de los modelos de crecimiento de C. platyloba en
Sinaloa.
41
Cuadro 4. Crecimiento en Altura a los diez años. 44
Cuadro 5. Crecimiento en Diámetro a los diez años. 44
Cuadro 6. Crecimiento en volumen a los diez años. 44
Cuadro 7. Incremento corriente anual (cm3) de Palo colorado. 45
Cuadro 8. Estimación promedio de variables utilizadas para determinar la
densidad básica de la madera de C. platyloba.
47
Cuadro 9. Estimación del volumen de la parte aérea (m3) en un periodo de
1 a 30 años, calculado con la Ecuación descrita por González y Cuadra
(2004) y por Brown y Lugo (1992).
48
Cuadro 10. Valores del volumen de la raíz (m3) respecto a cada uno de los
sitios de productividad.
49
Cuadro 11. Resistividad de las raíces a diferentes edades de C. platyloba
(Estimada directamente en la raíz).
Cuadro 12. Estadística descriptiva de la tomografía geoeléctrica árbol uno.
50
Cuadro 13. Estadística descriptiva de las tomografía geoeléctrica árbol dos. 51
Cuadro 14. Estadística descriptiva de la tomografía geoeléctrica árbol tres. 51
Cuadro 15. Valores de la resistividad y volumen de raíz para cada una de
las edades analizadas en el experimento.
51
Cuadro 16. Captura de carbono (TonC/árbol) de C. platyloba en la parte
aérea y raíz.
Cuadro 17. Valoración de los bonos de carbono en términos de moneda
nacional.
55
57
Cuadro 18. Datos requerido en la evaluación económica de la plantación
de C. platyloba.
58
XVIII
Cuadro 19a. Ingresos, Costos y flujo de efectivo de la plantación (MXN). 59
Cuadro 19b. Ingresos, Costos y flujo de efectivo de la plantación.
59
Cuadro 20. Valores del Factor actualizado, los Costos totales actuales y los
Beneficios brutos totales actualizados, Flujo de fondo bruto y actualizado.
60
Cuadro 21. Áreas potenciales para el establecimiento de plantaciones forestales de C. platyloba.
62
XIX
VII. ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Crecimiento Edad-Altura (m) de Palo colorado. 41
Figura 2. Crecimiento Edad-Diámetro (cm) de Palo colorado. 43
Figura 3. Crecimiento Edad-Volumen (cm3) de Palo colorado. 43
Figura 4. Incremento Corriente Anual, mostrando el comportamiento de
acuerdo a la calidad del sitio.
46
Figura 5. Ilustración de las tomografías de 1 (a), 3(b), 5(c), 7(d) y 12(e) años.
Los valores que se indican son resistividad ( ·m) y volumen.
53
5a. Tomografía de la raíz a la edad de 1 año, con un volumen de 0.003 m3. 52
5b. Tomografía de la raíz a la edad de 3 años con un volumen de 0.0588 m3. 52
5c. Tomografía de la raíz a la edad de 5 años con un volumen de 0.0756 m3. 52
5d. Tomografía de la raíz a la edad de 7 años. Volumen de 0.0924 m3. 53
5e. Tomografía de la raíz a la edad de 12 años. Volumen 0.126 m3.
Figura 6. Estimaciones de volumen total (aérea y raíz) en m3/árbol de C.
platyloba a la edad de 10 años. Se muestra el volumen de acuerdo a la
calidad del sitio.
54
Figura 7. Estimación del carbono acumulado (TonC/árbol) total para
C.platyloba.
56
Figura 8. Carbono almacenado (TonC/Ha) en un periodo de 30 años
respecto a la calidad del sitio.
56
Figura 9. Mapa del Uso del Suelo en el Norte de Sinaloa y sitios alternativos
para el establecimiento de plantaciones de Palo colorado.
62
XX
VIII. RESUMEN
La especie conocida como Palo colorado (Caesalpinia platyloba) de la familia
Leguminosae es nativa de la Selva Baja Caducifolia del noroeste de México. El
objetivo de este trabajo fue determinar mediante modelos de predicción la
factibilidad técnica y económica de la plantación forestal de Palo colorado (C.
platyloba) para el intercambio de bonos de carbono en el Norte de Sinaloa, ya que no
existen antecedentes para el área.
Mediante la selección de un grupo de 110 árboles distribuidos en el área de
estudio (La Campana, Culiacán y Sinaloa de Leyva, Sinaloa, México), a los que se
les midieron las variables Altura total, Diámetro normal a 1.30 m, edad y cobertura
de copa. Para la construcción de la familia de Curvas de Crecimiento en Altura se
procedió según la metodología de Curva Guía, aplicando técnicas de regresión no
lineal al modelo de Schumacher. Se obtuvieron muestras de madera para
determinar la densidad básica de la madera y por su intermedio la biomasa a través
del volumen. A partir de los resultados obtenidos de volumen total se estimo el
almacenamiento de carbono de la especie con un contenido de carbono del 55%.
Los coeficientes de determinación R2 obtenidos para los modelos de
crecimiento estuvieron entre 0.80 a 0.97. El volumen (aéreo y raíz) estimado a la
edad base de 10 años para C. platyloba es de 0.207 m3/árbol y a una densidad de
2500 árboles por hectárea el almacenamiento de carbono es de 263.67 TonC/Ha.
Los ingresos por bonos de carbono es de $4074.15 MXN/Ha. Los indicadores como
el VAN, TIR y la R B/C muestran una aceptación viable y rentable del establecimiento
de plantaciones de C. platyloba considerando la venta de madera, bonos de carbono
y el subsidio del PRODEPLAN. Obteniendo que las áreas de mayor potencial son las
destinadas a la agricultura con 418,683 Ha, seguidas de las de vegetación de selva
baja caducifolia (244,877 Ha) y por último áreas sin vegetación aparente con 5,785
Ha), para establecer estas plantaciones en áreas degradas y desprovistas de
vegetación.
XXI
IX. ABSTRACT
The species known as Palo colorado (Caesalpinia platyloba) Leguminosae
family is native to the Tropical Deciduous Forest of northwestern Mexico. The
objective of this study was determined by the prediction models and economic
feasibility of the Palo Colorado forest plantation (Caesalpinia platyloba) for the
exchange of bonus carbon in northern Sinaloa, and there is no precedent for the
area.
By selecting a group of 110 trees distributed in the study area (La Campana,
Culiacan and Sinaloa de Leyva, Sinaloa, Mexico), which variables were measured in
total height, diameter at 1.30 m normal, age and crown cover. To construct the family
of height growth curves proceeded according to the methodology guide curves, using
nonlinear regression techniques to model Schumacher. Wood samples were obtained
to determine the basic wood density and volume. From the total volume results we
proceeded to estimate the carbon storage of the species with a carbon content of
55%.
The coefficient of determination R2 obtained for the growth models were
between 0.80 to 0.97. The volume (aerial and root) estimated the base age of 10
years for C. platyloba is 0.207 m3/tree and a density of 2500 trees per hectare carbon
storage is 263.67 tC/ha. The carbon credit income is $ 320.80 USD/ha. Indicators
such as NPV, IRR and RB / C show a viable and profitable acceptance of plantations
of C. platyloba considering the sale of timber, carbon credit and the PRODEPLAN
subsidy. Getting to the areas of greatest potential are those for agriculture with
418.683 hectares, followed by those of low forest vegetation (244.877 ha) and finally
the apparent no vegetated areas 5.785 Ha), to establish plantations in degraded
areas and devoid of vegetation.
XXII
1
1. INTRODUCCIÓN
México es considerado un país Megadiverso debido a que en este territorio
confluyen dos grandes regiones biogeográficas (Neártica y Neotropical) y su
extensión latitudinal y longitudinal. La diversidad biológica terrestre comprende
una gran variedad de paisajes y de comunidades vegetales que cubren el
territorio del país (Challenger y Soberon, 2008). Los ecosistemas terrestres
prestan servicios ambientales que incluyen, entre los más destacados, los
procesos como el control biológico de plagas, malezas y enfermedades, la
polinización de los cultivos, la prevención de la erosión del suelo, el ciclo
hidrogeoquímico, la captura de carbono (plantas y suelo) y servicios culturales. En
todo el mundo, estos ecosistemas están siendo degradados rápidamente. Esta
degradación presenta serias amenazas a la calidad de vida humana y a la
sostenibilidad de las economías (Sandhu et al., 2010). Los bosques son
importantes y reconocidos como sumideros de carbono en las últimas décadas,
debido a la deforestación de grandes áreas de vegetación (Silva y Navar, 2009),
éstos se han visto afectados.
La humanidad enfrenta un problema ambiental generado por la emisión
masiva de gases efecto invernadero (GEI) en la atmosfera; el cual es un
fenómeno provocado principalmente por el uso de combustibles fósiles y el
cambio en el uso del suelo. Por esta situación, se requiere un esfuerzo global
para reducir las emisiones, ya que de lo contrario, en el año 2100 las
concentraciones de bióxido de carbono (CO2) en la atmósfera podrían generar
una variación de la temperatura de entre 1.1 y 6.4°C (FAO, 2002). Bajo esta
situación, México se encuentra dentro de los 15 principales países emisores con
una contribución de alrededor de 1.5% de las emisiones globales. Las fuentes
responsables de las emisiones son el sector energético con un 61%, el sector
industrial con un 7%, , el cambio de uso de suelo (deforestación) con un 14%, la
agricultura con un 8% y la descomposición de residuos orgánicos con un 10%,
incluyendo las plantas de tratamiento de aguas residuales y los rellenos sanitarios
(SEMARNAT, 2006).
2
El carbono es un elemento orgánico esencial de todos los seres vivos
(Laypere et al., 2004). Las plantas son consideradas como reservas naturales, ya
que almacenan a este elemento por periodos prolongados (Alegre et al., 2000)
en la parte aérea, en la biomasa que cae de los árboles y sobre todo en el suelo
(Medina, 2004; Pineda et al., 2005). Se reconocen 5 diferentes depósitos donde
se acumula el carbono absorbido en un ecosistema forestal: biomasa sobre el
suelo (árboles y sotobosque), biomasa bajo el suelo (raíces), árboles muertos en
pie y troncos caídos, hojarasca y suelo, siendo la biomasa aérea el principal
componente con la presencia de un 70% del carbono acumulado en promedio y
las raíces con un 17-20% (Schlegel et al., 2001). La forestación y la reforestación
son opciones viables de secuestro de carbono, las cuales están contempladas
dentro del Mecanismo de Desarrollo Limpio, teniendo beneficios a través de los
bonos de carbono, que son estímulos otorgados por la reducción intencional de
bióxido de carbono presente en la atmosfera a la biomasa terrestre por medio del
establecimiento y manejo de plantaciones, pudiendo ser el estimulo de vender el
carbono fijado en la biomasa más atractiva la actividad forestal.
1.1. Problemática ambiental
El cambio climático es el principal problema ambiental al que se enfrenta la
humanidad, originado por la emisión masiva a la atmósfera de los gases de
efecto invernadero, como Bióxido de Carbono (CO2), Metano (CH4), Oxido
Nitroso (N2O), entre otros (Velásquez, 2005). El aumento de las emisiones de
GEI ha generado importantes cambios climáticos, lo cual ha suscitado la atención
y preocupación mundial (Vallejos et al., 2007). Siendo el CO2 el más impactante
por su magnitud y su permanencia en la atmosfera proveniente principalmente de
la producción de energía sobre todo en los países industrializados (Mills y
Cowling, 2006). Las actividades principales que causan la emisión de estos
gases a la atmósfera son antropogénicas, como la combustión de combustibles
fósiles, los cambios en el uso de los suelos, la deforestación, incendios de
biomasa, la expansión de las ciudades (Sans et al., 2007; Lal, 2008), que han
aumentado progresivamente con el aumento de la población humana. Desde el
inicio de la revolución industrial alrededor de 1850 (Lal, 2008), la densidad de los
3
gases aumentó considerablemente partiendo de 280 ppm antes de este evento
mundial hasta las 386 ppm determinadas en 2006 (Khademi et al., 2009). Se
estima que para el año 2100, las concentraciones de CO2 en la atmósfera serán
entre 540 a 970 ppm (Chacón et al., 2007; Díaz et al., 2007), representando un
problema grave que se torna como una amenaza a los sistemas naturales. De
esta forma, los cultivos forestales son una herramienta para contrarrestar el efecto
invernadero y por lo tanto, una solución al cambio climático que depende de la
conservación de la mayor cantidad posible de zonas con vegetación, optimizando
la capacidad de captación con la mejora de prácticas agronómicas y la utilización
de sus subproductos (Mota et al., 2009). Por esta razón muchos países han
ratificado acuerdos internacionales para la mitigación de los impactos humanos
sobre los sistemas naturales (Finn, 2009).
En 1988, el Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente
(PNUMA) creó el Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC). En junio
de 1990 durante la Conferencia de las Naciones Unidas para el Ambiente y
desarrollo (CNUMAD), 165 países firmaron la Convención Marco de las Naciones
Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC), basándose en principios y
mecanismos para la reducción de los GEI en la atmósfera a un nivel que impida
interacciones antrópicas en el sistema climático. Este convenio entró en vigor el
21 de marzo de 1994 con la ratificación de 50 países (UNFCCC, 1998).
En 1997 se aprobó el Protocolo de Kyoto (Japón). El punto más importante
dentro de este instrumento es el establecimiento de límites cuantitativos de
reducción de emisiones de GEI para 39 países desarrollados o con economías de
transición (Salgado, 2004). Este compromiso significa una reducción promedio de
5.2% respecto a los niveles emitidos en 1990 para el período comprendido entre
2008 y 2012. Existen tres mecanismos diferentes que son el Mecanismo de
Desarrollo Limpio (MDL), Comercio de Emisiones (CE) y la Implementación
Conjunta (IC) (Mandal y Van Laake, 2005; Jindal et al., 2008). En su artículo 12,
se proponen los Mecanismos de Desarrollo Limpio (MDL), cuyo propósito es
ayudar a las Partes no incluidas en el anexo I (países en desarrollo) a lograr un
desarrollo sostenible y contribuir al objetivo de la reducción de las emisiones de
4
GEI, las cuales se beneficiaran de las actividades de proyectos que tengan por
resultado reducciones certificadas de las emisiones (UNFCCC, 1998, Salgado,
2004). En éste se indican las formas para que los países industrializados puedan
reducir sus emisiones y mejorar el almacenamiento de carbono, mediante el
apoyo de proyectos forestales en países en desarrollo. Entre las actividades
elegibles incluyen la repoblación forestal (creación de los bosques en tierras
anteriormente deforestadas) y la reforestación (establecimiento de bosques en
tierras previamente forestadas, pero deforestadas a partir de diciembre de 1989)
(Jindal et al., 2008). Los tipos de proyectos forestales que se consideran para
estos efectos son tres: a) Proyectos de conservación de carbono, b) Proyectos de
captura de carbono (en estricto rigor se refiere a la fijación o absorción de CO2), y
c) Proyectos de sustitución de carbono (Schlegel et al., 2001).
Los países inscritos dentro de este mecanismo tienen la oportunidad de
recibir créditos a cambio de reducir las emisiones o por el incremento del
secuestro de carbono (Noss, 2001), y a través del manejo forestal y forestación
pueden aumentar las reservas de carbono y demostrar la reducción de emisiones
de acuerdo con el Protocolo de Kyoto (Shi Jun et al., 2010).
1. 2. El papel de los ecosistemas naturales en el ciclo global del carbono
Las plantas tienen la capacidad de captar el CO2 atmosférico y mediante
procesos fotosintéticos lo almacenan en su biomasa (Montoya et al., 1996;
Pacheco et al., 2007; Lal, 2008; Khademi et al., 2009), lo metabolizan para la
obtención de azúcares y otros compuestos que requieren para el desarrollo
normal de su ciclo vital y lo convierten en biomasa que al descomponerse se
convierte en parte del suelo (en forma de humus) o en CO2 a través de la
respiración de los microorganismos que procesan la biomasa (Mota et al. 2009).
La superficie cubierta por vegetación en México es de 139 millones de
hectáreas, equivalente al 73% de la superficie total del país. La superficie forestal
se estimó en 2009 en 65.5 millones de hectáreas (Felicani y Peskett, 2011).
Con una superficie cubierta por vegetación de selvas de 16% (INEGI, 2005). En el
estado de Sinaloa se cuenta con una superficie representada por vegetación de
5
selva baja caducifolia de un 12.35%. Estos ecosistemas terrestres en el ciclo
global del carbono han generado gran interés entre los investigadores y
responsables políticos (Kirmal et al., 2010) por ser un importante sumidero de
carbono terrestre, cuya cantidad almacenada depende de diversos factores
medioambientales, biogeoquímicos, y del manejo de la tierra. Los bosques y
pastizales permanentes pueden almacenar grandes cantidades en la vegetación
y los sistemas de raíces durante largos períodos de tiempo (Schahczenski y Hill,
2009).
Por su extensión y el carácter de estadios sucesionales avanzados de la
mayor parte de los bosques, estos desempeñan funciones ambientales de gran
importancia desde la escala local a la global (Ruiz et al., 2007), a pesar de su uso
para satisfacer necesidades, a veces bajo pautas de consumo que llevan a la
compensación y la degradación (Klooster y Masera, 2000). En México, el manejo
forestal comunitario contrasta con un panorama general sombrío de la
degradación de los bosques y deforestación, por lo que se sugiere que el manejo
forestal comunitario tenga un papel importante que desempeñar en la reversión
de los procesos de deforestación, el secuestro de carbono, y promover el
desarrollo rural (Klooster y Masera, 2000).
Diversos estudios han señalado el potencial que tienen los bosques de
México sobre captura de carbono. Torres y Guevara (2002) realizaron una breve
caracterización de la situación actual de los servicios ambientales en México,
utilizando modelos para la estimación del volumen total de los árboles. En este
sentido, Sinaloa tiene un potencial total de retener más de 800 mil toneladas de
CO2 por año, quedando para los bosques un potencial de más de 300 mil
toneladas de CO2 por año, y en selvas más de 500 mil toneladas de CO2 por año
(Torres y Guevara, 2002).
1.3. La captura de carbono en los ecosistemas forestales
Los ecosistemas forestales contienen más carbono por unidad de
superficie que cualquier otro uso de la tierra y sus suelos contienen cerca del 40%
del total del carbono de la tierra (Zambrano et al., 2004). Los bosques son
6
reconocidos a una escala global como prestadores de una gran cantidad de
servicios ambientales teniendo un valor económico considerable para los países
en vías de desarrollo (Dzib, 2003). Como fuentes o sumideros netos de CO2,
tienen una función dominante en factores biológicos o físicos que incluyen: estado
del suelo y la vegetación, prácticas de gestión a nivel de sitio y condiciones
ambientales (Wisniewskil et al., 1993).
El secuestro de carbono se refiere a todos los medios donde la
transferencia del CO2 atmosférico se mantiene almacenado de forma segura en el
ambiente, sin emitirse a la atmosfera de nuevo (Niu et al., 2006) mediante
cambios en el uso de la tierra (Mandal y Van Laake, 2005). Dicha transferencia
en depósitos bióticos y edafológicos se llama captura de carbono terrestre (Lal,
2008) cuyo mecanismo de secuestro de carbono se ha propuesto como una
medida para detener o revertir el aumento de CO2 en la atmósfera (Baral y Guha,
2004).
La captura de carbono atmosférico, mediante prácticas de manejo del
bosque, está en función de la acumulación y almacenamiento del mismo en la
biomasa vegetal, es decir, es la capacidad de un área dada para capturar y
almacenar carbono, siendo considerada potencialmente como una opción para
reducir CO2 de la atmósfera (Pimienta et al., 2007). La acumulación de carbono
se atribuye a la edad del sistema, estructura y función, al manejo silvícola y a las
condiciones edáficas como textura e historia de uso del suelo (Medina, 2004;
Roncal et al., 2008). Cuando la vegetación se establece, el incremento de la
biomasa dependerá de las condiciones edafológicas y climáticas que influirán en
la tasa de rendimiento y dependiendo de la capacidad de respuesta que
presenten las especies, será la capacidad de crecimiento, y por lo tanto, la
captura de carbono. Esto es más rápido durante las primeras etapas de la vida del
árbol, mientras que cuando el árbol alcanza la madurez, los procesos de
fotosíntesis y respiración se vuelven cada vez más similares (Mandal y Van
Laake, 2005), dado que la tasa de respiración es alta en los bosques mayores, la
absorción anual de carbono en estas áreas es baja (Mandal y Van Laake, 2005;
Khademi et al., 2009).
7
La forestación y la reforestación es una de las opciones viables de captura
de carbono en los ecosistemas terrestres (Rojo et al., 2006; Lal, 2008) y la
restauración, sobre todo en los ecosistemas degradados, es otra opción
importante; sin embargo, esto debe llevarse a cabo sin poner en riesgo la
seguridad alimentaria y la biodiversidad.
1.4. La deforestación en terreno forestal en México
De acuerdo a la Ley de General de Desarrollo Forestal Sustentable el
Cambio de uso del suelo en terreno forestal es definido como la remoción total o
parcial de la vegetación de los terrenos forestales para destinarlos a actividades
no forestales (LGDFS, 2003); es una de las acciones humanas para llevar a cabo
actividades como la agricultura, asentamientos humanos, establecimientos
industriales, turísticos, entre otros. Es considerada como una de las principales
fuentes de emisiones de gases de efecto invernadero, después de la quema de
combustibles fósiles. Como ya sabemos al momento que un ecosistema es
removido las plantas liberan todo el CO2 que alguna vez se encontró almacenado
y muy poco pasará a formar parte del suelo. El carbono almacenado en los
árboles se constituye como un elemento integral en la madera hasta que éstos
mueren y se descomponen, pero, si el árbol es aprovechado y transformado en
producto maderable para la construcción, ebanistería u otra estructura duradera,
el carbono queda almacenado hasta que la madera se descompone (Ramírez y
Gómez, 1998).
La tasa de deforestación mundial de las selvas tropicales continúa con un
valor de 11 millones de Ha/año. En América Latina las tasas de deforestación
anual son del orden del 0.54 % y en México éstas fluctúan entre las 500 a 700 mil
Ha/año (Pérez y Landeros, 2009). Entre 1970 y 1993, cerca de 14 millones de
hectáreas, de ecosistemas primarios fueron eliminados para dedicarlos a otros
usos, alterados y reemplazados por comunidades secundarias, con un ritmo
promedio de 823 mil Ha/año y entre 1993 y 2002, 4.6 millones de Ha con un
promedio de 515 mil Ha/año (SEMARNAT, 2001). En los últimos quince años, las
estimaciones de la deforestación en el país son muy disparadas y van desde las
8
316 a 800 mil Ha/año (SEMARNAT y COLPOS, 2003). Baral y Guha (2004)
reportan que las emisiones de carbono derivadas de la deforestación siguen
siendo alrededor de 2 millones TonC/año (más de tres veces las emisiones de los
vehículos de motor). De acuerdo a estos datos, se estima que en México las
emisiones de bióxido de carbono, entre 1993 y 2002, asociadas al cambio de uso
del suelo ascendieron a 89, 854 Gg de CO2, es decir, alrededor del 14% de las
emisiones totales de GEI nacionales (SEMARNAT, 2006).
El estado de Sinaloa, contaba con una superficie cubierta de vegetación
natural de 73.1% (bosques, selvas y matorrales), de las cuales 45.7% era
vegetación íntegra y el 27.4% se encontraba perturbada. Los reportes de
deforestación indican que para 2004 ésta varió de 0.2% a 0.5% por Ha/año,
siendo una de las tasas más bajas de deforestación para el país (Márquez,
2005). Existe un potencial enorme en proyectos de reforestación, especialmente
cuando los mismos se establecen en condiciones de suelos degradados; más del
70% del territorio mexicano es de aptitud forestal y que dispone aproximadamente
de 20 millones de hectáreas susceptibles de ser reforestadas (Rojo et al., 2006).
A escala mundial las especies nativas son ampliamente extraídas de los bosques
naturales (Piotto et al., 2003).
1.5. La actividad agrícola y la agroforestal
El sector agrícola, como una de las actividades principales del hombre,
genera impactos al medio ambiente como son erosión del suelo, contaminación
de suelos y aguas, emisión de algunos gases de efecto invernadero; trayendo
problemas tanto ambientales, económicos y sociales (Kirmal et al., 2010).
Los sistemas agrícolas liberan y fijan carbono simultáneamente de la
atmosfera: cuando la cantidad extraída de la atmosfera en un periodo de tiempo
excede a la liberación, entonces el flujo neto de carbono es negativo (Wander y
Nissen, 2004). A pesar de que la agricultura representa sólo el 8% de emisiones
de GEI en México, las tierras agrícolas pueden contribuir a la mitigación del
cambio climático mediante la fijación de C a corto plazo implementando nuevas
tecnologías y prácticas que reduzcan las frecuencias de perturbación,
9
incrementando la cantidad y duración de la cubierta vegetal y mejorando las
deficiencias de nutrientes a través de la administración de nutrientes adecuados
para aumentar la retención de carbono en el suelo (Wander y Nissen, 2004).
Entre las varias soluciones que se debaten para mitigar el cambio climático una
opción importante es la retención de carbono en los agroecosistemas,
especialmente en los suelos agrícolas (Lal, 2011). Donde la capacidad de las
tierras agrícolas depende de varios factores, incluyendo el clima, el tipo de suelo,
tipo de cultivo o cubierta vegetal y prácticas de manejo (Schahczenski y Hill,
2009). De acuerdo a un estudio realizado por Sandhu et al. (2010), la agricultura
también ofrece servicios de estética. En Nueva Zelanda algunos agricultores
conservan los límites de vegetación del terreno o mejoran los paisajes de
plantación, cercos cortavientos o de árboles, adoptando actividades recreativas
en viñedos que conforman sistemas con belleza escénica ofreciendo un paisaje
único.
La agricultura de conservación y otros métodos de mejor manejo de la
tierra son opciones que incrementan la materia orgánica estable en el suelo como
en las capas más profundas (Sandoval et al., 2003). El empleo de prácticas
agrícolas que implican una perturbación mínima del suelo los agricultores pueden
ser capaces de retrasar o incluso invertir la pérdida de carbono de sus campos
(Schahczenski y Hill, 2009), siendo una de las principales formas de obtener un
incremento de la Materia Orgánica del Suelo (MOS) mediante la labranza mínima
y/o cero, así como el uso de cobertura vegetal continua y protectora de materiales
vegetales vivos o desechos de éstos sobre la superficie del suelo (Zambrano et
al., 2004).
Los sistemas agroforestales (SAF) son una alternativa de restauración y
uso de la tierra donde los suelos se prestan a un uso agrícola, incorporando
árboles al paisaje que de otro modo sería dominado por monocultivos. Los SAF
proveen numerosos servicios ambientales como: toma de carbono, biodiversidad,
belleza escénica, y otros (Montagnini, 2005); actividades de conservación,
producción, pueden otorgar beneficios adicionales para los propietarios y la
sociedad (Schoeneberger, 2009). La agrosilvicultura combinada
10
intencionalmente con sistemas agrícolas y forestales crea de manera integrada y
sostenible el uso del suelo (Schoeneberger, 2009) y es comúnmente percibida
para proveer muchos bienes y servicios (Piotto et al., 2003). La conversión de
tierras marginales a pastizales o cultivo de árboles maximiza el almacenamiento
de carbono en tierras que son menos apropiado para cultivos (Schahczenski y
Hill, 2009). La restauración de terrenos y los cambios de uso del suelo que
fomenten la conservación y mejora de la calidad del suelo, agua y aire por lo
general reducen las emisiones de gases de efecto invernadero (Schahczenski y
Hill, 2009).
1.6. Los bonos de carbono (Servicio ambiental)
En el artículo 7 de la Ley de Desarrollo Forestal Sustentable (2003)
considera al secuestro de carbono como un servicio ambiental, donde la Comisión
Nacional Forestal (CONAFOR) es responsable de aplicar de manera transparente
y eficiente de los programas forestales sobre el Pago de Servicios Ambientales
(PSA) (Felicani y Peskett, 2011). En 2009 se firmaron trece acuerdos por un
importe de más de 87 millones de pesos, de los cuales, 45 millones de pesos
provinieron de la CONAFOR y 44 millones de partes físicas (Instituciones
nacionales, empresas privadas, la sociedad civil y entidades morales). La
superficie considerada fue de más de 90.000 Ha y participaron 326 beneficiarios
en el período 2008-2009 (Felicani y Peskett, 2011).
El Programa para Desarrollar el Mercado de Servicios Ambientales por
Captura de Carbono y los Derivados de la Biodiversidad y para Fomentar el
Establecimiento y Mejoramiento de Sistemas Agroforestales (PSA-CABSA), inició
en 2004. Promueve el acceso de los propietarios de terrenos forestales a los
mercados nacionales e internacionales de los servicios ambientales relacionados
con la captura de carbono y con la biodiversidad de los ecosistemas forestales. La
evaluación económica de los servicios ambientales se ha centrado en cuatro
bloques fundamentales: biodiversidad, fijación de carbono, ciclo hidrogeológico y
educación u ocio (Ruiz et al., 2007). El apoyo económico varía dependiendo del
tipo de proyecto de servicio ambiental ofrecido, por ejemplo, para proyectos
hidrológicos de $8.5 dólares estadounidenses (DEU), para bosque mesófilo y
11
para otros bosques y selvas es de $6.5 DEU/Ha, por hasta cinco años
consecutivos. Otro es la protección a la biodiversidad que se apoya con $6.5
DEU/Ha al año y en sistemas agroforestales con cultivos bajo sombra es de $ 6.5
DEU/Ha (Pronatura, 2007).
Los programas de captura de carbono en bosques son instrumentos con
enorme potencial para contribuir a la transición hacia el desarrollo sustentable
(Yáñez et al., 2004). Por lo que han adquirido un valor monetario debido a que
existe un mercado formal e internacional potencial para el caso de México (Téllez
et al., 2008) a través de los bonos de carbono, definidos como un instrumento de
gestión ambiental que consiste en la fijación intencional del CO2 a biomasa
terrestre ofreciendo una posibilidad importante de establecer y manejar
plantaciones forestales y vender derechos al carbono fijado en la biomasa
(Seppanen, 2002). Los bonos de carbono tienen el apoyo del banco mundial y el
consejo de la tierra de las Naciones Unidas (Ramírez y Gómez, 2000). La
comercialización de créditos de carbono ha abierto una nueva posibilidad de
proveer recursos económicos a las comunidades a cambio de conservar y
manejar adecuadamente sus recursos forestales como sumideros importantes de
carbono. En la literatura existe una gran variedad de valores económicos
otorgados, los cuales varían dependiendo del lugar en el cual se están evaluando
los proyectos y en muchos países como Costa Rica, Perú, México, Estados
Unidos, entre otros; es considerado como servicio ambiental (ver Cuadro 1). Los
diferentes beneficios que generan los ecosistemas pueden ser valorados en
términos monetarios; el carbono capturado encuentra valor en un mercado creado
al respecto, a partir del surgimiento de los Proyectos de MDL (Miranda et al.,
2007). Para la elaboración de proyectos de captura de carbono se apoya con un
valor de $15,000 DUE, obteniendo ingresos de hasta $440 DUE/Ha/año, con un
valor promedio de $5 DUE la tonelada de CO2, estos beneficios serán otorgados
hasta por cinco años consecutivos por superficie establecida con forestación o
reforestación (Pronatura, 2007).
12
Cuadro 1. Apoyo otorgado a proyectos de captura de carbono (Ton/CO2).
Autor Año Fuente Precio Moneda
INE 2008 BM 5 Dólares
INE 2008 CCE 0.90-2.10 Dólares
INE 2008 ECEC 6.40-19.70 Euros
Chacón et al. 2007 Costa Rica 10.38 Euros
Concha 2007 Perú 1 – 5 Dólares
Baral y Guha 2004 EU 0-150 Dólares
Tschakert 2004 Senegal -10 Dólares
Schahczenski y Hill 2009 EU 7.35 Dólares Nota: Información recabada de la literatura, de los países con apoyo por este tipo de
Proyectos
1.7. Las plantaciones forestales
Las plantaciones forestales son proyectos de forestación para la
producción de madera, celulósicos y otros productos, mediante los cuales el
Gobierno Federal de México, a través de la CONAFOR, impulsa la inversión
productiva y el desarrollo del sector desde hace una década, para producir
materia prima forestal, generar empleos e impulsar una industria competitiva
(Téllez et al., 2008).
En el mundo existen alrededor de 109 millones de hectáreas con
plantaciones forestales para la producción, mismas que constituyen un 2.8% del
área boscosa mundial (Zamudio et al., 2010). La tendencia con que éstas se han
desarrollado ha sido creciente: entre los años 1990 y 2000, el ritmo de crecimiento
fue de 2 millones de hectáreas anuales y de 2.5 millones anuales entre los años
2000 y 2005 (Zamudio et al., 2010). En 1990 México se encontraba en el séptimo
lugar de América latina, con un establecimiento de plantaciones forestales de 155
000 Ha plantadas (Martínez et al., 2006), dentro de las cuales el estado de
Sinaloa cuenta con un establecimiento de 1000 Ha. Estas plantaciones deben
cubrir aéreas como mínimo de 10 a 25 Ha, existiendo varias opciones como las
plantaciones de especies entre las que destacan maderables (por su tallo) como
Palo colorado (Caesalpinia platyloba), Amapa (Tabebuia sp), Mezquite (Prosopis
sp), Cedro (Cedrela sp) Vara blanca (Croton sp) (Márquez, 2005); y no
13
maderables (Bambú, Candelilla, Kenah, etc.) y los sistemas agroforestales como
la asociación de cultivos agrícolas con alguna especie forestal. Entre las especies
que se manejan para establecer plantaciones forestales se utilizan tanto nativas
como exóticas. Los países desarrollados han estudiado permanentemente a su
escasa biota y han descubierto sus extremos óptimos ambientales, sus
interacciones ecológicas y beneficios sociales, creando en muchos los casos un
gran mercado real y potencial para ellas. Ejemplos como la venta del Eucalipto y
el Neem, Teca, Gmelina, entre otras, antecediéndoles los estudios de las
especies en sus países de origen o de procedencia de investigadores donde se
crea toda una industria que fomenta el incremento de las plantaciones (Márquez,
2005). El uso de especies nativas de calidad media y alta en proyectos de
reforestación pueden aliviar la presión de la tala en los bosques naturales (Piotto
et al., 2003).
El establecimiento de plantaciones forestales comerciales en nuestro país
se ha limitado principalmente a la protección de áreas degradadas y poco son los
ejemplos de poblaciones establecidas con fines comerciales, en la actualidad
muchas industrias y organizaciones ligadas a la organización forestal, están
estableciendo plantaciones forestales para satisfacer parte de sus necesidades en
materia prima, ante la inminente escasez y alejamiento de las fuentes productoras
en algunas regiones del país (Martínez et al., 2006).
Entre los beneficios que proporcionan las plantaciones en el aspecto
económico (satisfacen la demanda de productos forestales, fortalecen la balanza
comercial, integran el campo a la economía nacional, capitalizan a los dueños y
poseedores de recursos, logran estabilidad de precios e integran a productores,
instituciones e industriales) y en el social generan empleos directos e indirectos,
provocan una derrama económica, elevan el nivel de vida, desarrollan
infraestructura y servicios y originan la creación de industrias (Zamudio et al.,
2010). Estas plantaciones son consideradas como una alternativa atractiva para
los pequeños y medianos agricultores, que adoptan los incentivos para la
reforestación brindados por un gobierno (Piotto et al., 2004). El objetivo principal
de los productores al establecer plantaciones es tener un beneficio económico a
14
través del aprovechamiento de la madera producida en los raleos y en la cosecha
final, aunque algunos productores han reforestado por otros motivos, que
pueden agruparse como de carácter ambiental (Piotto et al., 2003).
1.8. Evaluación técnica y económica del establecimiento de plantaciones
forestales
Es necesario generar información sobre el rendimiento a largo plazo de las
plantaciones para garantizar un mejor resultado disminuyendo el riesgo de
inversión para los productores rurales (Piotto et al., 2003). Estas estimaciones
son necesarias para el manejo sostenible de los bosques para determinar la
posibilidad de corta anual y el período de rotación de las especies, tomando
decisiones de selección de árboles. Por otro lado, producir cultivos de crecimiento
económicamente viable y ecológicamente sostenible de la madera es
desconocido (Splechtna, 2001) y los servicios ambientales como la regulación
del clima, abastecimiento de agua, tratamiento de residuos, la recreación, la
biodiversidad, y la información cultural, no tienen mercados establecidos
(Ribaudo et al., 2010).
La evaluación de un proyecto de inversión puede definirse como un
conjunto de estudios que permiten analizar las ventajas o desventajas derivadas
de asignar determinados recursos de inversión para la producción de bienes o
servicios (Noguéz y Fierros, 2004). Las tasas de descuento varían comúnmente
en la actividad forestal entre 8% y 15%, tanto en la práctica como en la
bibliografía, muy altas para inversiones forestales, ya que la mayor parte del
ingreso se recibe en un futuro lejano, por lo que algunos analistas forestales e
investigadores han argumentado tasas más bajas como el 4% (Cubbage et al.,
2011). Existen métodos y técnicas de análisis financieros ya probados, donde
demuestran que los proyectos forestales son rentables, como la Tasa Interna de
Retorno (TIR) (Castillo, 1996), el Valor Actual Neto (VAN) y la Relación
Beneficio/Costo (R B/C) (Téllez et al., 2008; Noguéz y Fierros, 2004; Tschakert,
2004).
15
El Valor Actual Neto (VAN) convierte una serie de flujos de ingresos
periódicos en un sólo número que se puede utilizar para comparar inversiones
mutuamente excluyentes, en un mismo horizonte, a una tasa determinada de
descuento (Cubbage et al., 2011). Se puede interpretar como el valor actual de la
corriente de ingresos generada por una inversión, menos el valor actual de costos
aplicados a esa inversión (Gittinger, 1982). Cuando el resultado del VAN es
mayor que cero, se considera que la opción de producción tiene un atractivo
económico para los productores y el proyecto o propuesta de inversión se
considera aceptable (Ozuna, 1993).
La Tasa Interna de Retorno (TIR) se define como la tasa de descuento que
hace que el valor presente de los ingresos iguale el valor presente de los costos
de un proyecto (Cubbage et al., 2011). La TIR es la tasa de actualización que
iguala a cero el VAN y representa la tasa de rentabilidad con que opera el capital
invertido (Sánchez, 1991).
La relación beneficio-costo (R B/C) se define como la relación que se
obtiene cuando el valor actual de los beneficios se divide entre el valor actual de
los costos, es utilizada para comparar los ingresos totales descontados con los
costos totales descontados. El criterio de aceptación es cuando el resultado sea
uno o superior a uno (Gittinger, 1982; Cubbage et al., 2011).
1.9. Descripción de Caesalpinia platyloba S. Watson (1886)
El Palo colorado o Arellano es una planta leñosa tropical y subtropical que
pertenece a las Angiospermas (Dicotiledóneas) y a la familia de las Leguminosas.
Caesalpinia es un género de plantas con flores y es considerada una especie de
rápido crecimiento, con una altura promedio de 6 m y presenta una densidad de
0.92 g/cm3 (Rincón et al., 2000). Su crecimiento se presenta en época de lluvias
(Huante y Rincón, 1998). Posterior a este periodo la planta presenta hojas
verdes en los meses de Junio aun cuando las lluvias no aparecen, la germinación
se da en los meses de Julio-Septiembre.
16
Es una especie maderable propia de bosques sin alteración o con poca
perturbación; con mucha demanda en el mercado regional, presentando una
importancia biológica, plasticidad y su aprovechamiento forestal o medicinal
(Nava et al., 2007). Nava et al. (2007) muestran la supervivencia de C. platyloba
en ambientes contrastantes en potreros y bosques. Huante y Rincón (1998) la
describen como una especie con una amplia plasticidad en ambientes
contrastantes de luz, considerándose el aprovechamiento de C. platyloba como
sombra en cultivos de café y como forraje en animales (Sosa, 2004).
En el estado de Sinaloa esta planta nativa es utilizada en las campañas de
reforestación siendo muy apreciada por los campesinos de las zonas rurales
debido a que es una especie multiusos (Márquez, 2005). Existen 3700 Ha
actualmente apoyadas para el establecimiento de plantaciones forestales. En los
municipios en los que destacan este tipo de plantaciones son Choix, Mocorito y
Sinaloa de Leyva (CONAFOR, 2010).
1.10. Hábitat natural
La Selva Baja Caducifolia (SBC) clasificada por Miranda y Hernández
(1963), o denominada como Bosque Tropical Caducifolio (BTC) por Rzedowski
(2006), es un ecosistema que atraviesa una estación seca que puede durar de
siete a ocho meses, lo cual provoca un déficit hídrico y de nutrimentos minerales
disponibles para la vegetación, resultando un ecosistema complejo y diverso
(Moreno y Paradowska, 2009). Su distribución geográfica es particularmente
característica de la vertiente pacifica de México, donde cubre grandes
extensiones desde el sur de Sonora y el suroeste de Chihuahua hasta Chiapas y
Centroamérica (Rzedowski, 2006). Presenta una amplia distribución en el
territorio mexicano y es uno de los ecosistemas con mayor presión antropogénica
por los cambios de uso del suelo (Estrada y Navar, 2009), actividades humanas y
por estas razones es un bioma amenazado de muerte (Márquez, 2005). Es una
vegetación conformada por elementos tropicales, dominada por arboles de copas
extendidas, con altura promedio entre 6 y 8 m (Trejo, 1999) entre las que se
encuentra el género Caesalpinia (Lebgue et al., 2005).
17
2. ANTECEDENTES
Rincón et al. (2000) realizaron un estudio sobre el crecimiento de tres
especies del genero Caesalpinia en la selva baja caducifolia de Chamela, Jalisco.
Evaluaron el crecimiento (38 días) presentando diferencias en su velocidad de
crecimiento a asignación de biomasa, sugiriendo una explotación diferencial de
los recursos que favorecía la coexistencia. En cuanto al cambio de biomasa, ésta
fue para C. eriostachys de 137.57 a 2322.96 mg, para C. platyloba de 146.77 a
1758.64 mg y para C. sclerocarpa de 32.51 a 198.05 mg. C. platyloba y C.
eriostachys presentan un sistema radicular mucho más profundo y grueso que C.
sclerocarpa.
De Jong et al. (2000) evaluaron el potencial de un programa basado en
incentivos para estimular a pequeños agricultores y comunidades a adoptar
medidas de acumulación de biomasa, como la agrosilvicultura o mejorar la
distribución forestal actual. Se evaluó un área de alrededor de 600, 000 Ha en el
Altiplano Central de Chiapas. Los autores diseñaron un modelo para calcular la
respuesta esperada a los incentivos financieros de $ 0 y $ 40 dólares por TonC
secuestrado encontrando que el método más rentable es el aprovechado por el
manejo de los bosques naturales (38 TonC) en tierras comunales, con ingresos
de $ 15 TonC (DEU) y 32 TonC mediante manejo forestal.
Hernández y Torres (2003) calcularon la valoración económica de la
densidad de la biomasa de 11 especies para determinar el almacenamiento de
carbono del bosque tropical caducifolio del Ejido de Noh Bec en Quintana Roo.
Determinaron, mediante una metodología indirecta basada en datos existentes de
volumen total, el contenido de carbono de 11 especies que representan el 66%
del volumen total, con existencias de 353 y 341 TonC/Ha para ambos procesos.
Al mismo tiempo, calcularon el ingreso por aprovechamiento forestal en
$6,021.850.44 pesos, estimando el ingreso por la venta del servicio ambiental de
almacenamiento de carbono en la misma área en $21, 200,442.00 pesos, con un
costo de oportunidad de 3.5:1, concluyendo la conveniencia para el ejido el
vender este servicio ambiental para incrementar sus ingresos.
18
Pacheco et al. (2007) evaluaron en Cuaunepantla, Hidalgo, el potencial de
Pinus greggii Engelm para almacenar carbono en la biomasa aérea. En 20
árboles de una plantación de seis años de edad se separaron los tallos, ramas y
follaje. La biomasa seca aérea fue de 8.0 kg en promedio por árbol, de la cual 4.1
kg (51%) se ubicó en el tallo. La productividad neta primaria fue estimada en 5.8
Ton/Ha para una densidad de 4.425 árboles/Ha con una concentración de
carbono en tejido vegetal de 51%. El potencial de almacenamiento de carbono de
la especie es relativamente alto con 17.9 Ton/Ha representando una masa de
dióxido de carbono equivalente a 65.8 TonCO2/Ha.
Meunpong et al. (2010) evaluaron la biomasa por encima y por debajo del
suelo de especies de árboles entre 14-15 años de edad en parcelas de
plantaciones forestales, en tierras degradadas en Prachuap Khiri Khan, en la
península de Tailandia. Sus resultados mostraron que la concentración promedio
de carbono en los componentes de los árboles (hojas, ramas, tallos, raíces finas y
gruesas) de cada especie varió entre 43.68 y 51.49% con un contenido de
carbono más alto en el tallo de todas las especies (con excepción de Acacia
crassicarpa). La reserva de mayor carbono en biomasa total fue A.crassicarpa
(177.12 TonC/Ha), seguido por Acacia indica (91.37 TonC/Ha) y Xilia xylocarpa
(58.85 TonC/Ha).
Piotto et al. (2004) realizaron un inventario en 112 fincas de productores
forestales en el Cantón de Sarapiquí, Costa Rica y el Departamento de Carazo,
Nicaragua, evaluando la supervivencia, dap, altura total, forma y sanidad de los
árboles. Los autores determinaron los aspectos socioeconómicos y silviculturales
encontrando el mejor comportamiento en plantaciones de Gmelina arborea,
Vochysia guatemalensis, Terminalia amazonia y Tectona grandis en el Cantón de
Sarapiquí y Pseudosamanea guachapele, Tectona grandis, C. eriostachys,
Samanea saman, Swietenia macrophylla, Tabebuia rosea y Cedrela odorata en el
Departamento de Carazo. La mayoría de los productores plantaron especies
nativas siendo la implementación de los programas de incentivos para la
reforestación las claves para fomentar la participación de pequeños y medianos
productores en el sector forestal.
19
3. JUSTIFICACIÓN
En México existe poca información sobre estudios realizados concernientes
a la estimación, reducción y mitigación de emisiones de gases de efecto
invernadero. Existen estudios relevantes sobre la estimación de la captura de
carbono en especies tropicales y templadas nativas y exóticas. Los estudios
realizados generan información económica importante para el establecimiento de
plantaciones de diferentes especies, lo cual puede incrementar el interés del
sector forestal, en el cual México no es muy representativo a pesar de la riqueza
de ecosistemas presentes. El almacenamiento de carbono en plantaciones
forestales es un proceso relevante para estudiarse en México, que se ubica
dentro de las 20 naciones con mayor emisión de CO2 (Pacheco et al., 2007). Es
importante mencionar que en cuanto a estimaciones de este tipo no existen
evidencias científicas para la región de estudio, ni para Sinaloa, y además este
trabajo podrá ser un antecedente importante para posteriores estudios.
El problema de las emisiones de CO2 estimadas para México contribuyen
con el 1.45 % de las emisiones totales de carbono que se dan en nuestro planeta
cada año (IPCC, 1995) el cambio en el uso del suelo, conversión a praderas y a
cultivos agrícolas, así como incendios forestales y la tala irracional los más
comunes, ocupando el segundo lugar entre las fuentes de emisión de GEI al nivel
nacional (Ordoñez et al., 2001). Aunado a la deforestación por la actividad
agrícola, se generan otros GEI, por la aplicación de agroquímicos, fertilizantes,
uso de maquinaria, quema de residuos de cultivos, producción de agroquímicos y
de fertilizantes (Sandoval et al., 2003). La reforestación y la forestación, en
suelos degradados es una forma importante de secuestro de carbono a largo
plazo (biomasa y suelo), manteniendo la vegetación natural mediante proyectos
de conservación ya sea en bosques tropicales, templados o grandes áreas sin
vegetación. De esta forma es importante conocer el rendimiento, productividad,
crecimiento y manejo así como la importancia económica, técnica de las especies
que conforman la vegetación de la Selva Baja Caducifolia en México, para
potenciar su financiamiento.
20
4. OBJETIVOS
4.1. Objetivo general
Determinar mediante modelos de predicción la factibilidad técnica y
económica de la plantación forestal de Palo colorado (C.platyloba) para el
intercambio de bonos de carbono.
4.2. Objetivos específicos
1. Determinar el carbono acumulado en la parte aérea y raíz de Palo
colorado (C. platyloba) mediante modelos de predicción.
2. Determinar la factibilidad económica de la plantación de Palo colorado
(C. platyloba) mediante índices de rentabilidad.
3. Identificar los sitios alternativos para el establecimiento de plantaciones
forestales de Palo colorado (C. platyloba) en el Norte de Sinaloa mediante un
Sistema de Información Geográfica.
5. HIPOTESIS
La plantación forestal extensiva de Palo colorado (C. platyloba) es factible
económicamente para el mercado de bonos de carbono en el Norte de Sinaloa.
21
6. MATERIALES Y METODOS
6.1. Localización del área de estudio
El estudio se desarrolló en dos localidades, la primera plantación forestal
de C. platyloba se encuentra en La Campana, (Culiacán, Sinaloa). La segunda
localidad incluye lugares con vegetación natural en áreas rurales y lejanas de
áreas urbanas en el Municipio de Sinaloa de Leyva. Para cada sitio analizado se
describe con detalle la ubicación geográfica de los organismos de C. platyloba de
los que se tomaron muestras, así como del área de estudio para la elaboración
del inventario dasométrico (Cuadro 2). De la plantación de La Campana
perteneciente al C. Jesús Ramón Araujo Valenzuela, establecida en 2002, se
obtuvieron los datos importantes de edades entre los 4 meses y los 1, 2, 3, 5, 7, 8,
y 12 años. El levantamiento de datos en las plantaciones comerciales y silvestres
se inició entre Agosto y Septiembre de 2010. En el ambiente natural la selección
de los sistemas se basó en aquellas áreas con condiciones de vegetación natural,
constituida por bosques nativos y poco perturbados.
Cuadro 2. Ubicación geográfica del área de estudio.
SV Lugar LN LW msnm
PF Cam 25° 00´ 3.7” 107° 33´20.4" 128
PF Cam 25 °00 ´46 “ 107°33´50.7" 121
PF Cam 24 °59 ´105 “ 107°34´23.2 " 90
PF Cam 24° 59´ 54.9” 107° 33´32.5" 133
PF Cam 24° 59´ 59.5” 107° 33´13.3" 120
PF Cam 24°59´102“ 107° 34´15.1" 95
VN Cam 24°59´54.9” 107° 33´32.5" 133
VN SL 25°50’7.1” 108°14'29.7" 115
VN SL 25°51’18.4” 108°17'23.9" 91
VN SL 25°51’31.4” 108°07'00.3" 91
NOTA: PF (plantación forestal); VN (vegetación natural); Cam (La Campana): SN (Sinaloa de Leyva); LN (latitud norte); LW (longitud oeste) y msnm
(metros sobre el nivel del mar).
22
6.1.1. Características generales La Campana, Culiacán.
6.1.1.1. La Campana
En La Campana se registra una temperatura entre los 18 a 26 °C con una
precipitación anual de 400 a 1100 mm, con un clima semiseco (BS) muy cálido y
cálido, y lluvias en verano (w), que representa el 31.96% del clima de todo el
municipio de Culiacán (INEGI, 2009).
6.1.1.2. Geología
Ésta se representa por los periodos Cuaternario (47.52%), Terciario
(29,64%), Cretácico (8.89%) y Neógeno (7.53%). El tipo de roca es ígnea
extrusiva: riolita-toba ácida (29.29%), basalto (2.67%), basalto-brecha volcánica
básica (2.44%), andesita (1.89%), andesita-toba intermedia (1.02%), brecha
volcánica intermedia (0.79%), toba acida (0.36%), brecha volcánica acida (0.24%)
y toba intermedia (0.01) (INEGI, 2009).
6.1.1.3. Edafología
El suelo dominante son de tipo vertisol representando un 28.50% para todo
el municipio de Culiacán y leptosol con el 12.36%. El relieve es representado por
Sierra (INEGI, 2009).
6.1.1.4 Uso del suelo y vegetación
Representa un 49.93% de actividad agrícola, zonas urbanas con el 2.27% y
35.60% de vegetación natural de selva baja caducifolia, éste último es
representado en todo el municipio.
6.1.2. Características generales Sinaloa de Leyva, Sinaloa
6.1.2.1. Sinaloa de Leyva
El área de estudio se ubica en el municipio de Sinaloa de Leyva, con
temperaturas que oscila entre los 12 y 26 °C, con una precipitación anual entre
23
300 y 1100 mm, representado por un clima seco (BS) muy cálido y cálido
(11.90%) y semiseco muy cálido y cálido con lluvias en verano (w) (INEGI, 2009).
6.1.2.2. Geología
Esta se representa por lo periodos Terciario (45.10%), Cuaternario
(22.82%), Cretácico (11.17%), Neógeno (6.52%), Paleógeno (4.11%), Jurásico
(1.46%). El tipo de roca es sedimentaria: arenisca-conglomerado (11.51%), caliza-
lutita (2.47%), volcano-sedimentaria (1.35%), conglomerado (0.93%), caliza
(0.44%), arenisca-brecha sedimentaria (0.32%), caliza-yeso (0.29%), brecha
sedimentaria (0.02%) y tipo de roca Suelo: aluvial (14.80%) (INEGI, 2009).
6.1.2.3 Edafología y uso del suelo
El suelo representante del aérea de estudio es cambisol (1.94% en todo el
municipio) y vertisol (14.99%). El uso potencial del suelo para el área de estudio
es la actividad agrícola y el tipo de vegetación que predomina es la selva (INEGI,
2009). Por la diversidad y riqueza natural de las selvas de esta región estas
desempeñan un papel importante en la producción de bienes y servicios
ecosistémicos por la actividad fotosintética para la fijación de carbono atmosférico
y la producción de biomasa que por un lado logra revertir los niveles de CO2 en la
atmósfera y por otro retiene agua. Aunque también es importante señalar que la
vegetación natural está siendo explotada sobre todo por la extracción de madera
de algunas especies de importancia para la región, dentro de las cuales está
incluida la especie de Palo colorado.
6.2. Metodología aplicada en la parte aérea
6.2.1. Métodos para la estimación de biomasa
Existen dos métodos para medir y estimar la biomasa arbórea sobre del
suelo: el método directo y el indirecto. El método directo, también conocido como
método destructivo, consiste en medir las dimensiones básicas de un árbol (DN
1.30m, H total, Cc), cortarlo y determinar la biomasa por medio del peso directo de
cada uno de los componentes (fuste, ramas y hojas). Los indirectos son utilizados
24
en casos en los que se requiere conocer el carbono de un bosque sin necesidad
de derribar los árboles, se basan en calcular la biomasa aérea a través de
ecuaciones o modelos matemáticos obtenidos por análisis de regresión entre las
variables colectadas en terreno o en inventarios forestales (Schlegel et al., 2001),
donde además se utilizan factores de expansión de la biomasa tomando como
referencia el volumen del tronco principal (Rügnitz et al., 2008), además se
toman muestras de madera componente del árbol para determinar la densidad
básica.
6.2.1.1. Método indirecto
Se utilizó el método indirecto para no derribar árboles tanto en las
plantaciones forestales como en las áreas de vegetación natural. La toma de
muestras se hizo al azar tomando la información dasométrica de cada una de las
variables medidas de cada espécimen. Se establecieron cuadrantes al azar de 10
x 10 m en cada plantación con organismos de la misma edad, plantados a una
distancia de 2 x 2 m. En todos los plantíos no se registraron sistemas de riego,
fertilizantes e insecticidas.
Se tomó la información de 110 árboles de la especie de C. platyloba, de
los cuales 85 pertenecían a la plantación forestal y 25 a la vegetación natural. Los
individuos estaban libres de defectos como tallos secos, bifurcados, suprimidos u
otras características que alteran el crecimiento de los árboles. Las alturas
encontradas (20 cm - 8 m) durante la medición de las variables variaron de
acuerdo a la edad del plantío. En la plantación forestal se recabó información de
la edad con base en la bitácora de la plantación que fueron de 1, 2, 3, 5, 7 y 8
años de edad. En la vegetación natural la edad de los especímenes se estimó a
través del conteo de anillos, encontrando organismos de 9, 10, 12,15, 19 y 21
años de edad.
6.2.2. Inventario dasométrico
El inventario dasométrico se realizó entre Agosto y Septiembre de 2010. En
cada sitio se le midió a cada organismo: el Diámetro Normal a 1.30 m (DN1.30m),
25
Altura total (H), Cobertura de copa (Cc), Diámetro basal (Db), la Edad (E), la
Densidad básica (gr/cm3) y el Volumen (V m3). Todas las medidas fueron
realizadas cuando los árboles presentaban su biomasa verde (hojas) en su
totalidad como lo estipula Rügnitz et al., (2008). Todos los datos dasométricos se
tomaron únicamente en aquellos organismos sin daños por cortes, tala, sin
embriones, o que presentarán algún tipo de deformación.
La altura total del árbol (H) es la distancia medida en metros a partir de la
base del árbol a la punta o ápice del árbol (González y Cuadra, 2004). Ésta se
midió mediante un clinómetro digital marca Haglof con el cual se obtuvo la
distancia vertical entre el nivel del suelo y la yema terminal más alta de un árbol.
El Diámetro normal (DN1.30m), es el diámetro de referencia y se mide a la
altura del pecho (1.30 m), desde el suelo considerando las características
morfológicas del árbol de acuerdo a Kometter y Maravi (2007). El diámetro de los
árboles es medido con la corteza y designado como dap (Rügnitz et al., 2008).
Para esto se utilizó una cinta diamétrica.
El Diámetro basal (Db), se obtuvo midiendo el diámetro en la base del árbol
a una altura de 30 cm (en arboles >10 cm), con una cinta diamétrica y en el caso
de plantas <10 cm se utilizó un Vernier.
La Cobertura de copa (Cc) se midió considerando los cuatro puntos
cardinales (Norte, Sur, Este y Oeste) en metros con una cinta métrica. Se mide el
follaje de la planta, partiendo del tallo hacia donde llegaba el follaje en dirección
Norte, Sur y posteriormente Este a Oeste. La medición se realizó con una cinta
métrica de 8 m.
La Edad (E) en los cultivos forestales se registró con los datos de las
bitácoras de siembras de la plantación. Se validó la presencia de anillos de
crecimiento en la especie en cuestión, para los árboles mayores a 12 años de
edad, de los cuales no se tuvo registro claro de su edad. Se utilizó un Taladro de
Pressler en aquellos organismos con diámetros mayores a 10 cm, para extraer
26
una muestra (Viruta) de la sección transversal del tronco y contar sus anillos de
crecimiento (Chave, 2006).
La Densidad básica (Db) es el resultado del peso seco dividido por el
volumen húmedo y se determinó con el Método empírico (Valencia y Vargas,
1997) o Método dimensional (Chave, 2006). Este consiste en medir el largo de
cada sección utilizando una regla graduada con aproximación a milímetros, con
los valores de longitud de la muestra y del diámetro para realizar el cálculo del
volumen de cada sección de las muestras de madera.
El volumen (m3) es la cantidad de rendimiento de madera de un árbol o
masa boscosa en metros cúbicos (González y Cuadra 2004) que se obtiene por
medio de la aplicación de un Modelo matemático para la especie de C. platyloba.
6.2.3. Curvas de crecimiento
Una curva de crecimiento es una representación gráfica de forma sigmoide,
(Rojo et al., 2005), con una primera fase que corresponde a la edad juvenil, que
se caracteriza por un crecimiento rápido (exponencial), la segunda fase es la edad
madura, en la que el árbol normalmente presenta periodos de crecimiento
semejantes (rectilíneos) y la tercera la edad senil se caracteriza por un incremento
cada vez más insignificante, desde un punto de vista relativo, mostrando una
asíntota de la curva (Imaña y Encinas, 2008). La forma general de dicha función
en un tiempo dado el crecimiento está en función de características tanto
biológicas, edafológicas, climáticas, etc. Se expresa de la siguiente manera:
Crecimiento = f (especie, edad, densidad, calidad de sitio)
En los ecosistemas, la época de lluvias es la que determina las condiciones
favorables de crecimiento para la mayoría de las especies (Rincón et al., 2000).
Las variables altura, diámetro o volumen, son una función de la edad del árbol, y
es una relación que sigue un patrón que puede ser representada por una curva
logística, que es descrita por una ecuación (Rojo et al., 2005).
27
Los modelos de crecimiento son utilizados para conocer los procesos por
los cuales atraviesan las plantas durante su desarrollo. En el manejo forestal, se
elaboran con la finalidad de estimar la producción futura, determinar el turno
óptimo, realizar análisis financieros, estimar el crecimiento bajo condiciones
donde no existen datos, comparar alternativas de manejo para analizar las
mejores opciones de uso de la tierra, simular prácticas silviculturales y sintetizar
hipótesis, conocimientos y datos experimentales a una expresión entendible del
comportamiento de los bosques (Dykstra, 1984). En consecuencia, se necesitan
modelos matemáticos de crecimiento capaces de predecir los efectos de los
tratamientos, especialmente en el caso de bosques de producción con manejo
intensivo (García, 1994). El incremento corriente anual (ICA) expresa el
crecimiento ocurrido entre el inicio y el final de la estación de crecimiento en
periodos que pueden variar desde meses hasta décadas (Imaña y Encinas,
2008), La función del incremento corriente anual es obtenida tomando la primera
derivada de la función del crecimiento con respecto a la edad, inicia en el valor de
cero, aumenta lentamente al principio, posteriormente aumenta rápidamente,
cuando está llega a un máximo, el incremento disminuye, para después acercarse
asintóticamente a cero (Rojo et al., 2005). El parámetro más importante para el
modelo es la curva de crecimiento de la especies, es decir, el Incremento
Corriente Anual (ICA) por categoría de edad (Ordoñez et al., 2001).
El índice de sitio se define como la altura dominante que pueden alcanzar
los árboles de un rodal a una edad determinada, llamada edad base (Ugalde y
Vásquez, 1995; Mares et al., 2004). Este método ha sido reconocido y utilizado
como una medida práctica de la productividad del sitio, además, la altura de los
árboles es un indicador importante del volumen y productos potenciales de una
plantación (Vanclay, 2010). Los IS se han convertido en el método más popular y
práctico para evaluar la productividad forestal, tal evaluación requiere la
suposición tanto de un modelo que represente la relación edad-altura como de un
comportamiento de la familia de curvas generadas bajo el mismo modelo (Torres,
2001). Las ecuaciones IS son herramientas útiles que permiten predecir con
bastante exactitud los volúmenes de las especies forestales en función de un
28
número más o menos reducido de parámetros obtenidos de árboles en pie (Rojo
et al., 2005) que permiten clasificar los terrenos en función de su capacidad
productiva para una especie forestal (Jerez et al., 2011).
6.2.4. Modelo Schumacher (1939)
Los modelos matemáticos son una de las herramientas analíticas más
utilizadas en la actualidad para la generación de conocimientos en el área del
crecimiento y producción de masas forestales ya que, a través de fórmulas
matemáticas, se representan los procesos biológicos que ocurren a nivel de árbol
individual y del rodal completo (García, 1994). Modelos como Schumacher (1939)
y Chapman-Richards y otras ecuaciones proporcionan buenas bases para
predecir el crecimiento en altura; en situaciones en las que los datos son limitados
en número o rango (Vanclay, 2010).
El modelo de crecimiento de Schumacher (1939) tiene mucha aplicación,
particularmente en el crecimiento y rendimiento. La estimación de parámetros de
este modelo se logra generalmente mediante la adopción de una transformación
logarítmica de la variable altura, estableciendo un modelo lineal, los parámetros
de los cuales están equipados por el Mínimo Cuadrado Ordinario (MOC)
(Rennolls, 1995), posee características deseables para describir adecuadamente
los patrones de crecimiento en altura dominante observados en masas forestales,
utilizando sólo dos parámetros la altura máxima (asíntota) y la tasa de cambio de
crecimiento en altura con la edad (Jerez et al., 2011). Para el ajuste de curvas de
índice de sitio en México se han utilizado tres métodos: curva guía, diferencia
algebraica y predicción de parámetros. En este estudio se empleó: el método de
la curva guía para generar curvas de tipo anamórfico y se usa como punto de
partida para crear la familia de curvas anamórficas de IS (Montero y Kanninen,
2003).
Para el ajuste de los modelos de crecimiento e incremento se utilizó el
Modelo matemático Schumacher (1939) el cual es descrito por la Ec. 1 a través
del método de curva guía. El software utilizado fue SAS® mediante el
procedimiento de regresión no lineal para conocer el crecimiento y a partir de
estos poder conocer el volumen de la parte aérea para la especie estudiada.
29
Ec. 1
Donde:
H = Altura de los árboles (m) E = Edad (años) e = Base de logaritmo natural
0 = Parámetro del valor asintótico
1 = Parámetro de la tasa de cambio
6.2.5. Determinación de la densidad básica
La densidad básica o relativa de la madera tiene un efecto importante
sobre el rendimiento y la calidad del producto final y se considera como la
propiedad de la madera más importante para casi todos los productos maderables
derivados de las especies forestales (Einspahr et al., 1969), se encuentra bajo
fuerte control genético de los rasgos de crecimiento de los árboles (Weber y
Sotelo, 2007), por lo que muestra una amplia variación entre y dentro de
especies, así como un fuerte control genético (Zobel y Van Buijtenen, 1989).
Determinan si la madera es apropiada para diferentes productos, por ejemplo
maderas de alta densidad son preferido para la construcción, postes, etc.,
mientras que la madera de baja densidad es la preferida para los paneles de
pared (Weber y Sotelo, 2007). En un estudio realizado por Githiomi y Kariuki
(2010) para determinar la densidad básica de Eucalipto obtienen que la densidad
varía en función de la edad de cosecha, encontrando para esta especie que los
arboles jóvenes presentan una menor densidad que los maduros. Se indica que
estos sistemas se pueden utilizar para establecer un vínculo entre las
propiedades de la materia prima, los requisitos de uso final, y el valor del
producto, proporcionando así una mejor utilización de los recursos madereros
(Lindström, 2000).
Se colectaron 50 muestras de ramas y tallos de C. platyloba, para
determinar la densidad de la madera y el peso constante. Las muestras fueron
cortadas con un machete con una longitud promedio de 11 cm y un diámetro
promedio de 2 cm. Los cortes se introdujeron en bolsas de plástico para ser
30
llevadas al Laboratorio de Suelos del CIIDIR-SINALOA, en el que se obtuvo el
peso fresco de las muestras con una Balanza Shimadzu AY220. Una vez pesadas
las muestras se aplicó el Método empírico (Valencia y Vargas, 1997) o Método
dimensional (Chave, 2006). Se midió el largo de cada sección utilizando una regla
graduada con aproximación a milímetros y, con los valores de longitud y diámetro,
se realizó el cálculo de volumen de cada sección de cada muestra (Ec. 2).
Posteriormente, las muestras se introdujeron en un Horno RIOSSA H5-41 HSML
en el que las muestras se colocaron en unas charolas de papel metálico, a una
temperatura de 105±5 °C, por 24 h. Una vez obtenido el Peso anhidro (Po) y el
Volumen verde (Vv) de las muestras se obtuvo el valor de la Densidad básica
(Db) expresada en g/cm3 (Ec. 3). Las muestras se volvieron a colocar en el horno
para obtener el peso constante de la madera.
Ec. 2
Donde:
Vv= Volumen estimado de la muestra de madera (cm3) D= Diámetro al cuadrado de la muestra de madera (cm) L = Longitud de la muestra de madera (cm)
Ec. 3
Donde:
Db = Densidad básica Po = Peso seco (g) Vv = Volumen verde (cm3)
Con los datos de densidad obtenidos para la especie se estimaron
estadísticos descriptivos como el promedio, la mediana y la desviación estándar.
Lo anterior se realizó en una hoja de cálculo de Excell®.
6.2.6. Volumen de la parte aérea
31
Las estimaciones de biomasa de los árboles son útiles en la evaluación de
la estructura y condición de los bosques su productividad, las existencias y flujos
de carbono sobre la base de cambios secuenciales en la biomasa y la captura de
carbono en los componentes de la biomasa (madera, hojas y raíces) que pueden
ser utilizados como un indicador de la productividad del sitio (Návar, 2009). El
volumen por hectárea es una acumulación de volúmenes de árboles individuales
a menudo derivada de una función de dos dimensiones utilizando medidas del DN
a 1.30 m y la H (Zhao et al., 2006). Estimaciones del volumen de la biomasa son
útiles en el inventario forestal ya que el volumen de la madera es el manejo básico
de unidad de los bosques (Návar, 2009). Debido a que en este estudio se utilizó
el método indirecto, la estimación del volumen de C. platyloba fue a partir de un
año hasta los 30 años de edad realizado de acuerdo a González y Cuadra (2004)
(Ec. 4). El factor de forma (ff) es utilizado ya que los troncos de los arboles no son
cilindros sino cónicos, ya que las dimensiones que presentan en la parte inferior
del tallo es superior a la que presentan en la parte apical. Este valor fue tomado
de la literatura (González y Cuadra, 2004; Dávalos et al. 2008) debido a que en
este estudio no se determinó. Para la estimación de la biomasa de los árboles en
un bosque o en una plantación se calcula estimando la biomasa de los fustes y
luego expandiendo este valor para tomar en cuenta la biomasa de otros
componentes (ramas y follajes) que en este estudio se calcularon mediante la Ec.
5 propuesta por Brown y Lugo (1992). Estos autores definen al factor de
expansión de biomasa como la razón del peso seco de la biomasa total respecto
al peso seco de la biomasa del fuste de los árboles. Para la estimación de la
biomasa de los árboles en un bosque o en una plantación se calcula estimando
primeramente la biomasa de los fustes y luego expandiendo este valor para tomar
en cuenta la biomasa de otros componentes (Brown y Lugo, 1992).
V= 0.7854 • DAP2 • ff •L Ec. 4
Donde:
V = Volumen comercial del árbol (m3)
32
DAP = Diámetro a la altura del pecho (m) ff = Factor de forma (0.70) L = Altura (m)
El valor de 0.7854 es un valor constante obtenido de /4.
WBA= V • DA • FEB Ec.5
Donde:
WBA= Biomasa aérea (Ton) V = Volumen total de cada árbol DA= Densidad aparente FEB= Factor de expansión de la biomasa (0.873)
6.3. Metodología aplicada en la parte de raíz
6.3.1. Estimación de la biomasa de la raíz
La medición y estimación de la biomasa en las raíces arbóreas es
considerada una ardua tarea que demanda mucho tiempo y alto costo (Rügnitz et
al., 2008). De acuerdo con Schlegel et al. (2001), el costo es de aproximadamente
$ 120 Dólares de EU por raíz muestreada. Para inventariar raíces es necesario
realizar excavaciones completas y, en algunos proyectos, se opta por utilizar
relaciones entre biomasa subterránea y por encima del suelo utilizando
ecuaciones alométricas obtenidas en la literatura científica (Rügnitz et al., 2008).
Para tener estimaciones de raíz total por hectárea más reales, regularmente se
recurre a la literatura para estimar la biomasa radicular en los ecosistemas
(Rodríguez et al., 2009). En este trabajo se estimo el volumen de la raíz a través
de dos métodos, el primero es la estimación de volumen de la raíz de acuerdo al
porciento representado por la raíz respecto a la parte aérea. El segundo es por
medio el método Dipolo-Dipolo en corriente continua, un nuevo método
económico y de fácil operación en campo que permite, a través de la técnica
geofísica Dipolo-Dipolo, identificar los distintos tipos de materiales que están
presentes en el subsuelo (Orellana, 1982).
33
6.3.2. Estimación de la raíz de Palo colorado
En este trabajo se propone un nuevo método económico y de fácil
operación en campo que permite, a través de la técnica geofísica Dipolo-Dipolo,
identificar el volumen de la raíz presente en el subsuelo. Para ello se realizó un
proceso de los datos de campo para conocer las variaciones laterales de la
resistividad aparente (ρa) eléctrica en el ecosistema subterráneo.
6.3.3. Método Dipolo-Dipolo (Orellana, 1982), en corriente continua (CC)
A diferencia de otros aparatos que realizan esta operación en forma
independiente, primero leen el Voltaje natural (Vnat), luego el Voltaje inyectado
(Viny) y posteriormente la corriente ( ), el método Dipolo-dipolo en corriente
continua realiza tomografías del subsuelo con la finalidad de determinar la
proporción de raíces de C. platyloba, obtener una estimación del volumen de la
raíz y así calcular la cantidad de carbono capturado por las raíces.
De acuerdo a las edades de cada árbol, para el monitoreo, se
seleccionaron al azar 5 lugares en los cuales se aplicó el método dipolo-dipolo.
La metodología aplicada consiste en clavar a una distancia de 0.30 m barras de
acero en 5 líneas separadas a 30 cm cada una. Dos barras de cada línea son los
electrodos de corriente y otros dos son los electrodos de potencial. Estas líneas
fueron diseñadas para cubrir la mayor parte de la distribución de la raíz del árbol.
Los electrodos se arreglaron y unieron mediante cables con “bananas” en sus
extremos que se conectaron al equipo de medición de resistencia Megger Earth
Tester (MET). Los dos primeros electrodos (A y B, electrodos de corriente) se
mantuvieron fijos durante todo el experimento y los electrodos de potencial (M y
N) se movían conforme se avanzaba en la distancia. Según fuese el caso de la
edad del árbol, las mediciones entre MN fueron constantes y se avanzaron en
forma lineal, hasta cubrir las diferentes distancias de “cobertura” o “barrido” de la
tomografía: 2 m para 3, 5, 7 y 12 años y en el caso exclusivo de un año, solo 0.60
m. Para lograr esto se inyectó corriente en el terreno a través de los electrodos A
y B y se tomó la lectura de la diferencia de potencial entre los electrodos M y N
midiéndose la resistencia eléctrica (ΔV/I) entre los electrodos M y N.
34
6.3.4. Estimación de la Resistividad (ρ)
Una vez obtenidos los datos de campo, éstos se capturaron en una hoja de
cálculo de Excell® en la que se programó la siguiente ecuación para calcular la
resistividad del subsuelo:
Ec.6
Donde:
a = Resistividad aparente (Ω-m)
AM= Distancia entre el electrodo A y M (m) BM= Distancia entre el electrodo B y M (m) AN= Distancia entre electrodo A y N (m) BN= Distancia entre electrodo B y N (m) ΔV/I=Resistencia que existe entre los cuatro electrodos de corriente y potencial (Ω)
Las lecturas de resistividad, determinadas con la anterior ecuación, se
acondicionaron acorde a los resultados de profundidad y distancia que surgieron
del programa DIP.FOR mismo que fue compilado para obtener su ejecutable
(DIP.EXE) en el lenguaje de programación FORTRAN 4.0. Estas profundidades y
distancias de DIP.FOR junto con los valores de resistividad de la línea geoelécrica
permitieron configurar la pseudosección geoeléctrica o tomografía eléctrica a
través de un “krigeado” en el programa SURFER V 9.0, que mostró las
variaciones laterales de la resistividad junto con la de las raíces del subsuelo.
6.3.4.1. Determinación de la resistividad en laboratorio (Dispositivo
electródico)
Para conocer la resistividad del sistema subterráneo que contenía la raíz de
Palo colorado, se elaboró un dispositivo electródico en laboratorio que permitió
simular las condiciones de campo (Suelo + raíz). Este dispositivo constaba de una
celda cuyas dimensiones eran las siguientes: 25 cm de largo, 15 cm de alto y 8.5 cm
de ancho (Foto 1). En sus dos extremos tenía dos placas de hierro con dimensiones
35
de 13 x 14 cm que cubrían completamente las paredes laterales y que servían para
inyectar corriente continua de 2 A. La muestra de palo colorado se trituró y se virtió
junto con la arcilla dentro del recipiente y se saturó de agua dulce (207 ppm) y se
puso a la intemperie para la evaporación del agua y permitir que se compactara para
simular las condiciones reales de campo. Una vez seca la muestra (72 h), junto con
el dispositivo, se midió en el laboratorio, en forma simultánea con dos multímetros
Digitales (Steren, Auto-rango Dmm, modelo Mul-285), la diferencia de potencial y la
corriente que circulaba a través de la muestra (Foto 2). Con el dispositivo se
calcularon la constante dieléctrica (k) y una vez conocida la resistencia del medio se
calculó la resistividad promedio del medio mediante una simple multiplicación de
estos dos parámetros. La fuente de alimentación al dispositivo fue una batería
recargable sellada Marca Kapton de 12 V en la, cual su polo positivo y negativo se
conectaba directamente en las placas metálicas.
Foto 1. Dispositivo electródico que simula las condiciones
de campo (Suelo + Raíz)
Foto 2. Dispositivo electródico montado para
estimar la resistividad
El cálculo de la resistividad de la mezcla realizada en el Laboratorio se
realizó mediante la siguiente ecuación:
Ec.7
Donde:
K= Constante dieléctrica (m) h = Altura del dispositivo (cm) a= Ancho del dispositivo (cm) L= Largo del dispositivo (cm)
36
La ecuación utilizada para determinar la resistividad aparente dentro del
material situado en el dispositivo fue la siguiente:
Ec.8
Donde:
a = Resistividad aparente ( · m) V= Diferencia de potencial (volts)
= Corriente (mili amperes) K= Constante dieléctrica (m)
6.3.4.2. Determinación de la resistividad en laboratorio de la raíz de Palo
colorado de diferente edad
Para definir la resistividad exclusivamente de la raíz o tronco se realizó otro
experimento en laboratorio. Se evaluaron tres individuos de cada edad y se les
tomaron muestras de raíz que fueron cortadas con una sierra para obtener una
muestra pequeña de raíz para cada una de las edades. Después se colocaron
dos clavos en sus extremos de fierro (Foto 3 y 4) para colocar el multímetro. Se
inyectó corriente en la muestra, utilizándose sólo una muestra pequeña ya que la
resistividad no varía con el tamaño de muestra. La determinación de la
resistividad del medio que contiene a la raíz y la resistividad propia de la raíz de
cada árbol se utiliza para caracterizar pseudosecciones dentro y a través de los
valores de resistividad por la diferencia de una raíz pura o el medio (suelo), para
estimar el volumen total de raíz primaria y/o secundaria.
37
Foto 3. Muestra el corte de la raíz de Palo colorado utilizando una sierra.
Foto 4. Muestras de madera de raíz de Palo colorado a las cuales se determinó la resistividad
directamente.
6.4. Contenido de carbono
La determinación del volumen de la biomasa arbórea es importante para
conocer la estructura, el funcionamiento y la dinámica de los sistemas forestales y
actualmente está cobrando especial importancia para la determinación de la
fijación de carbono en las masas forestales (Montero et al., 2004). Se analizaron
50 muestras de madera para determinar el contenido de carbono para la especie
C. platyloba en el Laboratorio de Plantas, Agua y Suelo LASPA (COLPOS
UNIDAD TABASCO) por medio del método de combustión seca (calcinación).
Una vez determinado el porcentaje del contenido de carbono (%CC) considerado
como Carbono almacenado (Ca) en toneladas se expresa en forma decimal. Con
los datos de volumen total por individuo se multiplicó por el contenido de carbono
obteniendo el carbono total almacenado de la planta (Rodríguez et al., 2009). El
carbono acumulado (capturado) por hectárea se estimó en función del
rendimiento volumétrico a través de la cantidad de carbono existente por cada m3
de madera (Téllez et al., 2008). La ecuación 6 es la que nos permitirá calcular el
carbono acumulado en la especie de C. platyloba en el norte de Sinaloa, tomando
como referencia la ecuación utilizada por Dávalos et al. (2008):
Ec.9
38
Donde:
Ca (Ton) = Carbono almacenado expresado en toneladas CC(%) = Contenido de carbono, expresado en forma decimal BWA = Biomasa aérea (Ton)
Esta fórmula también puede utilizarse para determinar el carbono
almacenado en cualquier otro componente de la planta, y una vez estimados
todos se suma cada uno de los resultados y se obtiene el valor total de carbono
almacenado en la planta expresado en TonC/árbol o por Hectárea (Ha).
Debido a que los bonos de carbono se expresan en toneladas de CO2
equivalente, para lo cual se utiliza la equivalencia correspondiente a los pesos
atómicos de los elementos (Vallejos et al., 2007; Téllez et al., 2008). Por cada
tonelada de carbono absorbido en la biomasa forestal, la cantidad de CO2 en la
atmósfera se reduce en 3.667 Ton. Para conocer el bióxido de carbono fijado en
este estudio se utilizó la ecuación 7 propuesta por Rodríguez y Pratt (1998):
Ec.10
Donde:
CO2 = Bióxido de carbono acumulado Ca(Ton) = Carbono acumulado, expresado en toneladas. El valor de 3.67 es constante, corresponde al peso Molecular del Oxigeno (O2) 44 y al peso molecular del Carbono (C) que es 12.
6.5. Evaluación técnica y económica de C. platyloba
La evaluación económica se realizó a partir de la obtención de los
indicadores de rentabilidad financiera en criterios económicos evaluables tales
como el Valor Actual Neto (VAN), la Tasa Interna de Retorno (TIR) y la Relación
Beneficio Costo (R B/C), en un horizonte de planeación a 30 años. La tasa de
descuento puede variar entre 4.5% y 7%, según la especie (Téllez et al., 2008).
Cubbage et al. (2011) mencionan que las tasas de descuento varían
comúnmente entre 8% y 15%, tanto en la práctica como en la bibliografía, siendo
39
estas tasas muy altas para inversiones forestales, ya que la mayor parte del
ingreso se recibe en un futuro lejano. La tasa de descuento para C. platyloba
utilizada es del 8% en un periodo de inversión a mediano plazo de 15 años.
La evaluación de los indicadores de rentabilidad se hizo mediante los
software Sistema de Análisis Estadístico (SAS®) y Microsoft Office Excel®. Para la
elaboración de trabajo se realizó una revisión bibliográfica de la evaluación de
otras especies forestales ya que C. platyloba no cuenta con antecedentes sobre
este tipo de estudios. También se realizaron revisiones de programas de manejo
forestal para plantaciones forestales comerciales de Palo colorado, que han sido
subsidiados por el programa PRODEPLAN así como también la consulta directa
con plantadores de esta especie. Los costos se clasificaron conforme a las
actividades consideradas en el proyecto de inversión, siendo los siguientes: Costo
de la planta, Preparación del terreno, Establecimiento de la plantación,
Mantenimiento de la plantación y Aprovechamiento de la plantación. La
evaluación se considero que las tierras son propias y además de lo observado en
la plantación de esta especie, es libre de riegos, aplicación de fertilizantes y
agroquímicos durante su desarrollo.
6.5.1. Calculo del Valor Actual Neto (VAN)
El Valor Actual Neto es la medida de actualización más directa del flujo de
efectivo para determinar el valor de un proyecto (Noguéz y Fierros, 2004) y
puede interpretarse como el valor actual de la corriente de ingresos generada por
una inversión menos el valor actual de costos aplicados a esa inversión
(Gittinger, 1982). Cuando el resultado del VAN es mayor que cero, se considera
que la opción de producción tiene un atractivo económico para los productores y
el proyecto o propuesta de inversión se considera aceptable (Ozuna, 1993). Este
se calcula con la siguiente ecuación propuesta por Cubbage et al. (2008):
Donde:
40
Bn = Beneficios para cada periodo del proyecto Cn = Costos para cada periodo del proyecto (1+i)n = Factor de actualización n = Número de periodos capitalizables
6.5.2. Calculo de la Tasa Interna de Retorno (TIR)
La Tasa Interna de Retorno (TIR) es la que reduce a cero el valor actual
neto, y para la aceptación de una propuesta de inversión, éste debe ser mayor o
igual que la tasa de descuento del capital (Gittinger, 1982). La TIR es la tasa de
actualización que iguala a cero el VAN y representa la tasa de rentabilidad con
que opera el capital invertido expresada en la ecuación 12 (Sánchez, 1991):
Donde:
Bn = Beneficios para cada periodo del proyecto Cn = Costos para cada periodo del proyecto (1+i)n = Factor de actualización n = Número de periodos capitalizables
6.5.3. Calculo de la Relación Beneficio/Costo (R B/C)
La relación beneficio-costo (R B/C) se define como la relación que se
obtiene cuando el valor actual de los beneficios se divide entre el valor actual de
los costos, y el criterio de aceptación es cuando el resultado sea uno o superior a
uno (Gittinger, 1982). Se expresa de la siguiente forma:
Donde:
Bn= Beneficios para cada periodo del proyecto Cn= Costos para cada periodo del proyecto (1+i)n = Factor de actualización n = Número de periodos capitalizables
41
7. RESULTADOS
7.1. PARTE AÉREA
7.1.1. Aplicación del Modelo Schumacher (1939)
Los resultados del cálculo del modelo de crecimiento muestran los
estadísticos de prueba y parámetros (B0 y B1), los cuales se pueden observar en
el Cuadro 3. La descripción que arrojan los estadísticos de prueba, el cuadrado
medio del error (CME), el coeficiente de determinación (R2) y la probabilidad (Pr),
muestran ajustes estadísticamente aceptables, por lo que dichos parámetros
fueron utilizados para construir las curvas de crecimiento e incremento de la
especie. El CME es una medida de ajuste y a menor error sugiere un mejor ajuste
en términos de mínima varianza y si el valor de R² está más próximo a uno 1
expresa la cantidad de variación de la variable dependiente que es explicada por
las variables independientes (Zhao et al., 2006). Por otro lado si los coeficientes
de determinación presentan un valor partir de 0.80 o más quiere decir que un
modelo es satisfactorio (Vidal et al., 2003).
Cuadro 3. Parámetros de los modelos de crecimiento de C. platyloba en Sinaloa.
Modelos de Crecimiento SCT SCE CME Fc Pr > F R2 B0 B1
Altura (m) 1649.9 1706.1 0.526 1569.3 <.0001 0.97 10.14 4.09
Diámetro (m) 2539.2 2702.3 1.525 832.53 <.0001 0.94 12.86 4.25
Volumen (m3) 53840 67682 1293 208.09 <.0001 0.80 24.94 17.80
SCT: Suma de cuadrados totales; SCE: Suma de cuadrados del error; CME: Cuadrado medio del error; Fc: Valor de F calculada; Pr: Probabilidad: R2: Coeficiente de determinación; B0 y B1: Parámetro estimado por el
modelo
7.1.1.2. Crecimiento de C. platyloba (Altura, Diámetro y Volumen respecto a
la edad)
En la figura 1 se observa el crecimiento en altura (IS) de Palo colorado el
cual inicia en un punto fijo, seguido de una fase lenta y posteriormente aumenta el
ritmo de crecimiento hasta estabilizarse. Este proceso nos muestra el crecimiento
respecto a la variable de diámetro (cm) (Fig. 2) y el crecimiento respecto al
42
volumen (cm3) (Fig. 3). Cada curva representa los diferentes índices de sitio (IS) o
sitios de calidad donde se expresa como seria el crecimiento en altura en cada
uno de ellos; la curva media representa un sitio de calidad donde la productividad
seria regular, la curva superior muestra el desempeño del crecimiento en un sitio
de buena productividad, y la curva baja muestra el desempeño del crecimiento de
la especie en las áreas de baja productividad. Las características que describen el
sitio de alta productividad son donde los suelos, el clima y relieve son los más
idóneos para el desarrollo de la especie. La curva inferior denominada como de
Productividad Mala, se refiere a los sitios más pobres con suelos, topografía y
climas más austeros, donde la especie tendría un menor rendimiento (Fig. 1, 2 y
3).
Figura 1. Crecimiento Edad-Altura (m) de Palo colorado.
0
2
4
6
8
10
12
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
Alt
ura
(m
)
Edad (años)
IS (Bueno)
IS (Regular)
IS (Malo)
43
Figura 2. Crecimiento Edad-Diámetro (cm) de Palo colorado.
Figura 3. Crecimiento Edad-Volumen (cm3) de Palo colorado.
Los valores esperados van desde los 0.12 hasta los 10.10 m de altura para
C. platyloba en un periodo de 30 años, mientras que en sitios de alta
productividad a una edad de 10 años (edad base) es de 7.83 m, en uno de
mediana productividad de 6.40 m y en uno de baja 4.98 m (Cuadro 4). Los valores
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
Diá
me
tro
(c
m)
Edad (años)
IS (Bueno)
IS (Regular)
IS (Malo)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
Vo
lum
en
(c
m3)
Edad (años)
IS (Bueno)
IS (Regular)
IS (Malo)
44
a la edad de 10 años en cuanto al diámetro van de 6.89 cm en un sitio malo y de
11.03 cm en un sitio bueno (Cuadro 5). Para el volumen a la edad base tenemos
valores en sitios buenos de 428.88 cm3 y en sitios malos de 214.43 cm3 (Cuadro
6).
Cuadro 4. Crecimiento en Altura a los diez años.
INDICE DE SITIO MÍNIMO MÁXIMO EB
Bueno 0.19 10.10 7.69
Regular 0.16 8.26 6.29
Malo 0.12 6.43 4.89
Nota: Valores Mínimos y Máximos de altura (m) y el valor alcanzado a la edad base (EB) de 10 años.
Cuadro 5. Crecimiento en Diámetro a los diez años.
INDICE DE SITIO MÍNIMO MÁXIMO EB
Bueno 0.24 14.64 11.03
Regular 2.02 1.64 8.96
Malo 4.09 3.33 6.89
Nota: Valores Mínimos y Máximos de diámetro (cm) y el valor alcanzado a la edad base (EB) de 10 años.
Cuadro 6. Crecimiento en volumen a los diez años.
INDICE DE SITIO MÍNIMO MÁXIMO EB
Bueno 0 1405.07 428.88
Regular 0 1053.80 321.66
Malo 0 702.53 214.43
Nota: Valores Mínimos y Máximos de volumen (cm3) y el valor alcanzado a la
edad base (EB) de 10 años.
7.1.1.3. Incremento Corriente Anual (ICA) en Volumen
Con la primera derivada del modelo de Schumacher, se obtuvieron los
valores del incremento corriente anual (ICA) expresados en cm3. El análisis de la
información se hizo considerando un máximo de 30 años, ya que la información
45
recabada demostró que los aprovechamientos de madera en las plantaciones
forestales estudiadas se da a partir de los 7 años para utilizarlos como tutores o
estacas para el soporte de los cultivos de hortalizas y entre los 15 y 20 años, para
su empleo como postes. El incremento empieza a partir de los tres años y es
hasta los 13 años cuando la captura de carbono es importante (Cuadro 7). El
árbol inicia con un incremento casi nulo, pero a los tres años el crecimiento
incrementa casi 10 veces con respecto al año 1 con los valores predichos de
incremento en volumen expresado en centímetros cúbicos, incluida toda la parte
aérea de la planta (tallo, ramas, hojas). Las curvas de incremento en volumen de
Palo colorado, de igual manera que la curvas de crecimiento, muestran que el
incremento depende directamente de la calidad del sitio, donde el mayor
incremento en volumen aparece a la edad de 9 años con un valor de 232.01 cm3,
siendo menor en un sitio de calidad regular es 193.34 cm3 y de mala calidad con
154.67 cm3 (Fig. 4).
Cuadro 7. Incremento corriente anual (cm3) de Palo colorado.
EDAD Incremento corriente anual EDAD Incremento corriente anual
(Años) ICA 1 ICA 2 ICA 3 (Años) ICA 1 ICA 2 ICA 3
1 0.003 0.002 0.002 16 174.39 145.33 116.26
2 4.63 3.86 3.09 17 164.93 137.44 109.95
3 39.98 33.32 26.66 18 155.92 129.94 103.95
4 99.13 82.61 66.08 19 147.42 122.85 98.28
5 154.49 128.74 102.99 20 139.42 116.19 92.95
6 194.18 161.82 129.46 21 131.94 109.95 87.96
7 217.96 181.63 145.31 22 124.94 104.11 83.29
8 229.32 191.10 152.88 23 118.40 98.67 78.94
9 232.01 193.34 154.67 24 112.30 93.59 74.87
10 229.02 190.85 152.68 25 106.62 88.85 71.08
11 222.52 185.43 148.35 26 101.31 84.42 67.54
12 213.97 178.31 142.65 27 96.36 80.30 64.24
13 204.35 170.30 136.24 28 91.73 76.44 61.15
14 194.31 161.92 129.54 29 87.41 72.84 58.27
15 184.24 153.53 122.82 30 83.37 69.47 55.58
Nota: estimación del incremento corriente anual del volumen de la especie en Sinaloa, en un periodo de 30 años.
46
.
Figura 4. Incremento Corriente Anual, mostrando el comportamiento de acuerdo a la calidad del sitio.
7.1.2. Densidad básica (Db) de la madera de Palo Colorado
De los valores promedio obtenidos de las 50 muestras de madera de cada
una de las variables analizadas para la determinación de la densidad básica (Db)
se estimó un volumen verde de 40.82 cm3 y un peso anhidro promedio de 25.54
g. La densidad básica promedio para cada una de las edades fue de 0.68 a los 3
años, 0.65 a los 5 años, 0.65 a los 7 años, 0.76 a los 12 años y 1.24 a los 20
años. La diferencia que existe entre los 3 y los 5 años de la densidad básica se
debe a que a los tres años se obtuvieron muestras de madera del fuste y a los
cinco años fue de ramas, de acuerdo a la literatura la densidad básica muestra
una amplia variación entre y dentro de especies (Zobel y Van Buijtenen, 1989).
En cuanto a la densidad básica los valores de peso fresco y peso anhidro (Po)
presentaron una densidad básica promedio de 0.80 g/cm3 (Cuadro 8).
0
50
100
150
200
250
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
ICA
(V
olu
me
n c
m3)
Edad (Años)
ICA 1
ICA 2
ICA 3
47
Cuadro 8. Estimación promedio de variables utilizadas para determinar la densidad básica de la madera de C. platyloba.
Edad D L Pv Vv Po Db
Años cm cm g cm3 g g/cm3
3 1.76 10.96 28.56 27.53 17.75 0.685 5 2.09 10.47 35.77 37.21 23.30 0.656 7 1.47 10.77 20.33 20.54 11.91 0.659
12 2.37 10.98 47.97 50.19 31.54 0.768 20 2.68 11.00 64.93 68.61 43.19 1.241
PROMEDIO 2.08 10.84 39.51 40.82 25.54 0.802 Nota: Los valores mostrados son promedios de un total de 10 muestras para cada edad. Donde D (Diámetro en cm); L (Largo en cm); Pv (Peso verde en g); Po (Peso anhidro en g) y Db (Densidad
básica en g/cm3).
7.1.3. Estimación de volumen aéreo (m3)
Se determinó el volumen individual de la especie, a partir de la edad 1
hasta los 30 años con el valor de factor de forma de 0.70 (González y Cuadra,
2004; Dávalos et al., 2008) y un factor de expansión de biomasa (FEB) de 0.873
(Navar, 2009). Este muestra un aumento en volumen conforme crece, y en los
primeros años de vida el aumento en volumen es lento, seguida por un aumento
acelerado de los tres a los 13 años y un aumento desacelerado de los catorce a
los 30 años. Durante los primeros años el volumen es más representativo ya que
a partir del año uno aumenta de 0.00000043 m3 a 0.00023 m3 en el año dos. A la
edad base de este estudio (10 años) en un sitio de buena calidad se obtiene un
volumen de 0.147 m3/árbol, en uno de calidad media es de 0.079 m3/árbol y en
sitios de calidad baja es de 0.036 m3/árbol (Cuadro 9).
48
Cuadro 9. Estimación del volumen de la parte aérea (m3) en un periodo de 1 a 30 años, calculado con la Ecuación descrita por González y Cuadra (2004) y por
Brown y Lugo (1992).
EDAD VOLUMEN AÉREO EDAD VOLUMEN AÉREO
Años Sitio 1 Sitio 2 Sitio 3 Años Sitio 1 Sitio 2 Sitio 3
1 4.3E-07 2.34E-07 1.08E-07 16 0.05762 0.031125 0.014324
2 0.00023 0.000126 0.000082 17 0.06035 0.032599 0.015003
3 0.00191 0.00103 0.000474 18 0.06289 0.033968 0.015633
4 0.00544 0.002939 0.001353 19 0.06525 0.035241 0.016219
5 0.01021 0.005514 0.002538 20 0.06744 0.036428 0.016765
6 0.01553 0.008389 0.003861 21 0.0695 0.037536 0.017275
7 0.02096 0.01132 0.005210 22 0.07141 0.038573 0.017752
8 0.02624 0.014173 0.006523 23 0.07321 0.039545 0.018199
9 0.03125 0.01688 0.007769 24 0.0749 0.040456 0.018619
10 0.03594 0.019414 0.008935 25 0.07649 0.041314 0.019014
11 0.0403 0.021768 0.010018 26 0.07799 0.042122 0.019386
12 0.04433 0.023945 0.011020 27 0.0794 0.042884 0.019736
13 0.04806 0.025958 0.011946 28 0.08073 0.043604 0.020068
14 0.0515 0.027817 0.012802 29 0.08199 0.044285 0.020381
15 0.05468 0.029535 0.013593 30 0.08319 0.044931 0.020678 Nota: Este volumen fue calculado a partir de variables como el diámetro y altura, y se utilizó un ff (0.70), para estimar el volumen (m
3), para cada año en un periodo de 30 años para C. platyloba en el estado de Sinaloa.
49
7.2. PARTE DE LA RAÍZ
7.2.1. Estimación de volumen respecto al 40% de la parte aérea.
La estimación de volumen de la raíz fue del 40% respecto a la parte aérea
(Rincón et al., 2000). El volumen acumulado a la edad base de 10 años, en sitios
de calidad bueno de 0.059 m3/árbol (Cuadro 10).
Cuadro 10. Valores del volumen de la raíz (m3) respecto a cada uno de los sitios de productividad.
EDAD VOLUMEN RAÍZ EDAD VOLUMEN RAÍZ
Años Sitio
Bueno Sitio
Regular Sitio Malo Años
Sitio Bueno
Sitio Regular
Sitio Malo
1 1.73E-07 9.34E-08 4.30E-08 16 0.02305 0.01245 0.00573
2 0.000093 0.000050 0.000023 17 0.024142 0.01304 0.006001
3 0.000762 0.000412 0.00019 18 0.025155 0.013587 0.006253
4 0.002176 0.001176 0.000541 19 0.026099 0.014096 0.006488
5 0.004084 0.002206 0.001015 20 0.026977 0.014571 0.006706
6 0.006212 0.003356 0.001544 21 0.027798 0.015014 0.00691
7 0.008383 0.004528 0.002084 22 0.028566 0.015429 0.007101
8 0.010496 0.005669 0.002609 23 0.029285 0.015818 0.00728
9 0.012501 0.006752 0.003108 24 0.029961 0.016183 0.007448
10 0.014378 0.007766 0.003574 25 0.030596 0.016526 0.007605
11 0.016121 0.008707 0.004007 26 0.031194 0.016849 0.007754
12 0.017733 0.009578 0.004408 27 0.031759 0.017153 0.007895
13 0.019223 0.010383 0.004779 28 0.032292 0.017441 0.008027
14 0.0206 0.011127 0.005121 29 0.032796 0.017714 0.008152
15 0.021872 0.011814 0.005437 30 0.033274 0.017972 0.008271 Nota: Esta estimación de volumen de raíz se obtuvo de acuerdo a la proporción de biomasa repostada en la literatura de 40% (Rincón et al., 2000), respecto a la biomasa aérea. Lo marcado en el recuadro rojo la suma
de todos estos valores, obteniendo así el valor del volumen de la raíz a la edad base mencionada en el escrito.
7.2.2. Estimación del volumen de raíz a través del método Dipolo-Dipolo
La resistividad aparente por el método Dipolo-Dipolo de la raíz de C.
platyloba fue de 0.071 ·m. El valor de la resistividad de la raíz fue directamente
proporcional a la edad del árbol (Cuadro 11) donde a mayor valor de resistividad
50
menor es el valor de la conductividad, lo que quiere decir que la raíz es un
material aislante.
Cuadro 11. Resistividad de las raíces a diferentes edades de C. platyloba (Estimada directamente en la raíz).
Edad Constante dieléctrica Resistividad Conductividad
Años m ·m S/m
1 0.0022 0.0035 0.0025 2.67 4.20 3.05 0.37 0.24 0.33
3 0.0051 0.0045 0.0029 6.06 5.30 3.40 0.17 0.19 0.29
5 0.0032 0.0083 0.0095 35.65 92.69 106.95 0.03 0.01 0.01
7 0.0134 0.0127 0.0095 150.93 143.74 107.81 0.01 0.01 0.01
12 0.0127 0.0102 0.0080 142.98 114.38 89.36 0.01 0.01 0.01
Se calculó la estadística descriptiva básica de acuerdo a las tomografías
obtenidas en la plantación forestal de Palo colorado en La Campana. En el primer
experimento la resistividad registrada osciló entre los 1.02 y los 232.98 ·m, con
una media entre 7.74 y 63.73 •m (Cuadro 12). En el experimento dos la
resistividad mínima fue de 0.79 •m registrada a los doce años y la mayor
resistividad fue de 372.54 •m (Cuadro 13). En el experimento tres, al igual que
en el anterior, el valor menor y mayor de resistividad se presentó a la edad de
doce años (Cuadro 14). La distribución muestral fue simétrica entre las
tomografías recabadas en campo y no existen diferencias ya que el
comportamiento de los valores de resistividad es muy similar entre las edades.
Cuadro 12. Estadística descriptiva de la tomografía geoeléctrica del árbol uno.
EDAD MIN MAX Media EE CV
Años -m -m -m - -
1 1.02 22.62 7.74 2.45 0.89
3 2.06 87.06 26.11 5.68 0.97
5 1.07 218.27 46.16 13.29 1.28
7 1.86 232.98 63.73 17.57 1.23
12 37.65 2.14 204.7 11.02 1.3 Nota: Min: valor mínimo observado. Max: valor máximo observado de
resistividad. EE: error estándar. CV: coeficiente de variación.
51
Cuadro 13. Estadística descriptiva de la tomografía geoeléctrica árbol dos.
EDAD MIN MAX Media EE CV
Años -m -m -m - -
1 1.04 24.88 7.9 2.71 0.97
3 2.26 95 26.67 5.98 1
5 2.14 227.32 49.1 13.74 1.25
7 1.92 254.46 71.6 20.36 1.27
12 0.79 372.56 51.66 20.51 1.77 Nota: Min: valor mínimo observado. Max: valor máximo observado de
resistividad. EE: error estándar. CV: coeficiente de variación.
Cuadro 14. Estadística descriptiva de la tomografía geoeléctrica árbol tres.
EDAD MIN MAX Media EE CV
Años -m -m -m - -
1 1.04 25.33 8.08 2.75 0.96
3 2.31 89.34 27.29 5.97 0.97
5 2.26 26.69 50.05 13.77 1.23
7 1.97 279.35 70.35 21.15 1.34
12 0.77 374.61 51.37 20.57 1.79 Nota: Min: valor mínimo observado. Max: valor máximo observado de
resistividad. EE: error estándar. CV: coeficiente de variación.
El volumen de la raíz a la edad de un año presenta valores mínimos y
conforme aumenta su edad éste se incrementa. Los resultados fueron de 0.003
m3 para la edad de un año y de 0.126 m3 para la edad de los doce años,
estimando también el contenido de carbono almacenado por este método (Cuadro
15). Las tomografías geoeléctricas (Fig. 5 a, b, c, d y e) se aprecia que los valores
de mayor resistividad corresponden al área ocupada por las raíces.
52
Cuadro 15. Valores de la resistividad y volumen de raíz para cada una de las edades analizadas en el experimento.
Edad Mp Np DE z Volumen CCr
Años m m m m m3 Ton C
1 4 2 0.1 0.2 0.003 0.00165
3 5 4 0.3 0.5 0.0588 0.03234
5 5 4 0.3 0.5 0.0756 0.04158
7 5 4 0.3 0.5 0.0924 0.05082
12 5 4 0.3 0.5 0.126 0.0693 Nota: Mp: Número de pasos. Np: Nivel de paso. DE: Distancia de electrodos.
z: Profundidad. CCr: Contenido de carbono en raíz.
5a. Tomografía de la raíz a la edad de 1 año, con un volumen de 0.003 m3.
5b. Tomografía de la raíz a la edad de 3 años con un volumen de 0.0588 m3.
53
5c. Tomografía de la raíz a la edad de 5 años con un volumen de 0.0756 m3.
5d. Tomografía de la raíz a la edad de 7 años. Volumen de 0.0924 m3.
5e. Tomografía de la raíz a la edad de 12 años. Volumen 0.126 m3.
Figura 5. Ilustración de las tomografías de 1 (a), 3(b), 5(c), 7(d) y 12(e) años. Los
valores que se indican son resistividad ( ·m) y volumen.
54
7.2.3. Volumen total
Estimación del volumen total (aérea y raíz) para C. platyloba a los 10
años, de acuerdo a cada uno de los sitios de calidad (Fig. 6). Los sitios de mejor
calidad presentan un volumen total de biomasa de 0.207 m3/árbol. Si las
condiciones son en un término medio este sería de 0.112 m3/árbol y bajo
condiciones austeras sería de 0.051 m3/árbol.
Figura 6. Estimaciones de volumen total (aérea y raíz) en m3/árbol de C. platyloba a la edad de 10 años. Se muestra el volumen de acuerdo a la calidad del sitio.
7.2.4. Captura de carbono por árbol (Ton/árbol)
Se obtuvo el contenido de carbono mediante un análisis de carbono total
por combustión seca (calcinación) registrando un valor promedio de 97.00% de
contenido de carbono, donde el promedio para la edad de 3 años fue de 0.96, 5
años (0.973), 7 años (0.963), 12 años (0.974 y para los 12 años (0.971) (Anexo
1.1). Para estimar la cantidad de captura de carbono por C. platyloba se obtuvo
en función del volumen total (Ton) y de un contenido de carbono del 55%
(MacDicken, 1997; Schlegel et al., 2001 y Díaz et al., 2007). Se estimó el
0.148
0.080
0.037
0.059
0.032
0.015
0.207
0.112
0.051
SITIO BUENO SITIO REGULAR SITIO MALO
VOLUMEN AÉREO
VOLUMEN RAÍZ
VOLUMEN TOTAL
55
contenido de carbono presente en la parte aérea, raíz y por último la estimación
total de carbono capturado expresado en TonC/árbol mediante el modelo de
Dávalos et al. (2008) (Ec. 6).
El contenido de carbono almacenado en la parte aérea a la edad de 10
años en sitios de calidad alta es de 0.075 TonC/árbol, en los de calidad media es
de 0.041 TonC/árbol y en los de calidad baja de 0.019 TonC/árbol. En cuanto a la
raíz, la biomasa de raíz es de 0.030 TonC/árbol en donde la calidad de los sitios
es mejor y en los sitios de calidad mala se obtuvo un valor mínimo de 0.007
TonC/árbol (Cuadro 16).
Cuadro 16. Captura de carbono (TonC/árbol) de C. platyloba en la parte aérea y raíz.
EDAD PARTE AÉREA PARTE DE RAÍZ
AÑOS SITIO
BUENO SITIO
REGULAR SITIO MALO
SITIO BUENO
SITIO REGULAR
SITIO MALO
1- 10 0.075 0.041 0.019 0.030 0.016 0.007
11- 20 0.282 0.152 0.070 0.113 0.061 0.028
21- 30 0.392 0.212 0.097 0.157 0.085 0.039 Captura de carbono (Ton C/árbol). Los intervalos de edad van de 1 a 10 años, 11 a 20 y de 21 a 30 años;
se muestra el comportamiento que éstos presentarían de acuerdo al índice de sitio.
La estimación de carbono acumulado se obtuvo a través de la adición del
componente de la parte aérea más el de la raíz, obteniendo así los valores totales
que el Palo colorado acumula en toda la planta (Fig. 7). El valor mínimo de
carbono total capturado es de 0.026 TonC/árbol en los primeros diez años y el de
mayor valor ubicado en la tercera década de 0.549 TonC/árbol en condiciones de
calidad de sitio bueno.
En la figura 8 se muestra la biomasa total que se acumula en una hectárea
con densidades de 2500 árboles/Ha hasta los diez años, utilizada en el manejo de
la plantación forestal de la especie ubicada en La Campana, la otra de 1100
árboles/Ha utilizada a partir de los 11 años y por último de 750 árboles/Ha de 21
años de edad. Estos son debido al manejo de la plantación ya que como se
realizan aclareos y extracción de madera a lo largo del periodo de vida de la
plantación. Los resultados obtenidos son los siguientes en sitios de buena calidad
56
el carbono almacenado es de 263.67 TonC/Ha, de 142.42 TonC/Ha en sitios de
calidad media y de 65.54 TonC/Ha en sitios de calidad baja.
Figura 7. Estimación del carbono acumulado (TonC/árbol) total para C.platyloba.
0.105
0.394
0.549
0.057
0.213
0.296
0.026
0.098
0.136
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
1 a 10 11 a 20 21 a 30
Ca
rbo
no
to
tal (
To
nC
/árb
ol)
EDAD (AÑOS)
SITIO BUENO
SITIO REGULAR
SITIO MALO
57
Figura 8. Carbono almacenado (TonC/Ha) en un periodo de 30 años respecto a la calidad del sitio.
7.3. Estimación de los bonos de carbono
El valor que se consideró como precio por la captura de carbono fue de $ 5
DEU, el cual puede variar. El valor se tomó como referencia del precio que
maneja el Banco Mundial por considerarse un valor conservador (INE, 2008).
Para la estimación de los bonos de carbono se partió de las existencias de
carbono presentadas en la Figura 8. En primer lugar se realizo la estimación de
los bonos de carbono en dólares donde tenemos que a los 10 años los ingresos
son de $ 320.80 DEU, y a los treinta años serian $ 222.73 DEU (Cuadro 18). En
cuanto a los valores obtenidos en pesos mexicanos con una tasa de cambio de
$12.70 tenemos que los beneficios a los 10 años serian de $4074.15 y los
ingresos obtenidos a 30 años $ 2828.65.
263.67
433.88 411.69
142.42
220.99 222.37
65.54
107.85 102.34
0.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
300.00
350.00
400.00
450.00
500.00
1 A 10 11 A 20 21 A 30
Carb
on
o a
lma
ce
nad
o (
To
nC
/Ha
)
Edad (años)
SITIO BUENO
SITIO REGULAR
SITIO MALO
58
Cuadro 17. Valoración de los bonos de carbono en términos de moneda nacional.
EDAD EC BC $DEU BC $MN EDAD EC BC $DEU BC $MXN
1 0.00 0.00 0.05 16 45.26 226.29 2873.91
2 0.42 2.09 26.52 17 47.40 237.01 3010.06
3 3.40 17.01 216.06 18 49.39 246.96 3136.42
4 9.71 48.56 616.72 19 51.24 256.22 3254.03
5 18.22 91.12 1157.20 20 52.97 264.85 3363.57
6 27.72 138.62 1760.42 21 37.21 186.07 2363.13
7 37.41 187.05 2375.57 22 38.24 191.21 2428.41
8 46.84 234.19 2974.25 23 39.21 196.03 2489.55
9 55.79 278.93 3542.40 24 40.11 200.55 2546.98
10 64.16 320.80 4074.15 25 40.96 204.80 2600.97
11 31.65 158.26 2009.95 26 41.76 208.81 2651.83
12 34.82 174.10 2211.05 27 42.52 212.58 2699.81
13 37.75 188.73 2396.82 28 43.23 216.15 2745.13
14 40.45 202.24 2568.45 29 43.91 219.53 2788.03
15 42.95 214.73 2727.08 30 44.55 222.73 2828.65
Nota: Los valores del recuadrado rojo indican la edad, las existencias de carbono (EC), los Bonos de carbono en dólares de Estados Unidos (BC $DEU) y los ingresos en pesos mexicanos (Moneda
Nacional). 1Ton C/Ha = $ 5 DEU.
7.4. Evaluación económica de plantaciones de C. platyloba
7.4.1. Descripción de los costos e ingresos de la plantación
En el rubro de los costos se incluyeron los costos de establecimiento,
mantenimiento, aprovechamiento de la plantación y gastos de administración.
Los costos de establecimiento entran el abasto de la planta, la preparación
del terreno y la plantación. Los costos de mantenimiento solo consideran para
este caso solo el control de malezas el cual se hace manualmente. En cuanto a
los costos de aprovechamiento, se incluyen las podas, aclareos y la corta final.
Respecto al apartado de ingresos se consideraron los ingresos obtenidos por la
venta de madera, los ingresos generados por los bonos de carbono y los
subsidios otorgados por el gobierno federal.
De acuerdo a la revisión de la información se realizó la determinación de
los datos requeridos para realizar la evaluación económica del establecimiento de
59
plantaciones de C. platyloba (Cuadro 19). El precio de la planta es de $2.70 MXN
con una cantidad mínima de siembra de 750 plantas/Ha (CONAFOR, 2011).
Cuadro 18. Datos requerido en la evaluación económica de la plantación de C. platyloba.
Concepto Descripción
Especie Caesalpinia platyloba Turno comercial 15 años Superficie considerada a plantar 1 Ha Número de plantas por hectárea 2500 plantas/Ha Precio de la planta $2.70 M.N Precio por venta de madera Monto del subsidio de CONAFOR Tasa de actualización Preparación del terreno Plantación Mantenimiento Costos de aprovechamiento (corta final) Costos de administración
$ 60. 00 M.N $9 800.00/Ha (Durante 3 años) 8 % $2 400. 00/Ha $550.00/Ha $1200.00/Ha por año $ 1800/Ha 5 % de los costos totales
Nota: Los valores son expresados en pesos mexicanos. Por hectárea.
Con base en la información descrita anteriormente se determinaron los
ingresos, costes y flujo de efectivo generados en un periodo de 15 años (Cuadro
20a y 20b). El mayor costo se registra durante el primer año ($11 576.25
MXN/Ha). Respecto a los ingresos solo durante los tres primeros años se entrega
un apoyo de PRODEPLAN de $ 9 800.00. A partir de los 10 años por la venta de
madera para estacas ($10.00 MXN/estaca), obteniendo ingresos mayores a los
$30 000 MXN y los ingresos por bonos de carbono con un valor de $ 4074.14
MXN/Ha.
En el cuadro 21 se muestran los valores del Factor de actualización (FA),
los beneficios brutos totales actualizados (BBTA) y los costos totales actualizados,
los cuales nos permitirán realizar el cálculo de los indicadores de rentabilidad.
60
Cuadro 19a. Ingresos, Costos y Flujo de efectivo de la plantación (MXN).
Cuadro 19b. Ingresos, Costos y Flujo de efectivo de la plantación.
ACTIVIDAD/AÑO 9 10 11 12 13 14 15
INGRESOS 3542.39 40574.14 2009.94 2211.05 2396.82 2568.45 152727.07
Venta de madera 0.00 36500.00 0.00 0.00 0.00 0.00 150000.00
PRODEPLAN 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Bonos de carbono 3542.39 4074.14 2009.94 2211.05 2396.82 2568.45 2727.07
COSTOS 60.00 1350.00 60.00 60.00 60.00 60.00 3150.00
Establecimiento 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Preparación del terreno 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Abasto de planta 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Plantación 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Mantenimiento 0.00 1200.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1200.00
Control de malezas 0.00 1200.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1200.00
Aprovechamiento 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1800.00
Corta final 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1800.00
Gastos de administración 60.00 150.00 60.00 60.00 60.00 60.00 150.00
Gastos de administración 60.00 150.00 60.00 60.00 60.00 60.00 150.00
Flujo de efectivo 2282.39 37424.14 749.94 951.05 1136.82 1308.45 149577.07
ACTIVIDAD/AÑO 1 2 3 4 5 6 7 8
INGRESOS 9800.04 9826.52 10016.06 616.72 1157.20 1760.42 2375.57 2974.25
Venta de madera 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
PRODEPLAN 9800.00 9800.00 9800.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Bonos de carbono 0.04 26.51 216.05 616.72 1157.20 1760.41 2375.56 2974.25
COSTOS 11576.25 60.00 60.00 1260.00 1260.00 1260.00 1260.00 1260.00
Establecimiento 9700.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Preparación del terreno 2400.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Abasto de planta 6750.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Plantación 550.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Mantenimiento 1200.00 1200.00 1200.00 1200.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Control de malezas 1200.00 1200.00 1200.00 1200.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Aprovechamiento 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Corta final 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Gastos de administración 551.25 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00
Gastos de administración 551.25 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00
Flujo de efectivo -1776.21 9766.52 9956.06 -643.28 -102.80 500.42 1115.57 1714.25
61
Cuadro 20. Valores del Factor actualizado, los Costos totales actuales y los Beneficios brutos totales actualizados, Flujo de fondo bruto y actualizado.
AÑOS FA CTA BBTA FF FFA
1 0.926 10718.75 9074.111 -1776.21 -1644.64
2 0.857 51.44 8424.657 9766.52 8373.22
3 0.794 47.63 7951.071 9956.06 7903.44
4 0.735 926.14 453.3076 -643.28 -472.83
5 0.681 857.53 787.5709 -102.8 -69.96
6 0.630 794.01 1109.363 500.42 315.35
7 0.583 735.20 1386.122 1115.57 650.92
8 0.540 680.74 1606.895 1714.25 926.16
9 0.500 630.31 1772.077 2282.39 1141.76
10 0.463 1459.06 18793.68 37424.14 17334.62
11 0.429 540.39 862.0288 749.94 321.64
12 0.397 500.36 878.0384 951.05 377.68
13 0.368 463.30 881.3057 1136.82 418.01
14 0.340 428.98 874.4572 1308.45 445.48
15 0.315 993.01 48145.94 149577.1 47152.93
TOTAL 19 826.86 103 000.60 213 960.4 83 173.76
Nota: Los valores actualizados se obtuvieron a partir de una tasa de actualización de 8% estimando el comportamiento de esta en un periodo de 15 años.
7.4.2. Estimación de los indicadores de rentabilidad
7.4.2.1. Cálculo del Valor Actual Neto (VAN)
De acuerdo a los flujos de efectivo obtenidos de los ingresos y costos del
proyecto de plantación (Cuadros 20a y 20b), se efectuó el cálculo del Valor Actual
Neto, conforme a la fórmula descrita y a la metodología señalada con una tasa de
actualización de 8%. Obtuvimos un VAN= $83,173.76, siendo este valor mayor a
cero por lo que se considera un proyecto aceptable.
7.4.2.2. Cálculo de la Tasa Interna de Retorno (TIR)
Considerando los flujos de efectivo presentados para la plantación de C.
platyloba se procedió a calcular la TIR, registrándose un valor de 537%, por lo que
esta tasa de retorno excede el valor de la tasa de descuento utilizada en este
proyecto. El valor tan alto de este indicador se debe a que no existen costos altos
62
para el mantenimiento de plantaciones de la especie, lo cual se puede corroborar
de acuerdo a lo observado en la plantación de estudio. Existe una ausencia de
riegos, fertilizantes y usos de agroquímicos por lo que estas actividades son las
de mayos costo.
7.4.2.3. Calculo de la Relación Beneficio/ Costo (R B/C)
Tomando en cuenta los costos e ingresos actualizados del proyecto de la
plantación y considerando la tasa de descuento del 8%, se considera un valor de
la relación beneficio costo de 5.19.
7.5. Sitios alternativos para el establecimiento de plantaciones de Palo
colorado en el norte de Sinaloa.
En el cuadro 21 se señalan las áreas de mayor potencial para el
establecimiento de plantaciones forestales de Palo colorado, que son las
destinadas a la agricultura con 418,683 Ha, seguidas de la vegetación de selva
baja caducifolia (244,877 Ha) y por último las áreas sin vegetación aparente
(5,785 Ha). En la Fig. 9 se muestran las condiciones actuales del norte de Sinaloa
y las áreas potenciales para su establecimiento.
63
Cuadro 21. Áreas potenciales para el establecimiento de plantaciones forestales de C. platyloba.
TIPO DE USO DEL SUELO SUPERFICIE (Ha)
Áreas agrícolas 418683
Bosque de coníferas 28877
Bosque de encino 117972
Centros de población 9900
Cuerpos de agua 8088
Matorral xerófilo 21583
Selva caducifolia 244877
Selva espinosa 24856
Sin vegetación aparente 5785
Vegetación hidrófila 17162
Vegetación inducida 3714
SUPERFICIE TOTAL 901497 Nota: Datos estimados a partir de la base de datos de INEGI, estos
valores son reportados en el Norte de Sinaloa.
Figura 9. Mapa del Uso del Suelo en el Norte de Sinaloa y sitios alternativos para
el establecimiento de plantaciones de Palo colorado.
64
8. DISCUSIÓN
El manejo actual de las plantaciones forestales comerciales ha obligado a
los especialistas a generar modelos de crecimiento matemáticos (Rojo et al.,
2005) para determinar los ajustes de predicción más reales (Montero y
Kanninen, 2003; Rojo et al., 2005; Toral et al., 2005). En este estudio se utilizó
el Modelo Schumacher para evaluar el crecimiento de C. platyloba con resultados
importantes en la determinación del crecimiento similares a especies tropicales
entre 3 y 10 años de edad con ajustes significativos y valores altos de coeficientes
de determinación (Galán et al., 2008).
El Modelo Schumacher explica que C. platyloba es de crecimiento rápido
de manera similar a lo reportado por Rincón et al. (2000). Sin embargo, Nava et
al. (2007) la consideraron de crecimiento lento. Esta diferencia se relaciona con
las condiciones ambientales donde el árbol crece. En este trabajo C. platyloba
crece rápido por la biomasa ganada en tiempo gracias a la calidad del sitio ya que
éste influye sobre el crecimiento de las especies arbóreas en condiciones
naturales (Rincón et al., 2000).
El crecimiento inicial de C. platyloba es rápido, para luego crecer de forma
insignificante lo que es similar a lo reportado por Imaña y Encinas (2008) para
las plantas en general coincidiendo con otras especies arbóreas como Tectona
grandis bajo condiciones similares (Jerez et al., 2008). La relación entre el
crecimiento y la captura de carbono es favorecida durante la fase joven de las
plantaciones (Mandal y Van Laake, 2005; Pacheco et al., 2007).
Existen muy pocos estudios que hayan estimado la densidad de la madera,
el coeficiente de forma, el factor de expansión de biomasa, el crecimiento, las
propiedades químicas y el uso de esta especie. El valor de la densidad obtenido
para C. platyloba (0.68 a 1.24 g/cm3) coincide con los reportados por Rincón et
al. (2000) y Hernández y Torres (2003) que obtuvieron valores de densidad de
0.92 g/cm3 y 1.05 g/cm3, respectivamente, en árboles de áreas naturales. La
65
variación con nuestro valor promedio en 0.80 g/cm3 está influido al ser una
plantación forestal y por las edades estudiadas. La densidad de la madera
depende de la región en la que se encuentren (Zobel y Van Buijtenen, 1989),
por la calidad del sitio y por la edad de los individuos evaluados (Zobel y Van
Buijtenen, 1989; Githiomi y Kariuki, 2010) ya que los árboles jóvenes tienen
menor densidad que los de mayor edad.
C. platyloba en la plantación forestal presentó un 0.97% de contenido de
carbono valor superior a lo reportado por Hernández y Torres (2003) de 0.51%
en la misma especie en ecosistemas naturales; la diferencia de porcentaje de
carbono puede deberse a los diferentes sitios de toma de muestras o las
condiciones ambientales. En diferentes estudios denotan la variabilidad del
contenido de carbono según la especie y tejido del árbol, por la calidad del sitio,
edad de los árboles y por el método empleado en su determinación (Gayoso y
Guerra, 2005). Los valores de contenido de carbono se encuentra entre un 0.42%
y 0.55% para los árboles (MacDicken, 1997; Schlegel et al., 2001; Díaz et al.,
2007), para la estimación de carbono de C. platyloba se considero un valor del
0.55%, con la finalidad de no obtener valores sobreestimados de carbono
almacenado por la especie.
Las estimaciones de carbono de C. platyloba a los 10 años fue de 64.16
TonC/Ha, este valores propio de la especie bajo las condiciones ambientales de
los sitios donde se analizaron. Esto se puede corroborar con las variaciones en
valores de almacenamiento de carbono para otras especies como Pinus gregii
Engelm a una edad de 6 años con 17.9 TonC/Ha (Pacheco et al., 2007), bosque
secundario de 15 años con 46.4 TonC/Ha (Chacón et al., 2007), Acacia
crassicarpa de 15 años con 177.12 TonC/Ha (Meupong et al., 2010) y Tectona
grandis con 120 TonC/Ha (Kraenzel et al., 2003). El almacenamiento de carbono
depende de la densidad por hectárea, la edad de la planta, de la calidad del sitio
donde se desarrolla, de la diversidad de especies y del manejo de la plantación o
bosque (Medina, 2004; Roncal et al. 2008).
66
El pago de la captura de carbono es una motivación para los agricultores
en el corto plazo, en sistemas agroforestales y plantaciones, considerándose
como una alternativa para el programa de pago por servicios ambientales y
proyectos de desarrollo limpio en México (Pineda et al., 2005; Pacheco et al.,
2007; Roncal et al., 2008).
El ingreso calculado por bonos de carbono en plantaciones de C. platyloba
cubre en gran parte los costos generados durante el periodo de la plantación de
15 años ya que no se integran los costos de manejo intensivo como en los
cultivos agrícolas, lo cual hace atractivas las plantaciones para los propietarios.
No obstante, en el trabajo realizado por Téllez et al. (2008) al momento de
integrar los créditos por la venta de carbono los indicadores de rentabilidad
incrementaron pero no mejoraron la rentabilidad de la plantación de Eucalipto,
resultando no ser atractivo para los productores su establecimiento. Para el caso
de el manejo de bosques naturales de acuerdo a valoraciones económicas se
tiene que la obtención de incentivos por el almacenamiento de carbono resulta ser
rentable lo que les permite incrementar sus ingresos a los propietarios de tierras
forestales (De Jong et al., 2000; Hernández y Torres, 2003).
67
9. CONCLUSIONES
El modelo Schumacher presentó los ajustes para cumplir con los
supuestos de regresión, mostrando una predicción significativa del crecimiento de
C. platyloba.
Las curvas generadas con el modelo de índice de sitio, permiten desarrollar
un mejor manejo de la plantación e identificar el nivel de productividad más
adecuado.
El inventario dasométrico realizado permite una estimación precisa entre
los datos de crecimiento y la clasificación por índice de sitio.
La estimación del Incremento Corriente Anual estimado para C. Platyloba
permite retroalimentar los programas de manejo y tratamientos silvícolas de esta
especie.
La densidad básica de la madera de C. platyloba estimada es de 0.80
g/cm3. Se considera dentro de los valores de densidad alta, por ser una madera
dura.
El método Dipolo-Dipolo es una metodología que puede ser aplicada de
manera confiable y práctica para la estimación del volumen de raíz.
El establecimiento de plantaciones de C. platyloba en el norte de Sinaloa
de acuerdo a los indicadores de rentabilidad es viable y rentable desde el punto
de vista económico si se consideran dentro de su esquema de manejo los
ingresos por venta de madera, bonos de carbono y el subsidio del PRODEPLAN.
68
10. RECOMENDACIONES
El modelo Schumacher a través del método de la curva guía mostró una
buena predicción del crecimiento para Palo colorado, por lo que se recomienda
usar el método de curva guía para determinar la productividad de un sitio forestal
o plantación en la región de estudio.
Por otro lado, el método Dipolo-Dipolo se puede utilizar para la estimación
del volumen de raíz de una manera fácil y práctica, siempre y cuando se
consideren 10 ó más árboles por edad.
Finalmente, se requiere investigar más sobre el mercado de productos
forestales como Palo colorado en a nivel nacional e internacional, o en especies
de rápido crecimiento para, por un lado, retener carbono atmosférico, y por otro,
abastecer el mercado de materias primas forestales con rentabilidad para los
productores.
69
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11. ANEXOS
11.1. Análisis de contenido de carbono C. platyloba
83
84
11.2. Formato de evaluación del crecimiento de especies forestales
FECHA____________________________
LOCALIDAD_________________________
NOMBRE DEL
ENCUESTADOR___________________________________________________
I. DATOS DE LOCALIZACIÓN
Predio___________________ Altitud (asnm) _______________________
Latitud N_________________ Longitud W______________________________
II. INFORMACIÓN ECOLÓGICA
COMUNIDAD VEGETAL________________________________
ESPECIE DOMINANTE_________________________________
PENDIENTE_________________________
EXPOSICIÓN__________________________
PROFUNDIDAD DE SUELO (cm) <25, 25-50, > 50
TIPO DE SUELO ________________________________
% DE SUELO DESCUBIERTO ______________________________
% COBERTURA DE COPAS __________________________________
85
III. Inventario dasométrico de especies
No. Especie Edad Diam. norm.
Diam. norm.
Altura total
Cobertura de copa
N S E W
86
11.3. Formato de campo para la tomografía geoeléctrica
Nombre del sondeo:
PASO I
PASO V
AB (m)
MN (m)
K (m)
( ·m)
D (m)
z (m)
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