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Escuela Nacional de Ciencias Forestales
ESNACIFOR
RENDIMIENTO, ESTIMACIÓN Y COSTOS DE PRODUCCIÓN DE CARBÓN
VEGETAL EN BOSQUE DE Quercus segoviensis Née, MEDIANTE EL
MÉTODO TRADICIONAL DE “TANQUE AL AIRE LIBRE”, EN EL
DEPARTAMENTO DE YORO, HONDURAS.
Tesis de Grado
Por: Víctor Rolando Murillo Ortega
Como Requisito previo para optar al título de Ingeniero en Ciencias Forestales
Aprobado por:
__________________________ ____________________________ Ing. Joaquín Sánchez Lic. Johnny Pérez
Asesor Principal Asesor Secundario
____________________________ M.Sc. Dora del Carmen Velásquez
Departamento de Docencia
Siguatepeque, Comayagua, Honduras, C. A.
Diciembre, 2011
i
Escuela Nacional de Ciencias Forestales
ESNACIFOR
RENDIMIENTO, ESTIMACIÓN Y COSTOS DE PRODUCCIÓN DE CARBÓN
VEGETAL EN BOSQUE DE Quercus segoviensis Née, MEDIANTE EL
MÉTODO TRADICIONAL DE “TANQUE AL AIRE LIBRE”, EN EL
DEPARTAMENTO DE YORO, HONDURAS.
Tesis de Grado
Por: Víctor Rolando Murillo
Miembros integrantes de la Terna Evaluadora
____________________________________________________ Ing. Fidel Alvarado
Representante del Departamento de Docencia
____________________________________________________ M.Sc. Luis Zepeda
Representante de la Comisión de Tesis
____________________________________________________ Ing. Joaquín Sánchez
Asesor Principal
Siguatepeque, Comayagua, Honduras, C. A
Diciembre, 2011
ii
Autorización
El autor, Víctor Rolando Murillo Ortega cede a ESNACIFOR los derechos
patrimoniales sobre esta obra en la medida necesaria para sus actividades
habituales en la época de creación, lo que implica, igualmente, la autorización
para su divulgación con fines académicos. Es entendido que la publicación o
copiado de esta tesis para ganancia económica no es permitido sin mi permiso
por escrito.
________________________ Víctor Rolando Murillo Ortega Siguatepeque, Comayagua, diciembre del 2011
iii
RESUMEN
La ecuación utilizada por el Instituto Nacional de Conservación Forestal, Áreas
Protegidas y Vida Silvestre (ICF) para calcular la cantidad de carbón vegetal
que se obtiene de un árbol Quercus segoviensis Née (Roble) presenta un
modelo BC= (π/4)x (DAP²)x2.525, donde el DAP es el diámetro a la altura del
pecho en centímetros y BC son las bolsas con carbón, y debido a que la
predicción del rendimiento del mismo no se acomoda a la realidad se optó en
realizar este estudio donde se ajustaron un total de 21 modelos de regresión,
tomando como variables independientes al DAP, la Altura y el Volumen, con
una muestra completamente al azar compuesta por 38 árboles seleccionados
en el municipio de Jocón y 20 árboles en el municipio de Yoro, Honduras. Se hizo
la medición del diámetro, altura total y comercial de estos árboles. A cada árbol
muestra se le midió el DAP y diámetro a diferentes alturas del fuste y ramas,
calculándose el volumen total con la fórmula de Smalian.
La selección de los mejores modelos para la ecuación se realizó utilizando el
programa CurveExpert 1.4. Seleccionando como mejor modelo al Geométrico
Modificado: BC=a*x^(b/x) presentando un coeficiente de correlación ajustado (r)
(de 0.93) y un error estándar (de 2.75 Bolsas con Carbón), lo que le confiere
una predicción estadística válida por árbol. Por lo que la ecuación tuvo la
forma: P)(-30.83/DADAP^*344.82BC donde “BC” es igual al número de
bolsas con carbón vegetal, con peso de 19.8 libras cada una, y “DAP” es igual
al DAP con corteza en cm, la cual puede ser utilizada para calcular las bolsas
llenas de carbón por árboles individuales de Quercus segoviensis.
iv
ABSTRACT
The equation used by the National Forest, Protected Areas and Wildlife
Conservation Institute, (ICF) to quantify the amount of charcoal obtained from
an oak tree (Quercus segoviensis Née) presents the model CB=
(π/4)x(DBH²)x2.525. Where CB refers to the number of charcoal bags obtained
and DBH is the diameter at breast height in centimeters. The result of the
equation does not represent a true value of charcoal bags at field level, and
thus the reason for this field study. A total of 21 regression models were
adjusted, taking into consideration independent variables such as the DBH, tree
height and volume. The experimental design was carried out using a random
sample with data from 38 selected trees from the municipality area of Jocon and
20 selected trees from the municipality of Yoro in Honduras Central America.
The data collected from each tree sample includes the DBH and the diameters
at different heights of the bole and branches, using the Smalian Formula.
The selection of the best regression model was chosen with the use of the
Software CurveExpert 1.4. The best equation was the Modified Geometric
Model: BC=a*x^(b/x), presenting an adjusted correlation coefficient of 0.98 and
an error of 2.75 Bags of Charcoal and which makes it a more valid formula
when applied to calculate the amount of charcoal per tree.
The result of the model was: H)(-30.83/DBDBH^*344.82CB where CB is the
number of charcoal bags, with a weight of 19.8 pounds, and DBH refers to the
diameter at breast height including the bark in centimeters.
v
DEDICATORIA
El presente documento lo dedico con mucha gratitud y cariño:
A Dios por permitirme vivir, y cumplir todos mis proyectos en mi vida, sin su
apoyo nada de esto se hubiera podido realizar.
A mi madre, Norma Lidia Ortega y a mi padre, Carlos Alberto Murillo, por su
dedicación, amor, comprensión y su apoyo incondicional en todos los aspectos
de mi vida.
A mis hermanas, Celeste Murillo y Mariela Murillo por sus consejos, apoyo y
comprensión, lo cual fue una fortaleza en mi proceso formativo.
A mi tío Luis Murillo y tía Ingrid Montero por sus consejos que han hecho de mí
un gran hombre de principios y valores.
A la familia Maldonado Domínguez, que fueron parte de mi formación moral y
espiritual, y que brindaron su apoyo en todo momento.
Así como a mis amigos, y mis demás familiares.
vi
AGRADECIMIENTOS
Agradezco a Dios, todopoderoso por iluminarme y guiarme en mi camino.
A la Escuela Nacional de Ciencias Forestales por contribuir con mi formación
profesional.
Muy especialmente a mis asesores y amigos el Ing. Joaquín Sánchez y al Lic.
Johnny Pérez. Por su amistad y valiosa ayuda en la revisión y accesoria de
este documento.
A la terna evaluadora, Ing. Fidel Alvarado, M.Sc. Luis Zepeda e Ing. Joaquín
Sánchez, que pusieron su mayor empeño para que esta investigación sea
presentada de la mejor forma.
Al Instituto Nacional de Conservación y Desarrollo Forestal, Áreas protegidas y
Vida Silvestre (ICF), por el apoyo profesional en la realización de este estudio.
A mi amigo y colega, el Das. Roger Emilio Claros, por el apoyo hasta el último
momento en la realización del estudio.
A mi amigo el Ingeniero Oscar Sánchez, por brindarme la oportunidad de
poder realizar esta investigación.
vii
Tabla de contenido RESUMEN ........................................................................................................................ iii
ABSTRACT ....................................................................................................................... iv
DEDICATORIA .................................................................................................................. v
AGRADECIMIENTOS ...................................................................................................... vi
Tablas de Cuadros ........................................................................................................ ix
Tablas de Ecuaciones ................................................................................................... x
Tablas de Figuras ........................................................................................................... x
Tabla de Anexos ......................................................................................................... xiii
CAPÍTULO 1 ..................................................................................................................... 1
1. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 1
2. ANTECEDENTES Y JUSTIFICACION .................................................................... 3
3. OBJETIVOS ................................................................................................................ 5
4. REVISION DE LITERATURA .................................................................................. 6
4.1 Antecedentes ................................................................................................... 6
4.2 Generalidades de la especie de Quercus sp.............................................. 7
4.2.1 Manejo en fincas ......................................................................................... 7
4.2.2 Usos del roble ............................................................................................. 8
4.2.3 Conservación .............................................................................................. 9
4.3 Conceptos de carbón vegetal ....................................................................... 9
4.3.1 Carboneo ................................................................................................... 10
4.3.2 El carbón vegetal y los países en desarrollo ............................................. 10
4.3.3 Energía forestal ......................................................................................... 11
4.3.4 Rentabilidad del carbón vegetal ............................................................... 12
4.3.5 Producción de carbón vegetal a nivel local .............................................. 12
4.3.6 Métodos tradicionales de carbonización................................................... 12
4.3.7 Fosas de tierra para fabricar carbón vegetal ............................................. 13
4.3.8 Elaboración tradicional de carbón vegetal................................................ 13
4.3.9 Materiales y equipo para la elaboración de los hornos ............................. 14
4.3.10 Proceso de armado del horno.................................................................... 14
4.3.11 Ramas ....................................................................................................... 14
4.4 Medición Forestal .......................................................................................... 15
4.4.1 Medición ................................................................................................... 15
4.4.2 Medición del diámetro .............................................................................. 15
4.4.3 Medición de alturas .................................................................................. 15
4.5 Medición de forma ......................................................................................... 16
4.5.1 Factor de forma ......................................................................................... 16
viii
4.5.2 Medición y cubicación de leña ................................................................. 16
4.6 Medición del volumen real en árboles con defecto ................................. 17
4.6.1 Trozas afectadas por el corazón podrido .................................................. 17
4.6.2 Criterio para medición de trozas largas .................................................... 18
4.6.3 Trozas muy torcidas.................................................................................. 18
4.7 Conceptos estadísticos ................................................................................ 18
4.7.1 Regresión .................................................................................................. 18
4.7.2 Ecuaciones utilizadas para regresiones..................................................... 18
4.8 Resultados de diferentes estudios ............................................................. 19
4.9 Tendencias ..................................................................................................... 19
4.10 Comentarios ............................................................................................... 20
CAPITULO 2 ................................................................................................................... 21
1. DEFINICION DEL PROBLEMA ............................................................................. 21
2. HIPOTESIS ............................................................................................................... 22
2.1 Hipótesis nula ................................................................................................ 22
2.2 Hipótesis alternativa ..................................................................................... 22
3. METODOLOGÍA ...................................................................................................... 22
3.1 Lugar de estudio ............................................................................................ 22
3.2 Condiciones edafoclimáticas ....................................................................... 23
3.3 Identificación de la especie en investigación ............................................ 23
3.4 Esquema del proceso de trabajo en el campo (Anexo 7) ....................... 24
3.4.1 Materiales y equipo utilizados para la toma de datos en el campo........... 29
3.5 Trabajo de campo ......................................................................................... 29
3.5.1 Identificación y ubicación de los planes de salvamento ........................... 29
3.5.2 Medición de los planes de salvamento ..................................................... 30
3.5.3 Selección y distribución de los árboles para la ecuación de volumen ...... 30
3.5.4 Selección de la muestra de árboles ........................................................... 31
3.5.5 Procedimiento para medición del árbol .................................................... 32
3.5.6 Método de carbonización.......................................................................... 34
3.5.7 Procedimiento para el armado de hornos ................................................. 34
3.6 Trabajo de oficina .......................................................................................... 35
3.6.1 Procesamiento de los datos ....................................................................... 35
3.6.2 Metodología para la elaboración de una ecuación que estimará la cantidad
de bolsas. ................................................................................................................ 36
3.6.3 Comparación de los modelos de las ecuaciones. ...................................... 37
3.6.4 Análisis de rendimiento del proceso de carbonización. ........................... 38
3.6.5 Costos de producción de carbón vegetal .................................................. 38
ix
3.6.6 Comentarios .............................................................................................. 40
CAPÍTULO 3 ................................................................................................................... 41
1. Resultados y Discusión .............................................................................................. 41
1.2 Estadística descriptiva de volumen por árbol (m3/árbol) obtenidos en la investigación. ............................................................................................................ 43
1.3 Factor de Conversión ................................................................................... 44
2. Selección de modelos para la estimación de la cantidad de carbón vegetal. ............. 44
2.1 Comparación de las ecuaciones obtenidas. ............................................. 54
3. Costos de producción de carbón vegetal ................................................................... 55
3.1 Gráfica de punto de equilibrio. .................................................................... 57
3.2 Comentarios ................................................................................................... 58
CAPÍTULO 4 ................................................................................................................... 59
1. Conclusiones .............................................................................................................. 59
2. Recomendaciones ...................................................................................................... 61
3. BIBLIOGRAFIA ....................................................................................................... 63
ANEXOS ........................................................................................................................... 73
Tablas de Cuadros
CUADRO 1. EJEMPLO DE ECUACIONES ..................................................................................................19
CUADRO 2. EQUIPO Y MATERIALES UTILIZADOS EN LA INVESTIGACIÓN. ...............................................29
CUADRO 3. DISTRIBUCIÓN DE FRECUENCIA DE DIÁMETROS. ...............................................................41
CUADRO 4. RESULTADO DEL PRE-MUESTREO. .....................................................................................43
CUADRO 5. RESULTADOS DEL ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LOS ÁRBOLES DEL PRE-MUESTREO. ...........43
CUADRO 6. ECUACIONES OBTENIDAS EN BASE AL DAP .......................................................................45
CUADRO 7. ECUACIONES OBTENIDAS EN BASE A LA ALTURA ................................................................46
CUADRO 8. ECUACIONES OBTENIDAS EN BASE AL ÁREA BASAL............................................................47
CUADRO 9. ECUACIONES OBTENIDAS EN BASE AL VOLUMEN ................................................................48
CUADRO 10. ECUACIONES OBTENIDAS EN BASE AL VOLUMEN FC .......................................................49
CUADRO 11. ECUACIONES OBTENIDAS EN BASE AL DAP*ALT ............................................................50
CUADRO 12. ECUACIONES OBTENIDAS EN BASE AL VOLUMEN REAL ...................................................51
CUADRO 13. MODELOS SELECCIONADOS .............................................................................................52
CUADRO 14. PRUEBA DE TUKEY ...........................................................................................................54
x
CUADRO 15. COSTOS DE PRODUCCIÓN DE BOLSAS DE CARBÓN VEGETAL EN BASE A COSTOS FIJOS Y
COSTOS VARIABLES ......................................................................................................................55
CUADRO 16. COSTOS DE PRODUCCIÓN DE CARBÓN VEGETAL .............................................................56
CUADRO 17. COSTOS DE PRODUCCIÓN ..............................................................................................100
CUADRO 18. ANÁLISIS DE COSTOS DE PRODUCCIÓN ..........................................................................101
CUADRO 19. ANÁLISIS DE PUNTO DE EQUILIBRIO OPERATIVO ............................................................103
Tablas de Ecuaciones
ECUACIÓN 1. CÁLCULO DEL FACTOR DE FORMA DEL FUSTE (FERREIRA, 2005). .................................16
ECUACIÓN 2. CÁLCULO DEL METRO ESTÉREO ......................................................................................17
ECUACIÓN 3. TAMAÑO DE MUESTRA (FREESE, 1970) .........................................................................31
ECUACIÓN 4. FÓRMULA DE SMALIAN PARA EL CÁLCULO DE VOLUMEN (M3) .........................................33
ECUACIÓN 5. ERROR DE MUESTREO ABSOLUTO ...................................................................................44
Tablas de Figuras
FIGURA 1. MESES DE FLORACIÓN Y FRUCTIFICACIÓN ............................................................................ 7
FIGURA 2. USO COMPARADO DE LEÑA Y CARBÓN. (BANCO MUNDIAL, 2000, CITADO POR LASTRA, 2001)
....................................................................................................................................................... 8
FIGURA 3. PRODUCCIÓN DE CARBÓN VEGETAL EN LOS AÑOS 2009-2010 (FAO, 2010). ..................11
FIGURA 4. COLOCADO DE LA MECHA .....................................................................................................26
FIGURA 5. HORNO CUBIERTO POR RAMAS FIGURA 6. HORNO CUBIERTO DE TIERRA ......................26
FIGURA 7. ENCENDIDO DE LA MECHA ....................................................................................................27
FIGURA 8. MONITOREO DEL HORNO ......................................................................................................27
FIGURA 9. APAGADO Y SELECCIÓN DE CARBÓN ....................................................................................28
FIGURA 10. PESADO DEL CARBÓN .........................................................................................................28
FIGURA 11. MEDICIÓN DE FUSTES Y RAMAS.........................................................................................33
FIGURA 12. DISTRIBUCIÓN DE DIÁMETROS A LA ALTURA DEL PECHO. ................................................42
FIGURA 13. COMPARACIÓN DE MODELOS PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN BASE
AL DAP. ........................................................................................................................................45
xi
FIGURA 14. COMPARACIÓN DE MODELOS PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN BASE A
LA ALTURA. ....................................................................................................................................46
FIGURA 15. COMPARACIÓN DE MODELOS PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN BASE
AL AB. ...........................................................................................................................................47
FIGURA 16. COMPARACIÓN DE MODELOS PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN BASE
AL VOLUMEN. ................................................................................................................................48
FIGURA 17. COMPARACIÓN DE MODELOS PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN BASE
AL VOLUMEN CON FC. ..................................................................................................................49
FIGURA 18. COMPARACIÓN DE MODELOS PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN BASE
AL DAP POR LA ALTURA. ..............................................................................................................50
FIGURA 19. COMPARACIÓN DE MODELOS PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN BASE
AL VOLUMEN REAL. .......................................................................................................................51
FIGURA 20. COMPARACIÓN DE ECUACIONES .......................................................................................53
FIGURA 21. PUNTO DE EQUILIBRIO OPERATIVO .....................................................................................57
FIGURA 22. METRO ESTÉREO. ...............................................................................................................75
FIGURA 23. MEDICIÓN DE DIÁMETRO PODRIDO Y SANO. .......................................................................76
FIGURA 24. PUNTOS DE CORTES CORRECTOS Y NO CORRECTOS EN LAS BIFURCACIONES. ................76
FIGURA 25. MEDICIÓN EN LAS BIFURCACIONES. ...................................................................................77
FIGURA 26. CROQUIS DE UN ÁRBOL. .....................................................................................................77
FIGURA 27. RODAL DE QUERCUS SEGOVIENSIS. ..................................................................................78
FIGURA 28. ÁRBOL CON PODREDUMBRE MEDULAR. .............................................................................78
FIGURA 29. IDENTIFICACIÓN Y MARCACIÓN DE LOS ÁRBOLES ..............................................................79
FIGURA 30. CUANTIFICACIÓN DASOMÉTRICA DE LOS ÁRBOLES ............................................................79
FIGURA 31. ARMADO DEL HORNO ..........................................................................................................80
FIGURA 32. DURANTE LA CARBONIZACIÓN ............................................................................................80
FIGURA 33. PESADO Y EMPACADO ........................................................................................................80
FIGURA 34. RELACIÓN DAP-BOLSAS DE CARBÓN ...............................................................................86
FIGURA 35. RELACIÓN ALTURA-BOLSAS DE CARBÓN ..........................................................................86
FIGURA 36. RELACIÓN ÁREA BASAL-BOLSAS DE CARBÓN ...................................................................87
FIGURA 37. RELACIÓN VOLUMEN-BOLSAS DE CARBÓN .......................................................................87
xii
FIGURA 38. RELACIÓN VOLUMEN FACTOR DE CONVERSIÓN-BOLSAS DE CARBÓN .............................88
FIGURA 39. MODELO GEOMÉTRICO MODIFICADO PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN
BASE AL DAP ................................................................................................................................89
FIGURA 40. MODELO RELACIÓN GOMPERTZ PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN
BASE AL DAP ................................................................................................................................89
FIGURA 41. MODELO LOGÍSTICO PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN BASE AL DAP
......................................................................................................................................................90
FIGURA 42. MODELO POTENCIAL PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN BASE A LA
ALTURA. .........................................................................................................................................90
FIGURA 43. MODELO GEOMÉTRICO MODIFICADO PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN
BASE A LA ALTURA. .......................................................................................................................91
FIGURA 44. MODELO POTENCIA MODIFICADO PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN
BASE A LA ALTURA. .......................................................................................................................91
FIGURA 45. MODELO LINEAL PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN BASE AL AB. ....92
FIGURA 46. MODELO POTENCIAL PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN BASE AL AB.92
FIGURA 47. MODELO HOERL PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN BASE AL AB. ...93
FIGURA 48. MODELO POLINOMIAL PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN BASE AL
VOLUMEN. .....................................................................................................................................93
FIGURA 49. MODELO ASOCIACIÓN EXPONENCIAL PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN
BASE AL VOLUMEN. .......................................................................................................................94
FIGURA 50. MODELO TASA DE CRECIMIENTO PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN
BASE AL VOLUMEN. .......................................................................................................................94
FIGURA 51. MODELO ASOCIACIÓN EXPONENCIAL PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN
BASE AL VOLUMEN CON FC. .........................................................................................................95
FIGURA 52. MODELO TASA DE CRECIMIENTO PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN
BASE AL VOLUMEN CON FC. .........................................................................................................95
FIGURA 53. MODELO CUADRÁTICO PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN BASE AL
VOLUMEN CON FC. .......................................................................................................................96
FIGURA 54. MODELO POTENCIAL PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN BASE AL
DAP*ALT. ....................................................................................................................................96
xiii
FIGURA 55. MODELO LINEAL PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN BASE AL DAP*ALT.
......................................................................................................................................................97
FIGURA 56. MODELO DE HOERL PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN BASE AL
DAP*ALT. ....................................................................................................................................97
FIGURA 57. MODELO POLINOMIAL DE TERCER GRADO PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON
CARBÓN EN BASE AL VOLUMEN REAL. ..........................................................................................98
FIGURA 58. MODELO SINUSOIDAL PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN BASE AL
VOLUMEN REAL. ............................................................................................................................98
FIGURA 59. MODELO RACIONAL PARA LA ESTIMACIÓN DE LAS BOLSAS CON CARBÓN EN BASE AL
VOLUMEN REAL. ............................................................................................................................99
Tabla de Anexos
ANEXO 1. MAPA DE SUELOS, YORO ......................................................................................................73
ANEXO 2. MAPA DE LAS ALDEAS DE YORO Y JOCÓN. ...........................................................................74
ANEXO 3. MAPA DEL PLAN DE SALVAMENTO EN EL SITIO DE EL PARAÍSO, JOCÓN, HONDURAS. .........74
ANEXO 4. MAPA DEL PLAN DE SALVAMENTO EN EL SITIO DE LAMEMANOS, YORO, HONDURAS. .........75
ANEXO 5. MÉTODO DE MEDICIÓN DEL VOLUMEN DEL ÁRBOL, APLICANDO EL METRO ESTÉREO. ........75
ANEXO 6. MÉTODO DE MEDICIÓN DEL VOLUMEN DEL ÁRBOL (SMALIAN) ..............................................76
ANEXO 7. ESQUEMA DEL PROCESO DEL TRABAJO DE CAMPO ..............................................................78
ANEXO 8. FORMULARIOS UTILIZADOS PARA EL TRABAJO DE CAMPO ....................................................81
ANEXO 9. GRÁFICA DE DISPERSIÓN DE DATOS .....................................................................................86
ANEXO 10. MODELOS OBTENIDOS POR CURVEXEXPERT 1.4 ...............................................................89
ANEXO 11. RESULTADOS DE LOS COSTOS DE PRODUCCIÓN ..............................................................100
1
CAPÍTULO 1
1. INTRODUCCIÓN
América Latina y el Caribe se encuentran dentro del mercado de producción de
carbón vegetal, siendo que la cantidad que se consume es “similar a la
cantidad de los volúmenes producido” (FAO, 2006), haciendo uso de la materia
prima proveniente de bosque latifoliado, principalmente.
Según AFE-COHDEFOR (2005), ha estudiado que alrededor del 29% de los
bosques latifoliados en Honduras desaparecen a causa del cambio de uso de
la tierra (agricultura y ganadería), la cual sigue aumentando inexorablemente.
Otro factor que hace que los bosques naturales, especialmente los latifoliados,
sean objeto de transformación es la escasa densidad de especies
consideradas actualmente como comerciales desde el punto de vista de la
madera (Gutiérrez, 2009). Sin embargo, Gray (1987), menciona que la leña,
postes y productos como el carbón vegetal, son parte de un gran abanico de
variedades de los productos forestales secundarios que obtenemos del bosque,
siendo así la leña y el carbón vegetal uno de los “cultivos comerciales”
(Ángelsen et al. 2010) más utilizados en las comunidades de Yoro, donde el
uso del Quercus segoviensis es debido a que “la calidad de las trozas para
aserradero es por lo general baja” (FAO, 1983), viéndose así como un
complemento económico para sus hogares, existiendo siempre la armonía
entre el bosque y las personas, ya que los árboles de Quercus segoviensis
presentan podredumbre medular, o se han caído por factores naturales (viento)
así como árboles muertos en pie y sobre maduros son destinados a la
2
producción de carbón vegetal, dando la oportunidad a los mejores árboles de
rebrotar.
Las comunidades de árboles con defectos de Quercus segoviensis en la región
de Yoro se han destinado a la producción de carbón vegetal y leña, conocidos
como dendrocombustibles, “que cubren un amplio espectro de usos y usuarios,
que van desde cocinas domésticas hasta la cogeneración de energía eléctrica”
(Cuevas, R., Masera, O. y Díaz, R. 2004), convirtiéndose esto en una actividad
competente. Pero “la falta de políticas forestales que permita a los propietarios
verlo como una alternativa económica rentable” (Gutiérrez, 2009), ha llevado a
la creación de una ecuación local que permitirá controlar el aprovechamiento
de estos árboles de Quercus segoviensis, mediante la cual se estimará la
cantidad de carbón que se obtendrá de dicha especie, ya que es de mucho
interés tanto como para el que vende, compra y especialmente para las
autoridades locales, que harán un control apropiado del aprovechamiento,
llenando con ello un vacío técnico existente hasta la fecha y que causaba
severos tropiezos entre los productores de carbón vegetal de roble y la
administración forestal del Estado, en esta región de Honduras.
3
2. ANTECEDENTES Y JUSTIFICACION
Actualmente existe gran preocupación en la Región Forestal de Yoro,
Honduras por la inadecuada utilización de los árboles muertos, caídos y
sobremaduros de Quercus segoviensis (Roble amarillo), ya que varios
productores de carbón vegetal realizan numerosas carbonizaciones que
causan un mal manejo del recurso bosque, debido a la falta de un mejor
aprovechamiento de los árboles, al método de carbonización y a la escasa
información e investigación acerca del rendimiento del roble en la obtención de
este producto secundario utilizando la técnica tradicional de “tanque al aire
libre”.
En el año 1990, se realizó un estudio por la Corporación Hondureña de
Desarrollo Forestal (COHDEFOR), que demostró que de “7.9 m3 de madera se
obtiene una tonelada de carbón vegetal” (COHDEFOR, 1990), sin el
conocimiento de la especie ni el tipo de horno. Mientras tanto Sánchez (2011) 1,
aclara que en el país existe un estudio que estima la cantidad de carbón
vegetal mediante una relación en la cual define que de 1 m3 de madera de
Pinus oocarpa se obtienen 3.7 quintales de carbón (no existe literatura, este
estudio no se redactó), y este rendimiento se utiliza en el Instituto Nacional de
Conservación Forestal, Áreas Protegidas y Vida Silvestre (ICF), dentro del
departamento de Manejo Forestal para el control de los planes de salvamento
con fines de producción de carbón vegetal de roble.
1Sánchez, O. 2011. Producción de Carbón Vegetal (entrevista). Yoro,
Honduras, Instituto Nacional de Conservación Forestal, Áreas Protegidas
y Vida Silvestre, Yoro Honduras (E-mail: [email protected]).
4
La obtención de carbón de roble se ha practicado desde hace mucho tiempo
por parte de los productores, lo cual los ha llevado a tener mayor experiencia y
por consiguiente una mayor producción, como resultado esto ha provocado una
dificultad legal que ha traído como consecuencia la explotación irracional de los
bosques de esta especie, siendo consecuencia de la utilización de una fórmula
que no es la más adecuada para calcular el rendimiento, permitiendo a los
productores vender la cantidad estimada, y la otra cantidad subestimada se
considera como ilegal.
En este sentido, el propósito de esta investigación es desarrollar un modelo
matemático que sirva al ICF para estimar de manera más precisa la producción
de carbón vegetal de los árboles de roble, para efectos de control y así motivar
a un manejo más adecuado y sostenible de la especie.
5
3. OBJETIVOS
3.1 Objetivo general
Desarrollar un modelo matemático que estime la cantidad de carbón vegetal
que se obtiene durante el proceso de carbonización de Quercus segoviensis
aplicando el método tradicional denominado “Tanque al aire libre” en los
municipios de Jocón y Yoro, Departamento de Yoro, Honduras, para un mejor
control legal en la producción de carbón vegetal.
3.2 Objetivos específicos
3.2.1 Determinar un modelo matemático para la estimación de la cantidad de
carbón vegetal de Quercus segoviensis, obtenido por el método
tradicional de carbonización de “Tanque al aire libre”.
3.2.2 Realizar un análisis de costo y rendimiento de producción del proceso de
carbonización mediante el método tradicional “Tanque al aire libre”.
3.2.3 Comparar la estimación de la cantidad de carbón vegetal del modelo
obtenido contra la valorada por el Instituto Nacional de Conservación y
Desarrollo Forestal, Áreas Protegidas y Vida Silvestre (ICF), Regional de
Yoro.
6
4. REVISION DE LITERATURA
4.1 Antecedentes
En el año 1999 se realizó un estudio de tesis de grado, donde se presentan:
Tablas de volumen comercial, que fueron calculadas haciendo uso de datos de
altura de fuste y diámetro de 105 árboles de Quercus peduncularis Née, que se
localizan en tres sitios en los Departamentos de Chiquimula y Zacapa, al
oriente de Guatemala (Melgar, 1999).
En el año 1990 la Corporación Hondureña de Desarrollo Forestal
(COHDEFOR) realizó un estudio de la estadística en las producciones
forestales y diversos mercados, de los cuales estimó el rendimiento de
producción de carbón vegetal, donde establece que para 7.9 m3 de madera se
obtiene una tonelada de carbón vegetal. Este estudio no indica donde fue
realizado, con que especie forestal y mediante qué método de carbonización se
determinó esta relación (COHDEFOR, 1990).
Alzuru A. (2005), realizó un estudio en el Municipio de las Torres, Estado de
Lara, Venezuela, en la cual se efectuó un análisis socioeconómico con varias
empresas productoras de carbón vegetal mediante técnicas tradicionales
utilizando diferentes especies que sobresalen en el sitio (mencionadas a nivel
de nombre común), usando el método de carbonización de “parados” (forma
circular), donde el tamaño depende de la cantidad de leña disponible, ya que
esta le da la forma. El resultado obtenido de esta investigación fue la de una
relación del volumen estimado que existe en el horno y el rendimiento obtenido
por cada horno (no presenta datos).
7
4.2 Generalidades de la especie de Quercus sp.
El Quercus es un género que tiene una gran complejidad para su identificación
(Pérez, 1982), por lo que la especie aquí tratada será sometida a estudio y
evaluación para poder identificarla, su epíteto específico ha sido difícil de
comprobar, ya que los árboles presentaron flores y frutos en esos meses
(figura 1). Un estudio elaborado por SIGMA (2008), menciona que en Yoro
podemos encontrar Roble (Quercus peduncularis), liquidámbar, encinos
(Quercus oleoiodes) y coníferas dentro de la categoría de bosques mixtos.
Figura 1. Meses de floración y fructificación
4.2.1 Manejo en fincas
Según Cordero y Bashier (2003), los árboles de Quercus sp. son aprovechados
directamente del bosque natural, respetando algunos árboles para la
regeneración natural. En los bosques de Yoro se puede ver que el porcentaje
de regeneración de esta especie es muy alta, además menciona ICF (2010) la
ley 3x1 (resolución MO-069-2010), que establece que por cada árbol en pie
cortado se deben plantar tres.
8
4.2.2 Usos del roble
“En Centroamérica los usos principales del roble también son para producción
de leña y carbón. Sin embargo en algunos países como Costa Rica se está
usando a nivel semi comercial produciendo componentes para barriles de vino
para exportación a España; en Nicaragua sus pobladores consideran la madera
“para toda la vida”, los barcos hechos de roble duran más de 50 años. En
Honduras se utiliza para leña, postes, madera aserrada y sombra para el
ganado” (FAO, s.f., Citado por Doblado, 2006).
El principal uso de todos los robles es para la producción de carbón y la
producción de leña, en particular son una de las principales fuentes de energía
doméstica de muchos de los países de Centro América, debido a su poder
calorífico y a la duración de sus brasas. “Además de ser utilizada para el uso
doméstico el roble se utiliza en la construcción de durmientes de ferrocarril,
barcos, acabados de interiores, pisos y todo tipo de muebles de calidad, esto
debido a su fuerza, durabilidad y belleza” (Cordero, J y Bashier, D. 2003).
Figura 2. Uso comparado de leña y carbón. (Banco Mundial, 2000, citado por
Lastra, 2001)
9
“Las bellotas (semillas del roble) son comestibles, algunas más amargas que
otras, habitualmente sirven de alimento para el ganado pero son más
apetecidas por los cerdos. En España la carne de cerdos alimentados
únicamente con bellotas de especies de Roble, es la más apetecida por su
inigualable sabor, lo cual es muy importante porque llega a alcanzar altísimos
precios en jamón y embutidos” (Cordero y Bashier, 2003).
“En el valle de Comayagua, Honduras, se utilizan los robles para leña, postes,
madera aserrada y sombra para el ganado”. (Cordero y Bashier, 2003, citado
por Hernández, 2005).
4.2.3 Conservación
“Estas especies de Quercus spp. no son aptas para plantaciones debido a su
lento crecimiento, sin embargo su regeneración natural es muy alta, y esto da
una condición que permite un aprovechamiento periódico para fines
energéticos, gracias a su alta capacidad de rebrote” (Cordero y Bashier, 2003)
4.3 Conceptos de carbón vegetal
El carbón vegetal es el producto del proceso de la carbonización, la cual
consiste en la “quema controlada de la madera” a fin de evitar su combustión
completa (OIT, 1986, citado por Alzuru, 2005).
“El carbón vegetal es el producto de la combustión incompleta de la madera. El
carbón vegetal tiene mayor contenido en carbono que la madera y al ser inerte
no se altera fácilmente en condiciones atmosféricas normales ni es atacado por
hongos o insectos” (Kollmann, 1959, Citado por Martín, 2008).
“Carbón vegetal es el residuo sólido poroso que queda después de la
combustión, en condiciones controladas, en un espacio cerrado, como es el
10
horno de carbón. El control se hace sobre la entrada del aire, durante el
proceso de pirólisis o de carbonización, para que la madera no se queme y se
convierta simplemente en cenizas, como sucede en un fuego convencional,
sino que se descomponga químicamente para formar el carbón vegetal” (FAO,
1983, citado por Sorto, 2009).
4.3.1 Carboneo
“El carboneo consiste en la producción de carbón vegetal a partir de leñas,
para ello se apila la leña y se cubre con tierra, o arcilla, para después quemarla
en una combustión incompleta, controlada por el hombre, de modo que se
convierta en carbón vegetal” (Lastra, 2001).
4.3.2 El carbón vegetal y los países en desarrollo
“La leña es la materia energética leñosa predominante en las zonas rurales de
la mayor parte de los países en desarrollo, mientras que el carbón vegetal
sigue siendo una fuente de energía importante para muchos hogares urbanos
en África, Asia y América Latina. Los países en desarrollo representan casi el
90 por ciento del consumo mundial de combustibles leñosos (leña y carbón
vegetal), siendo la madera aún la fuente principal de energía para la cocción de
los alimentos y la calefacción en los países en desarrollo” (Broadhead, Bahdon
y Whiteman, 2001, citado por FAO, 2008).
11
Figura 3. Producción de Carbón Vegetal en los años 2009-2010 (FAO, 2010).
4.3.3 Energía forestal
“Hasta 2005, la producción de energía total a partir de biomasa aumentó a un
ritmo relativamente lento, menos del 1 % anual. La mayor parte del incremento
de la producción tuvo lugar en países en desarrollo, donde la madera continúa
siendo una fuente principal de energía” (FAO, 2009).
“La madera en rollo empleada en la producción de energía es comparable en
cantidad a la madera en rollo industrial. La producción de energía a partir de la
madera incluye la calefacción y las cocinas tradicionales en las que se utilizan
leña y carbón vegetal, la producción de calor y electricidad en la industria
forestal” (FAO, 2009).
020406080
100120140160
1,0
00
to
n/a
ño
Pais
Producción de Carbón Vegetal
Carbón Vegetal 2009
Carbón Vegetal 2010
12
4.3.4 Rentabilidad del carbón vegetal
“Honduras es un país altamente forestal en el cual la mayor parte de la
población del área rural utiliza la leña como única fuente de energía para
consumo doméstico. Es necesario enfatizarles a las personas que existe una
escasez de leña y graves problemas de deforestación en el país. El uso de
carbón se presenta como una alternativa viable, que ha sido utilizada como
combustible para cocinar durante muchos años, la ausencia de humo y peso
ligero se reconocen como sus mayores características” (Padilla F. 2002).
4.3.5 Producción de carbón vegetal a nivel local
De acuerdo con ICF (2008), en todo el territorio nacional solo se han
identificado dos grupos campesinos que se han inscrito en el sistema social
forestal que se dedican a la producción de carbón, ubicados en la regional de
Yoro.
Durante la investigación se ha logrado entender que estos campesinos se han
retirado debido a problemas interpersonales dentro de su empresa.
4.3.6 Métodos tradicionales de carbonización
Alzuru A. (2005), define producción artesanal de carbón, como la producción
totalmente manual siendo de forma individual o familiar en la que se lleva a
cabo la obtención del carbón vegetal, utilizando materiales locales (hojas, leña,
tierra, otros) para la construcción de hornos.
13
4.3.7 Fosas de tierra para fabricar carbón vegetal
“La utilización de la tierra como escudo contra el oxígeno y para aislar la
madera que se carboniza contra una pérdida excesiva de calor, es el sistema
más antiguo de carbonizar y con seguridad se remonta al amanecer de la
historia. Aún en la actualidad se usa para hacer quizás más carbón vegetal que
por cualquier otro método. Merece por lo tanto un estudio atento, para
descubrir sus ventajas e inconvenientes. Retiene obviamente su lugar por su
bajo costo. Donde sea que los árboles crecen hay tierra, y es natural que el ser
humano se ha orientado a este material barato e incombustible, como material
aislante para encerrar la madera mientras se carboniza” (FAO, 1983).
4.3.8 Elaboración tradicional de carbón vegetal
Según Alzuru A. (2005), el proceso de carbonización presenta los siguientes
pasos:
Picar la leña: Cortar los árboles o recoger la leña y picarla al tamaño
adecuado.
Cargar la leña: Trasladar la leña hasta el lugar donde se armará el horno.
Armar el horno: Preparar el horno para la quema con la leña apropiada.
Recoger materiales: Buscar hojas, paja o papel para el manto.
Taparlo: Cubrir el horno con los materiales disponibles.
Prenderlo: Iniciar la candela para que comience la carbonización.
Cuidarlo: Estar pendiente del horno a fin de llevar el proceso a feliz término.
Destaparlo-Puyarlo: Terminada la carbonización, se procede a sacar el carbón.
Ensacarlo: Meter el carbón en sacos para llevarlo al mercado.
Venderlo: Negociación del carbón con el comprador.
14
4.3.9 Materiales y equipo para la elaboración de los hornos
Las herramientas necesarias son muy simples (Alzuru A. 2005):
Hacha, machete, pico, pala y rastrillo.
4.3.10 Proceso de armado del horno
Alzuru A. (2005), establece que la técnica utilizada para armar el horno es la
siguiente:
Primero se limpia bien el terreno donde se va a armar el horno.
Se para un palo grueso en el centro.
Se recuestan por todo su alrededor palos cortos.
Se van recostando palos cada vez más largos en la misma forma circular hasta
que se completa el trabajo.
Se tapa con paja, hojas y otros, lo cual impide que la tierra caiga directamente
sobre la leña.
Se cubre con tierra toda la superficie.
Se prende la mecha y comienza la carbonización.
A partir de este momento se mantiene el horno vigilado.
4.3.11 Ramas
Según Philip M. (1994), la madera de las ramas es utilizada para hacer carbón,
pulpa, artículos domésticos como escobas y batidores de fuego y como
combustible.
15
4.4 Medición Forestal
4.4.1 Medición
Según Husch, B., Miller, C. y Beers Thomas (1982), la medición es uno de los
requisitos básicos en la extensión del conocimiento. La adquisición y
acumulación sistemática de observaciones de objetos concretos y de los
fenómenos naturales son parte de los conocimientos humanos.
4.4.2 Medición del diámetro
“La medición del diámetro es una medición directa y está normalizada su
ubicación a 1.3 metros sobre el nivel del suelo y se llama DAP o Diámetro a la
Altura del Pecho, también se le llama Diámetro Normal (DN)” (Ferreira, 2005).
Según Ferreira (2005), la forcípula, cinta diamétrica, vara Biltmore, entre otros,
son instrumentos más usados para las mediciones de diámetros de árboles en
pie. El instrumento con mayor precisión sobre la forcípula es la cinta diamétrica.
4.4.3 Medición de alturas
“Los instrumentos utilizados para medir altura son de tipo óptico, ya que
generalmente no se puede emplear instrumentos de medición directa y se
basan en la medición de dos ángulos, uno al ápice y otro a la base del árbol
desde una distancia conocida” (Zamora, 2005).
Según Ferreira (2005), la medición de altura es la más importante en árboles
en pie, después del DAP, ya que estas se utilizan en regresiones estadísticas
que son relacionadas con otras variables del árbol. Los instrumentos más
usados para medir altura son: Suunto, BlumeLeiss, Haga, Haglof, JAL,
Relascopio de Bitterlich, Nivel Abney, Planchetas y otros (Ferreira, 2005).
16
4.5 Medición de forma
4.5.1 Factor de forma
Según Beers, Husch y Kershaw (2003), el factor de forma es una relación entre
volumen del árbol y el área transversal del fuste al DAP multiplicado por la
altura.
“Para conocer el factor de forma del fuste se necesita cubicar el árbol mediante
la medición de una serie de diámetros superiores cada 2-4 metros, esto
significa voltear el árbol o usar un telerelascopio, cualquiera de las modalidades
que se use es poco práctico pues tiene un costo alto” (Ferreira, 2005).
Ecuación 1. Cálculo del factor de forma del fuste (Ferreira, 2005).
F= (VR/VC)
Dónde:
VR=Volumen Real del Árbol VC= Volumen del Cilindro
VR=0.7854 x d2 x L
VC=0.7854 x DAP2 x L L= Largo d= diámetro superior
DAP= Diámetro a la Altura del Pecho
4.5.2 Medición y cubicación de leña
Algunas medidas tradicionales para medir volumen podemos mencionar:
Carreta, marca, cuerda, manojo de leña, etc., y la unidad básica más conocida
es el metro cúbico (González, Y. y Cruz, M. 2004).
Según FAO (1980), el volumen que se obtiene se expresa en estéreos (figura
22), con un decimal. “Un estéreo es el volumen ocupado por piezas de madera
de un metro de largo apiladas sobre un metro de ancho y un metro de alto”.
17
Ecuación 2. Cálculo del metro estéreo
V=L x A x H x P
Dónde:
V=Volumen en metros cúbicos
L=Largo
A=Ancho
H=Altura
P=Coeficiente de apilamiento
P=Volumen real de leña/(1 m3)
4.6 Medición del volumen real en árboles con defecto
4.6.1 Trozas afectadas por el corazón podrido
En el caso de que la pudrición o hueco, cruce la longitud total de la troza, la
medición del diámetro se realizará en los dos extremos, promediándose en
cruz, sacándose independientemente el diámetro mayor y menor sano y
diámetro mayor y menor del hueco o podrido (Figura 23).
El otro caso que se puede dar es cuando la pudrición no cruza completamente
la longitud de la troza, se realiza el mismo procedimiento que el anterior, con la
diferencia de que el diámetro considerado podrido solamente se mide en un
extremo, considerándose el largo afectado que será de utilidad a la hora de la
cubicación (CONAP, 2004).
18
4.6.2 Criterio para medición de trozas largas
4.6.3 Trozas muy torcidas
En caso de encontrar una troza con curvatura en una dirección será
considerada recta si el desvío máximo en línea recta juntando los terminales de
la troza, cumple con las medidas mínimas de comercialización (CONAP, 2004).
4.7 Conceptos estadísticos
4.7.1 Regresión
“El ingeniero forestal desea a menudo determinar la ecuación que mejor se
ajuste, a fin de expresar la relación entre los valores de las variables, para la
cual cuenta inicialmente con diversas relaciones llamadas ecuaciones de
predicción” (Vega, V.F.R. De la, Ramirez Maldonado, H., Treveño García, J.L.,
1994).
González C. et al. (2006), define regresión “Como la teoría que trata de
expresar mediante una función matemática que existe entre una variable
dependiente y una (regresión simple) o varias (regresión Múltiple) variables
independientes”.
“La obtención de esta función permite predecir cuál será el valor de la variable
dependiente en función del valor que tome la variable o variables
independientes” (González C. et al, 2006).
4.7.2 Ecuaciones utilizadas para regresiones
“Las siguientes ecuaciones son las más usadas, sin embargo se puede usar
otros modelos para cualquiera de las relaciones” (Ferreira, 2005):
19
Cuadro 1. Ejemplo de ecuaciones
H=Altura DAP=Diámetro a la altura del pecho
Ln=Logaritmo natural en base e INC=Incremento diametral
4.8 Resultados de diferentes estudios
Según Melgar W. (1999) al realizar estudios para la predicción del volumen y
de biomasa para el Quercus peduncularis Née, la ecuación que mejor se ajustó
fue la ecuación logarítmica, ya que presentó buenos índices de exactitud y una
mejor distribución de los valores residuales.
Los rendimientos de leña respecto al carbón están entre 2 y 4 a 1. Es decir, se
requieren entre 2 a 4 kilos de leña para obtener un kilo de carbón (Alzuru,
2005).
4.9 Tendencias
Según la FAO (1983), “Una buena práctica refleja rendimientos de una
tonelada de carbón vegetal a partir de 4 toneladas de leña seca al aire, pero es
más común el rendimiento de una tonelada por 6 de leña”.
20
Con el estudio de esta investigación podremos lograr estimar un rendimiento el
cual puede ser comparado mediante lo establecido por la FAO, si esta técnica
es económicamente rentable.
Según Caillez, 1980 (citado por Segura M. y Venegas G., 1999) sugiere que en
la construcción de tablas para rodales coetáneos y homogéneos se puede
incluir entre 80 y 150 árboles para ecuaciones de dos variables independientes.
4.10 Comentarios
A pesar que no existen estudios de rendimiento con especies de robles, con lo
que respecta a la producción de carbón vegetal, será de gran importancia para
comparar el rendimiento con métodos tradicionales versus los métodos
mejorados de carbonización. Pudiendo también analizar que el periodo de
floración y fructificación no afectará el futuro del bosque debido a las
características que tienen estos árboles, llevándose a una tendencia de
eliminar árboles con defectos y que no fructifican, siendo así que las personas
que manejan fincas con roble sepan utilizarla de forma sostenible, recordando
el alto grado de regeneración que tienen los robles, permitirán realizar un
mejoramiento genético.
El mejorar la calidad genética permitirá que la madera de roble sea utilizada
para realizar otras actividades distintas a las de producción de carbón vegetal,
como por ejemplos muebles, sillas, artesanías y diferentes acabados, que
mejoraran aún más la economía de las personas y mantendrán la
sostenibilidad del bosque.
El uso del metro estéreo, no fue necesario aplicarlo a esta investigación debido
a que ha sido más preciso y fácil determinar el volumen de las ramas con la
fórmula de Smalian.
21
CAPITULO 2
1. DEFINICION DEL PROBLEMA
El predecir de una forma precisa la producción de carbón y el rendimiento en
libras de carbón por metro cúbico ha sido un problema que ha llevado a la
ilegalidad en el uso y aprovechamiento de bosques naturales, siendo una
incógnita tanto para el productor como para el propietario del bosque, así como
las autoridades encargadas del manejo, supervisión y control de los recursos
naturales.
Localmente se realizan muchos planes de salvamento, los cuales son legales,
las supervisiones de campo por parte de las autoridades han resultado inútiles,
ya que, al momento de convertir el Roble en carbón vegetal, se ha sospechado
de que pudo haberse cortado otros árboles que no se encuentran dentro del
mencionado plan para producir más carbón, aunque esto también puede
resultar lo contrario, lo cual genera un total descontrol.
La mayoría de los bosques de roble son utilizados para la producción de
carbón, lo que significa que debe llevarse un control del mismo. Para controlar
de una forma correcta los bosques de roble es necesario responder las
siguientes preguntas: ¿Cuántos árboles hay autorizados para el
aprovechamiento?, ¿Cuánto es el porcentaje de defectos de la madera?,
¿Cuántas libras de carbón se producirán al final del proceso de carbonización?
Debido a que actualmente no existen estudios de rendimientos para bosques
de Quercus segoviensis, este estudio responderá algunas de estas
interrogantes, mediante una ecuación que posteriormente será aplicable por el
ICF de la Región Forestal de Yoro, Honduras.
22
2. HIPOTESIS
2.1 Hipótesis nula
No se puede desarrollar un modelo matemático que estime la cantidad de
carbón vegetal que se obtiene a partir de las mediciones, hechas a árboles
sobre maduros, muertos y caídos de Quercus segoviensis Née en los
municipios de Yoro y Jocón.
2.2 Hipótesis alternativa
Se puede desarrollar un modelo matemático que estime la cantidad de carbón
vegetal que se obtiene a partir de las mediciones, hechas a árboles sobre
maduros, muertos y caídos de Quercus segoviensis Née en los municipios de
Yoro y Jocón.
3. METODOLOGÍA
En la metodología de campo se consideraron parámetros de medición tales
como:
Objeto de estudio: El árbol de Quercus segoviensis
Parte del objeto que radica el interés: No se involucró el tocón, se consideró la
copa, las ramas inferiores y el tronco o fuste.
Para la ecuación final se consideró el DAP (cm), a 1.3 m de altura del suelo, y
la altura total (m).
3.1 Lugar de estudio
El estudio se realizó en dos áreas (Jocón y Yoro) que están ubicados en
diferentes municipios en el Departamento de Yoro (Anexo 2), para lo cual se
habló con los propietarios para poder tener acceso a esos árboles. Existiendo
23
en estos sitios diferentes especies de árboles tales como el Pinus oocarpa,
Pinus maximinoii, Quercus oleoide entre otras.
3.2 Condiciones edafoclimáticas
El primer sitio ubicado en la aldea de Locomapa, Yoro, son suelos Jacaleapa
(SIGMA, 2008), ya que presentan un buen drenaje y son poco profundos,
siendo suelos superficiales, franco arenoso muy fino a franco arenoso friable
(Anexo 1), estos suelos están cubiertos de pino, robles de montaña y
liquidámbar.
Para el segundo sitio El Paraiso (entre Jocón y Yoro), se ha identificado el tipo
de suelo conocido como Danlí, no se da descripción del mismo ya que no es
muy representativa en los suelos de Yoro (SIGMA, 2008).
La temperatura promedio anual de estos sitios es de 25 °C, con pendientes de
58 %, estimándose una precipitación promedio anual de 1216.47 mm al año,
con máxima precipitación en el mes de octubre y la mínima en febrero y marzo,
la humedad relativa promedio es de 76%. (Departamento de Servicios
Hidrológicos y Climatológicos, 2008, citado por SIGMA, 2008).
3.3 Identificación de la especie en investigación
Para sustentar la investigación se realizó un recorrido de campo en el mes de
julio, en el cual se le tomó fotos al árbol en pie y vivo, a la parte del tronco,
ramas, hojas y corteza, además se tomaron algunas muestras del árbol (hojas),
las cuales no presentaban flores ni fruto.
Las muestras fueron llevadas al herbario de la Escuela Nacional de Ciencias
Forestales, (ESNACIFOR), la cual se comparó con otras muestras existentes
en el herbario, mostrando las características fisionómicas del árbol, tales como
24
el color amarillo de la corteza (imágenes que se le presentaron del tronco),
hojas y las condiciones climáticas que se encuentra, el Taxónomo José
Linares2 afirma que es una especie de Quercus segoviensis.
Siendo el Quercus segoviensis un árbol mediano, de hasta 18 m de alto y hasta
0.75 m de DAP, las hojas son siempre verdes, alternas, casi siempre con
pecíolo, gruesos y coriáceas, de 6-16 cm. de largo. La base de la hoja se
estrecha mucho y son marcadamente cordadas. Los márgenes son ondulados.
El fruto es una bellota anual, que aparece solitaria o en grupos y viene envuelta
en una copa que puede envolver la bellota entera o tan solo una parte, y crece
en elevaciones de “700-1800 msnm” (Cordero y Bashier, 2003).
3.4 Esquema del proceso de trabajo en el campo (Anexo 7)
Previo a iniciar las actividades de campo, se hizo los debidos trámites ante el
ICF:
Consistió en una reunión con el jefe de la regional de Yoro, en la cual se dejó
claro el objetivo de la investigación, y se llegó al acuerdo de que los planes de
salvamento para el estudio deberían estar ya aprobados.
Identificación y marcación de los árboles con las características adecuadas
para ser procesados en carbón vegetal:
Lo cual se llevó a cabo siguiendo la resolución MP-026-2008, en donde para la
evaluación de los árboles se hizo una revisión minuciosa de los mismos, para
detectar daños por podredumbre medular, muerte total y parcial en pie, por
2Linares, J. 2011. Identificación de la especie de Quercus sp. (entrevista). Tegucigalpa,
Honduras (E-mail:[email protected]).
25
sobre madurez y árboles derribados por factores naturales, especialmente por
el viento.
Cuantificación dasométrica de los árboles para estimar su rendimiento
(Fórmula del ICF, volumen estimado del árbol por 0.5):
Consistió en realizar las mediciones de los árboles que cuentan con las
características aclaradas en la resolución MP-026-2008. La medición se hizo
con cinta diamétrica para medir el DAP, y un hipsómetro para medir la altura.
Preparación de la materia prima:
Se derribaron, seccionaron los árboles y se preparó la leña que fue
carbonizada posteriormente. Todo esto se hizo utilizando motosierras y
machetes. Para llevarlo a cabo en el campo tomándose en cuenta la
experiencia de los productores, y la supervisión por parte del ICF, investigador
y asesores.
Inicio del proceso:
Este consistió en las actividades posteriores del derribo y seccionamiento de
los árboles (preparación de la materia prima), siendo exactamente la técnica
utilizada para armar el horno.
Diseño de la mecha para encender la carbonera una vez construido el tanque
(Figura 4):
Consistió en colocar un palo en la parte inferior del tanque, el cual servirá para
iniciar la carbonización, este se colocó después de la limpieza del terreno
donde se armó el horno.
26
Figura 4. Colocado de la mecha
Cubrir la carbonera con tierra y acículas u hojas, previo a encenderlas:
Una vez armado el tanque y cubierto totalmente con las ramas y partes
pequeñas del árbol (Figura 5), se cubrió con tierra, acículas u hojas en toda la
superficie. La tierra y las hojas sirven de protección del aire, para que no se
convierta en ceniza la madera (Figura 6).
Figura 5. Horno cubierto por ramas Figura 6. Horno cubierto de tierra
Encendido de la carbonera a través de la mecha (Figura 7):
El encendido de la mecha es el inicio del proceso de carbonización, a partir de
este momento se debe hacer una supervisión durante el proceso de quemado.
27
Figura 7. Encendido de la mecha
Monitoreo durante el proceso de quemado (Figura 8):
Desde el momento del encendido de la mecha hasta el apagado, se hizo un
monitoreo constante del proceso del quemado, que tiene una duración de
aproximadamente tres días.
Figura 8. Monitoreo del horno
28
Proceso de apagado y selección de carbón (Figura 9):
Después de tres días la carbonización finaliza con el apagado del tanque,
seleccionando piezas de carbón, para evitar colectar tierra o terrones que
quedan después del carbonizado.
Figura 9. Apagado y selección de carbón
Pesado y empaque (cuantificación):
Haciendo uso de una balanza (Figura 10) se pesó el carbón colocando en cada
bolsa una cantidad de diez y nueve libras y media (19.5), empacándose en
bolsas de papel para cemento, que son las más usadas en estos casos, para
ser llevados al mercado (Yoro y San Pedro Sula).
Figura 10. Pesado del carbón
29
3.4.1 Materiales y equipo utilizados para la toma de datos en el campo
Cuadro 2. Equipo y materiales utilizados en la investigación.
Cinta diamétrica Vehículo con tracción 4x4
Hipsómetro Cámara digital
Sistema de Posicionamiento Global (GPS) Motosierras
Hojas Cartográficas Pintura
Azadones Machetes
Fósforos Balanza
Bolsas Cinta métrica
3.5 Trabajo de campo
3.5.1 Identificación y ubicación de los planes de salvamento
Esta actividad se realizó mediante visitas al Instituto Nacional de Conservación
y Desarrollo Forestal, Áreas Protegidas y Vida Silvestre (ICF) (Región Forestal
de Yoro) y propietarios de bosques ubicados dentro de los planes de
salvamento autorizados. Al momento de la ubicación se georeferenció todo el
bosque dentro del plan de salvamento al igual que cada uno de los árboles. Se
utilizaron únicamente árboles con características establecidas por la resolución
MP-026-2008 (el cual aclara el uso de árboles derribados por el viento, sobre
maduros y árboles con podredumbre medular), realizando una enumeración
correlativa de cada árbol (Figura 29).
30
3.5.2 Medición de los planes de salvamento
La medición en el campo se realizó entre los meses de junio a agosto de 2011.
La planes de salvamento utilizados fueron de treinta y ocho (38) árboles en el
sitio El Paraíso (Jocón) y veinte (20) en el sitio de Lamemanos (Yoro). Se utilizó
esta cantidad debido a la disponibilidad del propietario y el recurso económico.
Se midió el DAP, la altura total y comercial (m) y el porcentaje de defecto
aparente de todos los árboles. Se seleccionaron un total de cincuenta y ocho
(58) árboles, de los cuales para medir el DAP, la altura comercial y la altura
total se hizo uso de cinta diamétrica y un hipsómetro Suunto, respectivamente
(Figura 30).
3.5.3 Selección y distribución de los árboles para la ecuación de
volumen
Al finalizar la medición de todos los árboles seleccionados dentro del plan de
salvamento, los datos de los árboles fueron almacenados de manera
correlativa, para posteriormente realizar el cálculo del volumen.
En este estudio se consideraron las siguientes definiciones:
Altura del fuste: la distancia entre el nivel del suelo y el inicio de las ramas
gruesas.
Altura total: distancia vertical entre el nivel del suelo y la terminación apical de
la copa del árbol.
Volumen del fuste: cantidad o volumen de madera con corteza del fuste
Volumen de ramas: cantidad o volumen de madera con corteza de las ramas.
Volumen total: cantidad o volumen de madera con corteza resultante de la
sumatoria del volumen del fuste y del volumen de ramas.
31
Factor de forma: volumen calculado con corteza y el volumen total del árbol
(incluye ramas).
3.5.4 Selección de la muestra de árboles
La selección de los sitios se hizo en los Municipios de Yoro y Jocón,
departamento de Yoro, Honduras, de los cuales se habló con los propietarios
para que estén conscientes del trabajo que se estaba realizando, por lo tanto,
se prosiguió a la elaboración de los planes de salvamento.
Para seleccionar la muestra se determinó un número de árboles a ser cortados
(58 árboles de Quercus segoviensis.), tomando en cuenta el tiempo disponible
para realizar el estudio, la disponibilidad de los habitantes de la aldea El
Paraíso y Lamemanos, Municipio de Jocón y Yoro, para disponer de los
árboles a ser cortados y de los recursos económicos con los que se contaba
para realizar el estudio, además se consideró como pre muestreo, una cantidad
mínima de treinta y ocho (38) árboles (Cuadro 4), con un error de muestreo del
veinte por ciento (20%).
Ecuación 3. Tamaño de Muestra (Freese, 1970)
N=(CV2*t2)/E2
Donde:
N= Número de árboles
CV=Coeficiente de Variación
t= t de student
E=error de muestreo
Los treinta y ocho árboles se utilizaron para medir el volumen real, el volumen
perdido por defectos y el volumen de ramas, para conocer así que volumen
será quemado para la carbonización.
32
Se le asignaron números correlativos a cada uno de los árboles que cubren el
área de investigación según el plan de salvamento. Se seleccionaron de esta
forma debido a la dispersión en que se encontraban dentro del área.
Para determinar la ubicación exacta de donde se extraerían los árboles se
utilizó un GPS. En el punto ubicado se tomaron en cuenta factores tales como
la presencia de la especie de estudio (roble), la disponibilidad del dueño del
terreno en brindar los árboles para realizar el estudio, la accesibilidad al
terreno, la distancia de arrastre, la disponibilidad de agua, y la presencia de
árboles con defectos, derribados por el viento u otro daño provocado
naturalmente.
3.5.5 Procedimiento para medición del árbol
A los árboles se les midió el DAP (cm) y altura (m), haciendo uso de un
proceso de inventario, obteniendo la altura total (m), la altura comercial (m)
medidas con un hipsómetro Suunto, y el DAP con cinta diamétrica. La precisión
de medición para la cinta diamétrica y el hipsómetro Suunto fue de un decimal.
Los árboles seleccionados para determinar la ecuación fueron medidos
después de ser derribados, se les midió el DAP (cm), diámetros (cm) a 0.3 m y
luego a cada 2 m arriba del DAP (la última sección pudo ser menor de 2 m,
dependiendo de la altura del fuste). Todos los datos fueron registrados en
formularios de campo (Anexo 8). Siendo también estos con un decimal de
precisión.
Las ramas fueron medidas siguiendo el mismo procedimiento que en los fustes,
pero se consideraron solo aquellas con un diámetro mínimo de 2.5 cm (Figura
11).
33
Figura 11. Medición de Fustes y Ramas
Los datos se ingresaron en una hoja electrónica de Excel para su
procesamiento. Calculando el volumen de cada sección, utilizando los
diámetros mayor, menor y los largos de las secciones con la fórmula de
Smalian:
Ecuación 4. Fórmula de Smalian para el cálculo de volumen (m3)
V = π ( D² + d²) x L
4 2
Donde:
V =Volumen en metros cúbicos
D =Diámetro mayor en centímetros
34
d =Diámetro menor en centímetros
L =Largo de la sección en metros.
Se midió el defecto de cada uno de los árboles, principalmente los del tronco,
haciendo uso de la fórmula de Smalian para calcular el volumen, se tomaron
estos datos en el formulario (anexo 8), ingresando estos datos en una hoja de
Excel para restar el volumen obtenido menos el volumen de defectos, para
obtener un volumen real.
3.5.6 Método de carbonización
Por efectos de aplicabilidad del resultado final, la investigación fue realizada
con el método más utilizado en la región de Yoro, que es denominado “Tanque
al aire libre”, el cual es un método que se ha practicado por varios años.
El tamaño de los hornos varió de acuerdo al tamaño y número de árboles que
se deba colocar en estos hornos, el armado del horno se explica en la revisión
de literatura por Alzuru (2005).
3.5.7 Procedimiento para el armado de hornos
Para una mayor efectividad del estudio se contó con personal de amplia
experiencia en la actividad de carbonización por medio de este método,
utilizando también personal capacitado para el dimensionado, cubicación,
recolección y embolsado del producto.
La supervisión y el control contínuo estuvieron bajo la responsabilidad del
investigador, como de los asesores, ICF y los mismos productores,
garantizando la confiabilidad de todo el proceso.
Después del proceso de pirólisis se llevó a cabo la medición del peso que debe
tener cada bolsa, siendo 19.8 libras, pesadas con una balanza.
35
Por último se hizo el conteo de las bolsas obtenidas por cada horno, del cual se
tuvo que considerar la proporción del volumen correspondiente a cada árbol y
poder realizar la ecuación, además con este conteo se obtuvo el error de
muestreo el cual consiste en “la media de muestra obtenida en un inventario
por muestreo, difiere de la verdadera media poblacional” (Ferreira, 2005).
3.6 Trabajo de oficina
3.6.1 Procesamiento de los datos
Todos los datos medidos se procesaron en una hoja de cálculos del programa
Excel, posteriormente se procedió a realizar el cálculo de volumen de los datos
tomados, tanto del inventario, trozas, ramas y el rendimiento (libras de carbón).
Después del cálculo de volumen se procedió a realizar la estimación de la
cantidad de carbón vegetal que se debe obtener de acuerdo a la fórmula de
rendimiento del ICF (3.7 quintales/m3)3.
Después de realizar las tabulaciones de los datos se hicieron los diferentes
análisis para conocer los coeficientes de los distintos modelos, para esto se
usaron diferentes programas como CurveExpert Versión 1.44, Excel, Minitab y
SAS. Además de los coeficientes se obtuvo la información del error estándar y
el coeficiente de determinación.
Para seleccionar el modelo de mejor ajuste se consideraron los criterios
técnicos y criterios estadísticos.
3 Esto es un total de 2.525 bolsas de carbón de roble de 19.8 lbs por cada metro cúbico.
4 Copyright 1995-2009 by Daniel Hyams.
36
Los modelos seleccionados están de acuerdo al criterio estadístico que deben
de cumplir con las características del r más cercano a 1. “Un r de 1 significa un
ajuste perfecto, mientras que un r de 0 nos dice que no existe relación alguna
entre las variables” (Damorar, 1992, citado por Hernández, 2005), pero también
se considera que “la significación estadística solo sirve de punto de partida
para interpretar la magnitud de la correlación; no es un dato absoluto”
(Williams, 1982), por lo que la selección de la ecuación se realizó de acuerdo al
propósito de la utilización de esta ecuación, por lo tanto, se seleccionó la
ecuación que pueda ser utilizada de forma práctica tanto por los campesinos,
propietarios de rodales, compradores, vendedores y por el ICF.
3.6.2 Metodología para la elaboración de una ecuación que estimará la
cantidad de bolsas.
Con los cincuenta y ocho (58) árboles cortados para este estudio, se obtuvieron
los DAP y Alturas medidos en el campo y las bolsas con carbón vegetal de
Roble obtenidas.
Además de obtener un volumen estimado, se consideró el volumen real para
poder obtener un factor de conversión, que considere los defectos de los
árboles, utilizando para esto treinta ocho (38) árboles.
Con los datos procesados se prosiguió a efectuar el ajuste de los modelos de
estimación. Para esto se utilizó el Programa SAS y CurveExpert, analizando
tanto los aspectos estadísticos y de parsimonia, el cual consiste en escoger el
modelo más sencillo que mejor explique la relación entre las variables
(Damorar, 1992, citado por Hernández, 2005).
Con los datos obtenidos, se elaboraron diferentes ecuaciones, en función del
DAP, Altura, Área Basal, Volumen, Volumen calculado con el factor de
37
conversión, DAPxAlt y Volumen real (treinta y ocho árboles), se estimó la
cantidad de bolsas con carbón vegetal que se obtienen del árbol.
Con estos datos se elaboró un diagrama de dispersión para conocer la
tendencia de los mismos. Después de conocer la dispersión de los datos
(Anexo 9), se optó por eliminar los árboles que mostraron datos extremos, y
que afectaban los resultados de la regresión.
Para conocer los coeficientes de los diferentes modelos de crecimiento se usó
el programa CurvexExpert. El cual además de los coeficientes da la
información del error estándar y el coeficiente de correlación.
El programa CurvexExpert, ajusta más de 25 modelos de los cuales se
seleccionaron las tres mejores de las múltiples opciones.
De los modelos seleccionados, se utilizó mediante los criterios biológicos y de
parsimonia, el que mejor se ajuste a la realidad.
3.6.3 Comparación de los modelos de las ecuaciones.
Una vez obtenidos los resultados, se procedió a determinar la cantidad de
bolsas que se obtienen con las ecuaciones seleccionadas, la estimada por el
ICF y la cantidad real; una vez realizado esto, se procedió a determinar la
diferencia existente entre cada una de estas.
La comparación de los resultados de cada una de las ecuaciones, se realizó
mediante un análisis de varianza (ANDEVA) bajo la forma de un Diseño en
Bloques Completamente al Azar, equivalente a una Prueba t para Muestras
Pareadas, donde los bloques son cada una de las quemas que se realizaron, y
los tratamientos son las ecuaciones que se compararon, haciendo una
“selección del mejor modelo de regresión” (Loetsch et al, 1973; Citado por
38
Cunha, A. de, 2009), así mismo utilizando el programa estadístico SAS, se
realizó una prueba de Dunnett, el cual nos presentó las diferencias de las
medias entre los modelos.
3.6.4 Análisis de rendimiento del proceso de carbonización.
Durante el proceso de producción de carbón vegetal se tomaron en cuenta toda
la información necesaria, sin olvidar toda la cadena de producción: medición,
derribado y dimensionado, transporte al sitio de quema, carbonización,
selección del carbón, transporte al centro de acopio, esto para realizar el
análisis de rendimiento (bolsas/m3) del proceso con un volumen real de 38
árboles y las bolsas obtenidas.
3.6.5 Costos de producción de carbón vegetal
Los costos de producción de carbón vegetal se calcularon mediante un pago
por producción, ya que esta es la forma en que se realiza para este método
(tanque al aire libre), lo que incluye pago por materia prima, elaboración y
ejecución del plan de salvamento, armado del tanque, pago de impuestos,
transporte y el pago por el número de bolsas producidas.
“Las unidades de costeo, son los factores en función de los cuales se expresan
los costos. Las unidades de costo guardan relación con” (Lang, 1981):
El producto fabricado, la unidad de venta y el método de fabricación, donde las
unidades de costo para carbón es en bolsas, por lo que, realizar el punto de
equilibrio es complicado, debido a que “a cada pieza manipulada en la
producción se le asigna un valor unitario” (Lang, 1981).
39
Por lo tanto se separaron los costos variables de los costos fijos, donde, la
primera es un valor dependiente de la cantidad de bolsas producidas y el
segundo es un valor independiente.
Seguido se realizó la depreciación de las herramientas y equipos a un periodo
de tiempo de un mes, después se calculó el capital de trabajo (inversión inicial)
y la cantidad de bolsas producidas para este mismo periodo de tiempo; con
esta información se llevó a cabo la obtención del precio de venta del carbón
vegetal, estando dentro de la misma el impuesto sobre venta de doce por
ciento (12%) y el margen de utilidad (20%) por bolsa vendida.
Calculando finalmente los ingresos totales en base al precio de venta y la
cantidad de bolsas producidas, así mismo, se encontró el margen de
comercialización dando como resultado el punto de equilibrio operativo (Cuadro
19).
PEO=CFT/(M de C)
Donde:
PEO=Punto de equilibrio operativo
CFT=Costos Fijos Total
M de C=Margen de comercialización
M de C= Precio de venta-costos variables por unidad
Siendo entonces el punto de equilibrio la cantidad de bolsas mínimas a producir
mensualmente para que la actividad sea rentable.
Para un mejor manejo se dolarizaron los valores, considerando que un dólar ($
1.00) es equivalente a diez y ocho lempiras con noventa centavos (L. 18.9).
40
3.6.6 Comentarios
Durante el desarrollo del trabajo de campo, el plan de salvamento de El
Paraíso se tuvo que realizar nuevamente, debido a que el plan anterior se
encontraba vencido, y se tuvo que realizar el Plan de salvamento del sitio de
Lamemano, debido a que la madera ya había sido aprovechada, por lo que la
investigación no se hizo de acuerdo al tiempo planificado.
La cantidad de árboles que se tenía propuesta se redujo debido a que, en El
Paraíso se identificaron pocos árboles de Quercus, de los cuales cincuenta (50)
eran de Quercus segoviensis, y en el sitio de Lamemanos, el propietario dio la
oportunidad de utilizar los árboles, donde se identificaron veinte (20) de la
especie en investigación.
En tanto, en asuntos legales, de los cincuenta (50) árboles, solo se pudo
aprovechar cuarenta de ellos, escogiendo así los treinta y ocho (38) árboles
más representativos, al igual en el segundo sitio, se realizó el plan para
cuarenta (40) árboles y se seleccionaron los veinte (20) más representativos de
la zona, esto debido a la subestimación que hace la fórmula del ICF, y a la
calidad con que se realizó el trabajo.
41
CAPÍTULO 3
1. Resultados y Discusión
Con el procesamiento de cincuenta y ocho (58) árboles se hizo la selección de
los modelos para diferentes parámetros (DAP, Altura, Volumen estimado, área
basal, volumen con factor de conversión y DAPxAlt), obteniendo diferentes
ecuaciones para utilizar en el campo.
1.1 Caracterización del bosque
Se hizo la selección de los cincuenta (50) árboles más representativos, a los
cuales se le hizo la medición del porcentaje de daños aparente que estos
presentaban.
Los árboles utilizados están comprendidos con Diámetros a la Altura del Pecho
(DAP) entre 24 hasta 77 cm.
Cuadro 3. Distribución de frecuencia de Diámetros.
LIMITES REALES Frecuencia
Frecuencia Relativa LIR LSR
23.95 30.95 8 16
30.95 37.95 15 30
37.95 44.95 14 28
44.95 51.95 4 8
51.95 58.95 5 10
58.95 65.95 3 6
65.95 72.95 0 0
72.95 79.95 1 2
Total 50 100
42
Figura 12. Distribución de Diámetros a la Altura del Pecho.
El gráfico muestra la distribución de los diámetros de los árboles que
presentaron los defectos que son aclaradas en la resolución MP-026-2008.
Los árboles que se encuentran entre los rangos de 23.95 hasta 44.95 cm
presentan características con tendencias a deformarse (orejas5, huecos, caído,
entre otras), y antes que la madera sea afectada totalmente, se extrae para
aprovechar el rendimiento de la madera, ya que al pasar a un DAP mayor,
presentará más defectos, más madera con podredumbre medular y con
tendencia a ser derribadas por el viento.
Los árboles entre los rango 44.95 hasta 79.95 cm de DAP, fueron
seleccionados por sobre madurez (además al momento de aserrar la madera
presenta podredumbre medular).
5 Orejas: Son protuberancias que se forman en los árboles, lo cual es indicador de que el árbol esté hueco o existen problemas de pudrición por humedad.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
27.45 34.45 41.45 48.45 55.45 62.45 69.45 76.45
Nú
me
ro d
e á
rbo
les
DAP
43
1.2 Estadística descriptiva de volumen por árbol (m3/árbol)
obtenidos en la investigación.
Cuadro 4. Resultado del pre-muestreo.
pre muestreo (árboles) 50
t de student 2.0105
precisión de 20% 20
CV 60.7850289
N arboles 37.3371718 38
Datos para obtener la cantidad de árboles necesarios para la carbonización.
Cuadro 5. Resultados del análisis estadístico de los árboles del pre-muestreo.
Resultados del pre muestreo
Media 2.50
Error típico 0.21
Mediana 2.10
Moda 0.90
Desviación estándar 1.52
Varianza de la muestra 2.31
Curtosis 1.13
Coeficiente de asimetría 1.21
Rango 6.66
Mínimo 0.56
Máximo 7.22
Suma 125.03
Cuenta 50.00
Nivel de confianza (95.0%) 0.43
Se obtuvo el error de muestreo que se representa mediante la siguiente
ecuación:
44
Ecuación 5. Error de muestreo absoluto
SxtEM
EM= error de muestreo
t= t de student
Sx = Error estándar de la media muestral
Por lo que el promedio de volumen por árbol de roble que se obtuvo fue de 2.5
m3 dentro de los treinta y ocho (38) árboles, teniendo como resultado un error
de muestreo de 0.43 m3/árbol, es decir que dentro de los límites de confianza
significa que con una confianza del 95%, la cantidad de volumen medio
verdadero de la población se encuentra entre un valor máximo de 2.93 m3/árbol
y un valor mínimo de 2.07 m3/árbol.
1.3 Factor de Conversión
Con los treinta y ocho árboles que fueron seleccionados para medirle los
defectos, se obtuvo un factor de conversión, el cual consiste en el volumen real
del árbol a ser quemado, que comprende un rango entre 0.31 y 0.88, con un
promedio de 0.48.
2. Selección de modelos para la estimación de la
cantidad de carbón vegetal.
En los Cuadros del 6 al 12 se presentan los modelos que mejor se ajustaron
para los diferentes parámetros, concordados y analizados en el programa
CurvexExpert, para la selección de las ecuaciones a aplicar, se consideró los
criterios estadísticos y de parsimonia.
45
Se estimó las bolsas con carbón vegetal, para cada una de las variables antes
descritas en la metodología, con estos resultados se elaboró un gráfico de
líneas contínuas para cada una, para poder comparar cuál de los modelos
presenta el mejor ajuste, considerando los criterios de selección descritos
inicialmente.
Figura 13. Comparación de Modelos para la estimación de las bolsas con
carbón en base al DAP.
Cuadro 6. Ecuaciones obtenidas en base al DAP
DAP
Nombre del modelo Ecuación a b c Error Estándar
Coeficiente de
correlación
Geométrico Modificado
BC=a*x^(b/x) 344.82 -30.83 2.75 0.93
Relación Gompertz BC=a*exp(-exp(b-cx)) 71.55 1.91 0.04 2.77 0.94
Modelo Logístico BC=a/(1+b*exp(-cx)) 43.98 72.55 0.1 2.77 0.94
X=DAP (cm)
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
15
.00
25
.00
26
.00
28
.00
30
.00
32
.40
34
.60
36
.40
38
.70
40
.50
46
.70
Bo
lsas
co
n c
arb
ón
DAP (cm)
GeométricoModificado
Relación Gompertz
Modelo Logístico
46
En base a lo anterior la ecuación que presenta el mejor ajuste para estimar las
bolsas con carbón de acuerdo al DAP es el Modelo Geométrico Modificado
como se puede ver en el gráfico de la Figura 13 y los valores del Cuadro 6.
Figura 14. Comparación de Modelos para la estimación de las bolsas con
carbón en base a la altura.
Cuadro 7. Ecuaciones obtenidas en base a la altura
Altura
Nombre del modelo Ecuación a b Error Estándar
Coeficiente de correlación
Potencial BC=ax^b 0.02 2.31 5 0.78
Geométrico Modificado BC=a*x^(b/x) 549.09 -21.41 5.01 0.78
Potencia Modificada BC=a*b^x 1.5 1.14 5.03 0.78
X=altura (m)
Como se puede comprobar en el gráfico de la Figura 14 y los valores del
Cuadro 7, la ecuación que presenta el mejor ajuste para estimar las bolsas con
carbón en base a la altura es el Modelo Potencial.
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
10
.00
12
.00
13
.00
14
.00
15
.00
15
.70
16
.50
17
.80
18
.90
19
.60
20
.70
Bo
lsas
co
n c
arb
ón
Alt (m)
Potencial
GeométricoModificado
Potencia Modificada
47
Figura 15. Comparación de Modelos para la estimación de las bolsas con
carbón en base al AB.
Cuadro 8. Ecuaciones obtenidas en base al área basal
AB
Nombre del modelo Ecuación a b c Error Estándar
Coeficiente de
correlación
Modelo Lineal BC=a+bx -1.31 166.89 2.8 0.94
Modelo Potencial BC=ax^b 180.55 1.07 2.82 0.94
Modelo Hoerl BC=a*(b^x)*(x^c) 443.69 0.1 1.35 2.81 0.93
X=área basal (m2)
La ecuación que presenta el mejor ajuste para estimar las bolsas con carbón
en base al área basal es el Modelo Lineal como se ve en el gráfico de la Figura
15 y los valores del Cuadro 8.
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
0.0
2
0.0
5
0.0
5
0.0
6
0.0
7
0.0
7
0.0
8
0.0
9
0.1
0
0.1
1
0.1
2
0.1
3
0.1
6
0.2
1
Bo
lsas
co
n c
arb
ón
AB (m2)
Modelo Lineal
Modelo Potencial
Modelo Hoerl
48
Figura 16. Comparación de Modelos para la estimación de las bolsas con
carbón en base al Volumen.
Cuadro 9. Ecuaciones obtenidas en base al volumen
Volumen del Cilindro
Nombre del modelo
Ecuación a b c d Error Estándar
Coeficiente de
correlación
Modelo Polinomial 3er
Grado
BC=a+bx+cx^2+dx^3 1.71 7.19 0.87 -0.21 2.79 0.94
Asociación Exponencial
BC=a(1-exp(-bx) 60.83 0.18 2.77 0.94
Modelo Tasa de Crecimiento
BC=ax/(b+x) 105.51 9.76 2.77 0.94
X=Volumen (m3)
Como se pudo apreciar en el gráfico de la Figura 16 y los valores del Cuadro 9,
la ecuación que presenta el mejor ajuste para estimar las bolsas con carbón en
base al volumen es el Modelo Polinomial.
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
0.1
8
0.6
0
0.7
4
0.9
0
1.0
6
1.2
9
1.6
7
1.9
2
2.2
2
2.4
3
3.4
4
Bo
lsas
co
n c
arb
ón
Vol (m3)
Modelo Polinomial 3erGrado
Asociacion Exponencial
Modelo Tasa deCrecimiento
49
Figura 17. Comparación de Modelos para la estimación de las bolsas con
carbón en base al Volumen con FC.
Cuadro 10. Ecuaciones obtenidas en base al Volumen FC
Volumen Factor de Conversión
Nombre del modelo Ecuación a b c Error Estándar
Coeficiente de
correlación
Asociación exponencial BC=a(1-exp(-bx) 60.76 0.37 2.79 0.94
Modelo Tasa de crecimiento
BC=ax/(b+x) 105.32 4.68 2.79 0.94
Modelo Cuadrático BC=a+bx+cx^2 0.43 20.74 -2.6 2.81 0.94
X=Volumen*0.48
De acuerdo a lo anterior la ecuación que presenta el mejor ajuste para estimar
las bolsas con carbón en base al volumen con factor de conversión es el
Modelo de Asociación exponencial como se aprecia en el gráfico de la Figura
17 y los valores del Cuadro 10.
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
43
.00
47
.00
48
.00
52
.00
37
.00
3.0
0
7.0
0
5.0
0
20
.00
34
.00
21
.00
Bo
lsas
co
n c
arb
ón
Vol FC (m3)
Asociaciónexponencial
Modelo Tasa decrecimiento
Modelo Cuadrático
50
Figura 18. Comparación de Modelos para la estimación de las bolsas con
carbón en base al DAP por la Altura.
Cuadro 11. Ecuaciones obtenidas en base al DAP*ALT
Diámetro por Altura
Nombre del modelo Ecuación a b c Error Estándar
Coeficiente de
correlación
Modelo Potencial BC=ax^b 0.004 1.277 3.18 0.92
Modelo Lineal BC=a+bx -3.91 0.03 3.19 0.92
Modelo de Hoerl BC=a*(b^x)*(x^c) 0.001 1 1.488 3.21 0.92
X= Diámetro*Altura
La ecuación que presenta el mejor ajuste para estimar las bolsas con carbón
en base al DAP por altura es el Modelo Potencial como se puede apreciar en el
gráfico de la Figura 18 y los valores del Cuadro 11.
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
15
0.0
0
31
2.0
0
33
6.0
0
36
7.1
6
40
8.8
0
45
0.0
0
50
5.4
4
56
2.7
9
61
0.7
3
66
0.0
0
69
2.4
2
78
8.6
7
84
1.0
5
10
15
.95
Bo
lsas
co
n c
arb
ón
DH (cm*m)
Modelo Potencial
Modelo Lineal
Modelo de Hoerl
51
Figura 19. Comparación de Modelos para la estimación de las bolsas con
carbón en base al volumen real.
Cuadro 12. Ecuaciones obtenidas en base al Volumen Real
Volumen Real
Nombre del modelo
Ecuación a b c d Error Estándar
Coeficiente de
correlación
Modelo Polinomial
BC=a+bx+cx^2+dx^3 2.17 11.34 10.02 -4.1 2.25 0.97
Modelo Sinusoidal
BC=a+b*cos(cx+d) 15.83 16.36 1.2 3.74 2.26 0.96
Función Racional
BC=(a+bx)/(1+cx+dx^2) 3.14 8.95 -0.57 0.2 2.26 0.95
X=Volumen Real
De acuerdo a la Figura 19 y los valores del Cuadro 12, ecuación que presenta
el mejor ajuste para estimar las bolsas con carbón en base al volumen real es
el Modelo Polinomial de tercer grado.
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
0.3
3
0.4
9
0.5
9
0.6
4
0.7
2
0.8
1
0.9
5
1.1
1
1.2
4
1.4
5
1.5
2
2.2
2
Bo
lsas
co
n c
arb
ón
Vol Real (m3)
Modelo Polinomial
Modelo Sinusoidal
Funcion Racional
52
Cuadro 13. Modelos seleccionados
Variable Nombre del modelo Ecuación a b c d Error Estándar Coeficiente de correlación
Alt Potencial BC=ax^b 0.02 2.31 5 0.78
DH Modelo Potencial BC=ax^b 0.004 1.277 3.18 0.92
DAP Geométrico Modificado BC=a*x^(b/x) 344.82 -30.83 2.75 0.93
AB Modelo Lineal BC=a+bx -1.31 166.89 2.8 0.94
Vol Cil Modelo Polinomial 3er Grado
BC=a+bx+cx^2+dx^3 1.71 7.19 0.87 -0.21 2.79 0.94
VolFC Asociación exponencial BC=a(1-exp(-bx) 60.76 0.37 2.79 0.94
VolReal Modelo Polinomial
BC=a+bx+cx^2+dx^3 2.17 11.34 10.02 -4.1 2.25 0.97
**BC=Bolsas con Carbón vegetal
***DAP (cm) x Altura (m).
X=variable
FC=0.48
53
Guilford (citado por Williams, 1982), sugiere que valores de 0.7 a 0.9 tienen una
correlación elevada, por lo tanto, todas las variables consideradas en la tabla
anterior, exceptuando la que considera la variable altura, tienen una relación
notable, y también se encuentra dentro de los rangos de 0.9 a 1, por lo que las
ecuaciones obtenidas con los datos de campo son muy precisas y “confiables”
(Williams, 1982).
Figura 20. Comparación de Ecuaciones
En la Figura 20 podemos apreciar que la cantidad de carbón estimada por las
ecuaciones dadas por el programa Curvex Expert muestra una gran diferencia
en cuanto a la estimada por la ecuación de ICF (subestima), y la ecuación en
base al volumen real que sobrestima la cantidad de carbón de la testigo.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
1 3 5 7 9 11131517192123252729313335373941434547495153
Bo
lsas
co
n c
arb
ón
Dap
Alt
AB
VolCil
VolFC
DH
VolReal
Testigo
ICF
54
2.1 Comparación de las ecuaciones obtenidas.
El análisis de variancia para comparar los valores promedio de bolsas de
carbón estimados por los modelos entre si y contra el valor real medido
(testigo), presenta diferencias altamente significativas (p<0.0001) tanto para los
bloques como para los modelos (o tratamientos), por lo cual se concluye que
los modelos presentan diferencias en la estimación media de la producción de
carbón medida en bolsas. El Cuadro 14 muestra la Prueba de Tukey con la
comparación de las medias de los distintos modelos y el valor real (testigo).
Cuadro 14. Prueba de Tukey
Agrupación de Tukey
Media N Trat
A 18.4509 34 VolReal B 14.3274 54 DH B 14.3036 54 Alt B 14.3034 54 VolCil B 14.3005 54 Testigo B 14.2810 54 VolFC B 14.2764 54 DAP B 14.2667 54 AB C 4.1820 54 ICF
El cuadro anterior nos indica las diferencias o similitudes que existen entre las
medias de los tratamientos, agrupando en una misma letra los tratamientos que
no son significativamente diferentes, en la cual podemos apreciar, que al igual
que la Figura 20, el ICF subestima y la ecuación del volumen real sobrestima la
cantidad de bolsas con carbón obtenidas por árbol. Además, la Prueba de
Dunnett a un nivel de significancia del 5% concluye que solo el modelo con el
volumen real y el modelo del ICF presentan diferencias con el testigo o valor
real.
55
De acuerdo a los criterios estadísticos y a las prueba de Tukey y de Dunnett, se
ha encontrado que las ecuaciones que más se aproximan a la cantidad real son
las que consideran la variable Volumen del cilindro y la variable con factor de
conversión, pero la ecuación de acuerdo a los criterios de parsimonia, que se
debe utilizar es la que considera la variable DAP, además de ser una ecuación
fácil de utilizar, también es una variable fácil de medir en el campo.
3. Costos de producción de carbón vegetal
Cuadro 15. Costos de producción de Bolsas de carbón vegetal en base a
costos fijos y costos variables
Bolsas (unidad) Ingresos Costo Fijo Total
100 $ 221.55 $ 3,196.99
200 $ 443.09 $ 3,197.54
300 $ 664.64 $ 3,198.09
400 $ 886.19 $ 3,198.64
500 $ 1,107.74 $ 3,199.18
600 $ 1,329.28 $ 3,199.73
700 $ 1,550.83 $ 3,200.28
800 $ 1,772.38 $ 3,200.83
900 $ 1,993.93 $ 3,201.37
1000 $ 2,215.47 $ 3,201.92
1100 $ 2,437.02 $ 3,202.47
1200 $ 2,658.57 $ 3,203.02
1300 $ 2,880.12 $ 3,203.56
1400 $ 3,101.66 $ 3,204.11
1446 $ 3,204.36 $ 3,204.36
1500 $ 3,323.21 $ 3,204.66
1600 $ 3,544.76 $ 3,205.21
1700 $ 3,766.31 $ 3,205.75
1800 $ 3,987.85 $ 3,206.30
La cantidad mínima de bolsas con carbón vegetal que se deben producir
mensualmente es de un mil cuatro cientos cuarenta y seis (1446) unidades,
este resultado es adquirido en base a las bolsas de carbón que se obtuvieron
56
de los datos de la investigación, por lo que la cantidad que se produce de un
árbol “depende de la función de producción y estos son” (Adler, M. y Adler, E,
2004); el costo del armado del tanque, pago por m3 al propietario, impuestos,
transporte y la cantidad de bolsas o sacos a comprar, es decir, entre mayor sea
la cantidad de bolsas producidas mayor serán los ingresos.
Cuadro 16. Costos de producción de carbón vegetal
Actividad $/m3 $/bolsa % de costos
Elaboración del plan de salvamento 2.6455 0.148148 8%
Ejecución del plan de salvamento 2.7778 0.153439 8%
Armado del tanque y quemado 16.19 0.899471 48%
Pago de impuesto 1.8519 0.100529 5%
Costos del m3 del árbol (propietario) 2.8571 0.15873 8%
Impuesto de Exportación (municipal) 1.5238 0.084656 4%
impuesto municipal 1.8519 0.100529 5%
Bolsas o sacos 0.9524 0.05291 3%
Transporte al sitio de venta 2.1693 0.121693 6%
Imprevistos 1.0582 0.058201 3%
Total 33.878 1.883598 100%
Este cuadro presenta un resumen de todos los costos de producción, para esta
investigación se utilizaron los treinta ocho (38) árboles, de los cuales se
determinó el volumen real y la cantidad de bolsas con carbón obtenidas, dando
como resultado un rendimiento promedio de diez y ocho (18) bolsas por metro
cúbico real.
Para este estudio se obtuvo un precio de venta de dos dólares con veinte
centavos (2.20 $), siendo el margen de utilidad de treinta y dos centavos de
dólar (0.32 $).
57
3.1 Gráfica de punto de equilibrio.
Figura 21. Punto de equilibrio operativo
Examinando la gráfica, se observa que es que se cruzan o se cortan en algún
punto, donde en este gráfico la línea del eje de la “Y” representa los ingresos
en dólares, y la línea del eje de la “X” es la cantidad de carbón vegetal
producidas, y que el punto de equilibrio operativo es interceptada por la línea
de costos fijos total y la línea de ingresos, por lo que en la Figura 21 podemos
ver el punto de equilibrio para producir carbón de roble con el método
tradicional de “tanque al aire libre”, se encuentra en las un mil cuatro cientos
cuarenta y seis (1446) unidades, es decir, en este punto las utilidades
operativas son cero ($0), por lo que la producción debe ser mayor a esta
cantidad para que existan ganancias.
$-
$500.00
$1,000.00
$1,500.00
$2,000.00
$2,500.00
$3,000.00
$3,500.00
$4,000.00
$4,500.00
100 300 500 700 900 1100 1300 1446 1600 1800
Ingr
eso
en
$
Bolsas con carbón
Ingresos
Costo Fijo Total
58
3.2 Comentarios
Se opta por utilizar la ecuación que sea manejable al momento de ir a realizar
los cálculos, para que la misma pueda ser aplicada de forma práctica por las
autoridades del ICF.
Con este análisis también se logra ver que es una actividad rentable, y además
proporciona empleo a muchas personas, dejando la conciencia a las
comunidades que los bosques de roble también son una opción de obtener una
entrada económica, por lo tanto, se debe hacer conciencia de no sobre explotar
los bosques de robles.
59
CAPÍTULO 4
1. Conclusiones
El mejor modelo que se ajusta para la obtención práctica y sencilla de la
cantidad de bolsas con carbón vegetal de roble es el modelo con base al DAP:
P)(-30.83/DADAP^*344.82BC .
La hipótesis nula de este estudio es rechazada, ya que se logró realizar un
modelo matemático que estima de forma más práctica y confiable la cantidad
de carbón vegetal que se puede obtener de un árbol de Quercus segoviensis.
El modelo que presenta el mejor ajuste para estimar las bolsas con carbón
vegetal en base al DAP es el Modelo Geométrico Modificado, cuya ecuación es
P)(-30.83/DADAP^*344.82BC , con un error estándar de 2.75 y un coeficiente
de correlación de 0.93
El modelo que presenta el mejor ajuste para estimar las bolsas con carbón
vegetal en base a la altura es el Modelo Potencial cuya ecuación es
Alt^2.31*0.02BC , con un error estándar de 5 y un coeficiente de correlación
de 0.78
El modelo que presenta el mejor ajuste para estimar las bolsas con carbón
vegetal en base al área basal es el Modelo Lineal cuya ecuación es
AB*166.89-1.31BC , con un error estándar de 2.8 y un coeficiente de
correlación de 0.94.
60
El modelo que presenta el mejor ajuste para estimar las bolsas con carbón
vegetal en base volumen real es el Modelo Polinomial cuya ecuación es
VR^3*-4.10VR^2*10.0211.34VR2.17BC , con presenta un error
estándar de 2.25 y un coeficiente de correlación de 0.97.
El modelo que presenta el mejor ajuste para estimar las bolsas con carbón
vegetal en base al volumen es el Modelo Polinomial cuya ecuación es
-0.2¨*Vc^3Vc^2*0.87Vc*7.191.71BC , con un error estándar de 2.79 y
un coeficiente de correlación de 0.94.
El modelo que presenta el mejor ajuste para estimar las bolsas con carbón
vegetal en base al volumen con factor de conversión es el Modelo de
Asociación exponencial cuya ecuación es VolFC)*exp(-0.37-(1*60.76BC ,
con un error estándar de 2.79 y un coeficiente de correlación de 0.94.
El modelo que presenta el mejor ajuste para estimar las bolsas con carbón
vegetal en base DAP y Alt es el Modelo Potencial cuya ecuación es
Alt)^1.277*(DAP*0.004BC , con un error estándar de 3.18 y un coeficiente
de correlación de 0.92.
Se concluye que las ecuaciones obtenidas en este estudio, tienen una
predicción más acertada a la realidad, exceptuando la ecuación del volumen
real, ya que tanto ésta como la del ICF se alejan de la realidad.
61
El volumen real de un árbol de roble presenta un factor de conversión de 0.48,
siendo este un factor que incluye el volumen de ramas, corteza y tronco, y la
diferencia de defectos que presentan los árboles, por lo que este factor servirá
para conocer el volumen real de todo el árbol.
Se debe producir mensualmente más de un mil cuatro cientos cuarenta y seis
(1446) unidades de carbón de Quercus segoviensis Née con el método
tradicional de “tanque al aire libre” a un precio de venta mínimo de dos dólares
con veinte centavos (2.20 $) para que esta actividad sea rentable.
2. Recomendaciones
La utilización de un horno tradicional puede influir en la calidad del carbón
vegetal, por lo que se recomienda hacer estudios acerca del contenido de
humedad, cantidad de cenizas, densidad, poder calorífico, entre otros, y
comparar este método con otros de carbonización.
Desde el punto de vista técnico, se ha observado la degradación genética de
los árboles de Quercus segoviensis, para el cual se recomienda hacer un
programa de mejoramiento genético de esta especie en el municipio de Yoro y
Jocón, para evitar la erosión genética, buscando tener bosques más sanos y
productivos.
62
Se recomienda al ICF hacer uso de los resultados de esta investigación para
realizar un control más adecuado de la producción de carbón vegetal, que son
obtenidos de los bosques de roble.
Se debe realizar una investigación de las causas de los defectos presentes en
los árboles de robles, haciendo estudios de suelos, edad de los árboles y otras
que sean convenientes.
Realizar supervisiones más frecuentes a los sitios donde se elaboran los
planes de salvamentos, antes, durante y después de las quemas, tratando de
hacer más frecuente la visita durante el proceso de quema.
Hacer uso de las diferentes ecuaciones de acuerdo a la necesidad del Instituto
Nacional de Conservación Forestal, Áreas Protegidas y Vida Silvestre (ICF),
pudiendo realizar despejes de cada una de ellas de acuerdo a su necesidad,
recordando también que los resultados obtenidos por estas ecuaciones no son
exactos.
Estudiar la silvicultura de esta especie, dado la importancia económica y social
que representa en esta región hondureña, asimismo realizar un estudio del
estado de las poblaciones para conocer su distribución en esta región.
Dado que en el 2008 se obtuvo un registro de carboneros en Honduras, se
recomienda retomar a los productores en el sistema social forestal de la región
forestal de Yoro.
63
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Tesis Ingeniería en Gestión de Agronegocios. Escuela Agrícola
Panamericana El Zamorano, Honduras. 33 p.
PÉREZ; C. 1982.Anatomía de la madera de cinco especies de encinos en
Durango. Durango, México, INIF. 35 p.
71
PHILLIP, M.S. 1994. Measuring trees and forests 2. ed. CAB
INTERNATIONAL, Wallingford, Reino Unido. 310 p.
SEGURA, M., VENEGAS, G.1999. Tablas de volumen comercial con corteza
para encino, roble y otras especies del bosque pluvial montano de la
cordillera de Talamanca, Costa Rica. CATIE. Costa Rica, Serie Técnica.
Informe Técnico No. 306. 46 p.
SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA Y MEDIO AMBIENTE (SIGMA).
2008. Diagnósticos general del municipio de Yoro (en línea).
Tegucigalpa, Honduras, SIGMA, Consultado el 3 de abril de 2011.
Disponible en:
http://sinit.seplan.gob.hn/mapa_interactivo/MapaPOT/data/info/1801_Yor
o_Yoro_PMOT.pdf.
SORTO, T.S. 2009. Análisis de la potencialidad del carbón vegetal como
alternativa a la economía familiar en dos comunidades del departamento
de Comayagua, Honduras. Tesis Ing. For., Escuela Nacional de Ciencias
Forestales. Siguatepeque, Honduras. 80 p.
72
VEGA, C.F.R. DE LA, RAMIREZ MALDONADO, H., TREVEÑO GARCÍA, J.L.
1994. Dendrometría. Universidad Autónoma de Chapingo, México. 354
p.
WILLIAMS, F. 1982. Razonamiento Estadístico 2. ed. Interamericana. México.
186 p.
ZAMORA, L.D. 2005. Rendimiento del bosque productivo de Pinus oocarpa
Schiede mediante parcelas de muestreos permanente. Tesis Ing. For.,
Escuela Nacional de Ciencias Forestales. Siguatepeque, Honduras.103 p.
73
ANEXOS
Anexo 1. Mapa de suelos, Yoro
Fuente: SIGMA (2008)
74
Anexo 2. Mapa de las aldeas de Yoro y Jocón.
Anexo 3. Mapa del plan de salvamento en el sitio de El Paraíso, Jocón,
Honduras.
75
Anexo 4. Mapa del plan de salvamento en el sitio de Lamemanos, Yoro,
Honduras.
Anexo 5. Método de medición del volumen del árbol, aplicando el Metro
Estéreo.
Figura 22. Metro estéreo.
76
Figura 23. Medición de diámetro podrido y sano.
Anexo 6. Método de medición del volumen del árbol (Smalian)
Figura 24. Puntos de cortes correctos y no correctos en las bifurcaciones.
77
Bifurcación Trifurcación
Figura 25. Medición en las bifurcaciones.
Figura 26. Croquis de un árbol.
78
Anexo 7. Esquema del proceso del trabajo de campo
Figura 27. Rodal de Quercus segoviensis.
Figura 28. Árbol con podredumbre medular.
79
Figura 29. Identificación y marcación de los árboles
Figura 30. Cuantificación dasométrica de los árboles
80
Figura 31. Armado del horno
Figura 32. Durante la carbonización
Figura 33. Pesado y empacado
81
Anexo 8. Formularios utilizados para el trabajo de campo
Formato 1. Formulario para el porcentaje de defecto.
Fecha_______________________________
Responsable___________________
Ubicación___________________________ Sitio_____________
Porcentaje de defecto por árbol
N° Árbol
Volumen del Árbol % de defecto Volumen real
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
82
Formato 2. Formulario para toma de datos en volumen de ramas.
Propietario ________________________Responsable__________________ Sitio_______________________________ Especie _______________ Fecha de medición______________________ Árbol #________ DAP_______ H Comercial______________
Árbol N° Volumen Comercial Vol. de Ramas Volumen Total o real (sin considerar defectos)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
83
Formato 3. Formulario para la medición de las secciones del árbol.
Propietario ________________________Responsable__________________ Sitio_______________________________ Especie_______________ Fecha de medición______________________ Árbol #________ DAP_______ H Comercial______________ Vol. Ramas___________
# Sección
Largo de sección (m)
Diámetro Mayor (cm)
Diámetro Menor (cm)
# Sección Largo de sección (m)
Diámetro Mayor (cm)
Diámetro Menor (cm)
84
Formato 4.Formulario para el inventario.
Coordenadas
Árbol N° DAP (cm) Altura Total(m)
Volumen (m3)
Estimación del % defectos
X Y
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
85
Formato 5. Formulario para determinar rendimiento.
Actividad (50 árboles) Tiempo/Actividad Días/Hombre
Medición 1 días 2
Derribado y dimensionado (leña)
5 días 8
Medición de ramas 4 días 8
Transporte al sitio de quema 1 día 1
Carbonización 2 días 4
Selección del carbón 2 días 4
Transporte del carbón al centro de acopio
2 días 4
Formato 6. Formulario para control de quemas.
Quema N°________
Hora y fecha de Inicio___________ Hora y fecha de carbonizado___________
Horno N° N° de árbol Volumen/árbol % Árbol
Total Bolsas x %
Total
86
Anexo 9. Gráfica de dispersión de datos
Figura 34. Relación DAP-Bolsas de Carbón
Figura 35. Relación Altura-Bolsas de Carbón
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00
Bo
lsas
de
car
bó
n
Diámetro cm
Bolsas/árbol
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00
Bo
lsas
de
car
bó
n
Altura m
Bolsas/árbol
87
Figura 36. Relación Área Basal-Bolsas de Carbón
Figura 37. Relación Volumen-Bolsas de Carbón
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35
Bo
lsas
de
car
bó
n
Area basal m2
Bolsas/árbol
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
Bo
lsas
de
car
bó
n
Volumen m3
Bolsas/árbol
88
Figura 38. Relación Volumen Factor de Conversión-Bolsas de Carbón
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
Bo
lsas
de
car
bó
n
Volumen FC m3
Bolsas/árbol
89
Anexo 10. Modelos obtenidos por CurvexExpert 1.4
Figura 39. Modelo Geométrico Modificado para la estimación de las bolsas con
carbón en base al DAP
Figura 40. Modelo Relación Gompertz para la estimación de las bolsas con
carbón en base al DAP
S = 2.75039669
r = 0.93903051
DAP (cm)
Bo
lsa
s c
on
Ca
rbó
n
11.3 18.7 26.1 33.6 41.0 48.4 55.80.19
6.11
12.04
17.97
23.90
29.82
35.75
S = 2.77021352
r = 0.93934814
DAP (cm)
Bo
lsa
s c
on
Ca
rbó
n
11.3 18.7 26.1 33.6 41.0 48.4 55.80.19
6.11
12.04
17.97
23.90
29.82
35.75
90
Figura 41. Modelo Logístico para la estimación de las bolsas con carbón en
base al DAP
Figura 42. Modelo Potencial para la estimación de las bolsas con carbón en
base a la altura.
S = 2.77155246
r = 0.93928760
DAP (cm)
Bo
lsa
s c
on
Ca
rbó
n
11.3 18.7 26.1 33.6 41.0 48.4 55.80.19
6.11
12.04
17.97
23.90
29.82
35.75
S = 5.00640309
r = 0.77993323
Alt (m)
Bo
lsa
s c
on
Ca
rbó
n
8.8 11.3 13.8 16.3 18.8 21.3 23.80.19
6.11
12.04
17.97
23.90
29.82
35.75
91
Figura 43. Modelo Geométrico Modificado para la estimación de las bolsas con
carbón en base a la altura.
Figura 44. Modelo Potencia Modificado para la estimación de las bolsas con
carbón en base a la altura.
S = 5.01294073
r = 0.77927669
Alt (m)
Bo
lsa
s c
on
Ca
rbó
n
8.8 11.3 13.8 16.3 18.8 21.3 23.80.19
6.11
12.04
17.97
23.90
29.82
35.75
S = 5.03579725
r = 0.77697021
Alt (m)
Bo
lsa
s c
on
Ca
rbó
n
8.8 11.3 13.8 16.3 18.8 21.3 23.80.19
6.11
12.04
17.97
23.90
29.82
35.75
92
Figura 45. Modelo Lineal para la estimación de las bolsas con carbón en base
al AB.
Figura 46. Modelo Potencial para la estimación de las bolsas con carbón en
base al AB.
S = 2.80009513
r = 0.93673223
AB (m2)
Bo
lsa
s c
on
Ca
rbó
n
0.0 0.0 0.1 0.1 0.2 0.2 0.20.19
6.11
12.04
17.97
23.90
29.82
35.75
S = 2.81672128
r = 0.93595289
AB (m2)
Bo
lsa
s c
on
Ca
rbó
n
0.0 0.0 0.1 0.1 0.2 0.2 0.20.19
6.11
12.04
17.97
23.90
29.82
35.75
93
Figura 47. Modelo Hoerl para la estimación de las bolsas con carbón en base al
AB.
Figura 48. Modelo Polinomial para la estimación de las bolsas con carbón en
base al Volumen.
S = 2.81688058
r = 0.93721851
AB (m2)
Bo
lsa
s c
on
Ca
rbó
n
0.0 0.0 0.1 0.1 0.2 0.2 0.20.19
6.11
12.04
17.97
23.90
29.82
35.75
S = 2.76628710
r = 0.93830075
Vol Cil (m3)
Bo
lsa
s c
on
Ca
rbó
n
0.0 0.9 1.8 2.6 3.5 4.4 5.20.19
6.11
12.04
17.97
23.90
29.82
35.75
94
Figura 49. Modelo Asociación Exponencial para la estimación de las bolsas con
carbón en base al Volumen.
Figura 50. Modelo Tasa de Crecimiento para la estimación de las bolsas con
carbón en base al Volumen.
S = 2.76710488
r = 0.93703595
Vol Cil (m3)
Bo
lsa
s c
on
Ca
rbó
n
0.0 0.9 1.8 2.6 3.5 4.4 5.20.19
6.11
12.04
17.97
23.90
29.82
35.75
S = 2.76911576
r = 0.93694133
Vol Cil (m3)
Bo
lsa
s c
on
Ca
rbó
n
0.0 0.9 1.8 2.6 3.5 4.4 5.20.19
6.11
12.04
17.97
23.90
29.82
35.75
95
Figura 51. Modelo Asociación Exponencial para la estimación de las bolsas con
carbón en base al Volumen con FC.
Figura 52. Modelo Tasa de Crecimiento para la estimación de las bolsas con
carbón en base al Volumen con FC.
S = 2.79335045
r = 0.93704688
Vol FC (m3)
Bo
lsa
s c
on
Ca
rbó
n
0.0 0.4 0.8 1.3 1.7 2.1 2.50.19
6.11
12.04
17.97
23.90
29.82
35.75
S = 2.79515936
r = 0.93696257
Vol FC (m3)
Bo
lsa
s c
on
Ca
rbó
n
0.0 0.4 0.8 1.3 1.7 2.1 2.50.19
6.11
12.04
17.97
23.90
29.82
35.75
96
Figura 53. Modelo Cuadrático para la estimación de las bolsas con carbón en
base al Volumen con FC.
Figura 54. Modelo Potencial para la estimación de las bolsas con carbón en
base al DAP*ALT.
S = 2.81291125
r = 0.93740122
Vol FC (m3)
Bo
lsa
s c
on
Ca
rbó
n
0.0 0.4 0.8 1.3 1.7 2.1 2.50.19
6.11
12.04
17.97
23.90
29.82
35.75
S = 3.18682834
r = 0.91721472
DH (cm*Alt)
Bo
lsa
s c
on
Ca
rbó
n
48.0 252.0 456.0 660.0 864.0 1068.0 1272.00.19
6.11
12.04
17.97
23.90
29.82
35.75
97
Figura 55. Modelo Lineal para la estimación de las bolsas con carbón en base
al DAP*ALT.
Figura 56. Modelo de Hoerl para la estimación de las bolsas con carbón en
base al DAP*ALT.
S = 3.19528325
r = 0.91675490
DH (cm*Alt)
Bo
lsa
s c
on
Ca
rbó
n
48.0 252.0 456.0 660.0 864.0 1068.0 1272.00.19
6.11
12.04
17.97
23.90
29.82
35.75
S = 3.20997590
r = 0.91764129
DH (cm*Alt)
Bo
lsa
s c
on
Ca
rbó
n
48.0 252.0 456.0 660.0 864.0 1068.0 1272.00.19
6.11
12.04
17.97
23.90
29.82
35.75
98
Figura 57. Modelo Polinomial de tercer grado para la estimación de las bolsas
con carbón en base al Volumen real.
Figura 58. Modelo Sinusoidal para la estimación de las bolsas con carbón en
base al Volumen real.
S = 2.25095928
r = 0.95725494
Vol Real (m3)
Bo
lsa
s c
on
Ca
rbó
n
0.1 0.5 0.9 1.3 1.7 2.0 2.43.08
8.46
13.84
19.22
24.60
29.98
35.36
S = 2.26035574
r = 0.95688927
Vol Real (m3)
Bo
lsa
s c
on
Ca
rbó
n
0.1 0.5 0.9 1.3 1.7 2.0 2.43.08
8.46
13.84
19.22
24.60
29.98
35.36
99
Figura 59. Modelo Racional para la estimación de las bolsas con carbón en
base al Volumen real.
S = 2.26450134
r = 0.95672741
Vol Real (m3)
Bo
lsa
s c
on
Ca
rbó
n
0.1 0.5 0.9 1.3 1.7 2.0 2.43.08
8.46
13.84
19.22
24.60
29.98
35.36
100
Anexo 11. Resultados de los costos de producción
Cuadro 17. Costos de producción
Bolsas por M3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Elaboración del plan de salvamento 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
Ejecución del plan de salvamento 52.5 52.5 52.5 52.5 52.5 52.5 52.5 52.5 52.5 52.5 52.5 52.5 52.5 52.5 52.5 52.5 52.5 52.5 52.5 52.5
Armado del tanque y quemado 17 34 51 68 85 102 119 136 153 170 187 204 221 238 255 272 289 306 323 340
Pago de impuesto 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35
Costos del m3 del árbol (propietario) 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60
Impuesto de Exportación (municipal) 1.6 3.2 4.8 6.4 8 9.6 11.2 12.8 14.4 16 17.6 19.2 20.8 22.4 24 25.6 27.2 28.8 30.4 32
impuesto municipal 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35
Bolsas o sacos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Transporte al sitio de venta 26.8333333 27.66666667 28.5 29.333 30.167 31.000 31.833 32.667 33.500 34.333 35.167 36.000 36.833 37.667 38.500 39.333 40.167 41.000 41.833 42.667
Imprevistos 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20
Total 241.933333 265.3666667 288.8 312.233 335.666667 359.1 382.533333 405.966667 429.4 452.833333 476.266667 499.7 523.133333 546.566667 570 593.433333 616.866667 640.3 663.733333 687.166667
101
Cuadro 18. Análisis de costos de producción
Elaboración del plan de salvamento Cantidad $/m3 $/Bolsa 1 Pago del técnico $2.6455 $0.1470
1 Jornales $0.0635 $0.0035
1 Pintura azul $0.0370 $0.0021
1 Pintura blanca $0.0123 $0.0007
1 Elaboración e impresión del documento $0.0529 $0.0029
1 Transporte (automóvil 4x4) $0.0146 $0.0008
1 galón Gasolina $0.0423 $0.0024
Técnico le queda $2.4228 $0.1346
Total del plan $2.6455 $0.1470
Ejecución del plan de salvamento 1 Técnico supervisor $0.5291 $0.0294
34 Motosierrista $2.2487 $0.1249
1 galón Lubricante para cadena $0.0476 $0.0026
1 Motosierra $0.0020 $0.0001
5.6 galón Gasolina $0.2844 $0.0158
1 galón Lubricante $0.0106 $0.0006
$2.7778 $0.1543
Armado del tanque y quemado 1 Transporte al sitio de quema $0.0529 $0.0029
1 Jornales (quemadores) $16.1905 $0.8995
1 Pala $0.0001 $0.0000
1 Piocha $0.0001 $0.0000
2 Cubetas $0.0000 $0.0000
$16.1905 $0.8995
102
Continuación… Cuadro 18. Análisis de costos de producción
Cantidad $/m3 $/bolsa
pago de impuesto 1 Al ICF
costos del m3 del árbol (propietario) 1 $ 1.85 $ 0.10
Impuesto de Exportación (municipal) 1 $ 2.86 $ 0.16
impuesto municipal 1 Municipalidad $ 1.52 $ 0.08
Bolsas o sacos 18 $ 1.85 $ 0.10
Transporte al sitio de venta 1 Sitio de almacenamiento $ 0.95 $ 0.05
2 ayudantes $ 0.05 $ 0.00
bacadía al centro de acopio $ 0.32 $ 0.02
Costos de Transporte a SPS $ 0.48 $ 0.03
1 Motorista $ 1.06 $ 0.06
Imprevistos $ 2.17 $ 0.12
*El técnico es responsable de los costos de la elaboración del plan.
**Se paga a un técnico y a un motosierrista, siendo ambos responsables de los costos de ejecución, el motosierrista es pagado por
los productores de carbón.
***Los quemadores son responsables desde el armado del tanque hasta el empaque del carbón.
Los costos de la gasolina y otros, fueron facilitados por el Banco Central de Honduras (Diciembre, 2010).
El costo de la motosierra se deprecio a 5 años (CEMCOL, 2011)6
6 CEMCOL, 2011 Vida útil motosierras (entrevista). Yoro, Honduras, Stihl
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Cuadro 19. Análisis de punto de equilibrio operativo
Meses Costo Fijo
Total Costo Fijo DEPRECIACION 1 $3,196.45 $3,145.08 $51.37
Meses
Costo variable por unidad
Precio de Venta M de C PEO
1 $0.001 $2.22 $2.21 1446
Meses IT CT UT 1 $3,204.36 $3,204.36 $0.00