jueves, 16 de diciembre de 2010

Las dimensiones del problema de los chaqueos

Foto satelital de los chaqueos en Bolivia. Fuente: http://earthobservatory.nasa.gov/, fecha: 16 de agosto de 2010

Tal vez el principal problema que provocan en el corto plazo los chaqueos o sistemas de cultivo que involucran la quema de vegetación radique en la modificación del ciclo hidrológico en las cuencas altas que poseen glaciares. En La Paz, la intensa humareda de los chaqueos que se sumó durante un par de meses a la que cotidianamente provoca el parque automotor a diesel tiene dos efectos inmediatos: la modificación del albedo de los glaciares, con lo que absorben más radiación solar y se descongelan con mayor rapidez. Por otro lado, se puede presumir que la contaminación del aire de la ciudad de La Paz genera un efecto invernadero localizado que también afecta la temperatura promedio en los glaciares. El efecto de estos fenómenos es que las fuentes de agua potable de La Paz están cada vez en mayor riesgo. Los efectos de largo plazo de los chaqueos son un tanto más preocupantes. Si bien Bolivia no es considerada formalmente un país megadiverso, es decir un país que alberga gran cantidad de recursos de biodiversidad, es tomada en cuenta en tratados internacionales como un país megadiverso afín, lo que equivale a decir que su riqueza en especies es importante y requiere ser conservada o manejada adecuadamente para el beneficio de la humanidad. Probablemente, el considerar o no a Bolivia como país megadiverso tiene que ver con la poca información disponible en el país acerca de sus recursos de biodiversidad. Se conoce más sobre mamíferos, aves, reptiles y flora que sobre microorganismos o invertebrados. Prácticamente ninguna entidad nacional tiene claridad sobre el significado de los protistas bolivianos para el bienestar de la población, aunque se puede aventurar la hipótesis de que éstos representan un potencial económico que supera con creces al de los hidrocarburos y la minería juntos. Como no se conocen, no existe ninguna preocupación acerca de su aprovechamiento; por lo tanto, se los quema y se destruye sus hábitat, principalmente en el suelo. Aparentemente ya existen colecciones de protistas bolivianos fuera del país, así que su extinción en Bolivia no debería preocupar a otros países que seguramente ya están aprovechándolos en sus industrias farmacéutica, alimentaria y de agricultura ecológica.

¿Estará el país condenado a desaprovechar todo el tiempo los dones de su naturaleza pródiga? Tal vez la maldición de los recursos naturales en el país tiene una representación menos etérea. Es la manera particular en que se acostumbra practicar política en el país. Si la variable política interfiere con decisiones técnicas, se produce una especie de cortocircuito dando como resultado una banalización de las acciones requeridas. Cuando no existía presión de uso sobre el bosque amazónico, la práctica de chaqueo era una alternativa ecológica adecuada y practicada ancestralmente por las poblaciones locales. La quema de la vegetación libera nutrientes solubles que son aprovechados por el cultivo en parches pequeños dentro de la masa boscosa; en el caso de los pastos, la quema elimina los pastos groseros y permite el rebrote de tejidos más tiernos, más apetecidos por el ganado. Al igual que muchos otros problemas ambientales, la sostenibilidad de la técnica del chaqueo depende de la escala. Poco es bueno, pero su exceso intoxica a la naturaleza, haciendo necesario buscar alternativas tecnológicas adecuadas a la escala masiva de aprovechamiento de la tierra. Esto provoca dos desafíos institucionales: (a) masificar el empleo de tecnologías ya disponibles y (b) crear nuevas tecnologías a medida de las necesidades.

Masificar el uso de tecnologías existentes

Un elemento clave para empezar a visualizar soluciones a la problemática tiene que ver con el conocimiento o la gestión de conocimientos. Conocimiento para el manejo de los recursos naturales es la capacidad de las personas de identificar problemas, patrones cíclicos y oportunidades de acción, es el entendimiento de los fenómenos y sus consecuencias, así como el marco teórico, supuestos, definiciones y valores que engloba y a veces lo respalda. Con sus propias características, este conocimiento está presente entre los productores y el personal técnico externo, pero con frecuencia no logran establecer una comunicación adecuada. Probablemente esto se debe a las diferentes formas de entender problemas similares entre productores con conocimiento local y técnicos con conocimiento formalizado. Las ciencias biofísicas formales o convencionales generan y expanden su fuente de conocimiento a través del empleo del método científico, que básicamente consiste en la prueba de hipótesis aplicando análisis estadísticos, los resultados son sometidos a revisión de pares para asegurar su rigor y transparencia, ingresando luego en un sistema académico complejo soportado por capital intelectual, financiero y político en los diferentes países desarrollados, lo que les garantiza una posición de poder de unos frente a otros. Los representantes o portadores de una parte de este conocimiento formal –su segmento general- en los países en desarrollo son las universidades e institutos de investigación que a su vez lo aplican en la formación de nuevos profesionales. En este contexto, el conocimiento local de comunidades y familias en los países en desarrollo aparece como un elemento marginal. Gracias a los esfuerzos de la cooperación internacional en Bolivia, ahora se considera que este conocimiento podría contribuir a enriquecer y complementar la base dominante del conocimiento biofísico formal también en nuestro país. Para los practicantes del desarrollo rural, los argumentos de equidad, justicia y eficiencia podrían resultar suficientes para justificar que los productores rurales no solamente definan su problemática, sino que se involucren en la creación e implementación de soluciones viables. Debido a las fallas de comunicación, aún cuando las comunidades rurales pueden considerarse expertas en las características de su medio ambiente y cuentan con un conocimiento agroecológico preciso para atender sus necesidades, lo expresan en formatos o circunstancias que dificultan y frustran el diálogo con los científicos convencionales, a pesar del interés puesto por ambas partes. El conocimiento local puede estar disperso entre varios productores o estar vinculado a momentos específicos del ciclo productivo. Por este motivo, la documentación, registro y codificación del conocimiento local es una tarea compleja que requiere apertura, creatividad y frecuentemente la ruptura de paradigmas previos. La validación científica del conocimiento local a veces choca con su carácter holístico y su incrustación con otros aspectos de la vida de los productores, dificultando el establecimiento de un marco conceptual apropiado para la validación. Por lo anterior existe el riesgo de trivializar y marginalizar el conocimiento local. No menos importante es la dimensión ética derivada de extraer conocimientos locales de su contexto, peor si se los presenta sin la participación de sus autores legítimos. Si se identifica el conocimiento local con el conocimiento indígena o con el conocimiento ancestral, también se corre el riesgo de que esta connotación origine otros dos sesgos contrapuestos: considerar románticamente este conocimiento como una panacea para resolver la problemática actual por un lado, o desecharlo por considerarlo a-histórico por el otro. Esto nos lleva a afirmar que el conocimiento está asociado con las posiciones de poder de sus portadores. Bordieu diría que la posición de los actores más poderosos respecto a que su conocimiento es global o universal, está vinculado al poder simbólico que exhiben, un poder que determina la validez y legitimidad del conocimiento, en la medida que refuerza su posición de poder. Este poder simbólico, junto al poder político y económico de los grupos sociales dominantes permite generar un sentimiento de naturalidad en el orden político establecido. En la práctica, esta posición política reduce el conocimiento local al reconocimiento de las destrezas de los productores, es decir lo reduce a su dimensión utilitaria con componentes cuantificables en el ámbito biofísico, dejando de lado su conciencia y cosmología. Cuando el rol asignado al conocimiento local es definido por agentes externos de desarrollo –ya sea por un exceso de compromiso, o para servir a intereses vinculados a modelos económicos o científicos- y no por los productores, estos conocimientos se subordinan al programa externo, pudiendo perder validez para el programa, aunque no para los productores. Por ejemplo, un programa de desarrollo podría afirmar que los bioindicadores que observan los productores ya no funcionan frente a un supuesto cambio climático. Surge la duda acerca de la pérdida real de validez de los bioindicadores frente a una posición de poder del programa para conseguir mayor equipamiento meteorológico de parte de sus financiadores.

Crear nuevas tecnologías a la medida de las necesidades

La innovación es el medio por el que una invención, idea o concepto nuevo se convierte en un proceso real, producto o mejora que da lugar a un incremento de la cantidad, calidad o sostenibilidad de la producción. Se sabe que la mayor parte del conocimiento necesario para la innovación ya existe y está disponible como bien público para proceder con la innovación. Esto ocurre con total naturalidad en el sector industrial y de servicios, pero tiende a experimentar restricciones en el sector de producción agropecuaria y forestal. La tasa de innovación rural depende fundamentalmente de aplicar los siguientes factores:

-          Implementar un proceso de investigación de alto rendimiento. Las universidades bolivianas en su mayoría carecen de políticas de investigación agropecuaria coherentes con las necesidades de los productores y por lo tanto tienden a reaccionar a coyunturas. Probablemente hoy más que nunca existen posibilidades de operar desde un enfoque agro-informático, es decir incorporar las nuevas tecnologías de información y comunicación, así como el software de soporte en la construcción de bases de datos, modelaciones y simulaciones productivas que permitan enfocar la problemática rural desde un punto de vista integral, aplicando ya sea el enfoque de sistemas de producción, manejo integral de recursos naturales o en el caso de zonas desaventajadas, el enfoque de gestión del riesgo agrícola. La simulación y modelación de procesos biofísicos asociados a rubros productivos de interés permiten establecer una conexión con modelos espacialmente distribuidos, lo que posibilita interpolar y hasta extrapolar los resultados de investigación a nivel de microcuencas hidrográficas, lo que significa un avance debido a la imposibilidad de implementar ensayos de campo para todas las condiciones agroecológicas posibles.
-          Innovar trabajando en equipo con los productores a través de una comunicación horizontal y abierta. Si hay una característica que comparten los buenos investigadores, sean productores rurales o científicos, es una actitud reflexiva, crítica, abierta al cambio y creativa. Hay que compartir información, fomentar las ganas de compartirla y proveer los medios para hacerlo. La información debe dejar de ser una fuente de poder y convertirse en una base de datos sólida de los equipos de investigadores. Es necesario democratizar el acceso a la información científica, ésta debe estar al alcance de todas las personas que la necesiten y debe tener la calidad necesaria para tomar buenas decisiones.
-          Tener objetivos claros, visión compartida y liderazgo estratégico es una condición similar para programas de innovación como lo es para cualquier emprendimiento organizado. Es necesario visualizar la investigación requerida en el largo plazo y las innovaciones a emprender en el corto plazo.
-          Vincularse fuertemente con los mercados y consumidores. Hay que construir oportunidades a partir del conocimiento profundo de la dinámica de la población urbana, de sus gustos y preferencias y de su evolución dinámica para establecer las estrategias que garanticen precios competitivos, calidad y cantidad de alimentos en los plazos oportunos y de acuerdo con las necesidades de la población consumidora. Conocer los gustos, cultura y capacidad de pago de la población urbana es uno de los insumos de información de mayor relevancia para la innovación agropecuaria y forestal.

Para organizar el proceso de innovación se debe establecer un arreglo organizacional que vincule adecuadamente prácticas de manejo y administración. Los operadores o facilitadores técnicos deben ser altamente autónomos, es decir el sistema de innovación tiene las características ideales para implementar una gestión del talento humano a través del coaching. Por último, hay que concatenar y articular competencias multidisciplinarias en tanto se empieza a construir capacidades transdisciplinarias. También entre profesionales convencionales existen tensiones, esta vez disciplinarias, a las que también se aplica el concepto de poder simbólico bourdiano.

A manera de conclusión

La tarea pendiente no es tanto sistematizar el conocimiento local como establecer proyectos, acciones y estrategias para reducir la distancia epistemológica y comunicacional entre los productores y los científicos, considerando su interés mutuo en temas y problemáticas similares. Para superar las dicotomías simplistas y restrictivas sobre el conocimiento local y global, indígena y científico, ancestral y moderno, se requiere la aplicación de metodologías que faciliten una comunicación efectiva. Existen muchas propuestas metodológicas que ayudan pero ninguna es perfecta. La aplicación de una u otra metodología per se no asegura que se incluya efectivamente a todos los actores en la toma de decisiones. Se requiere la participación de facilitadores que cumplan dos roles al mismo tiempo: facilitación metodológica para la participación de los actores y acceso a información con un conocimiento profundo de la problemática, para aportar con información actualizada en los momentos oportunos.

Se precisa emprender un proceso de aprendizaje adaptativo entre productores e investigadores formales para crear y compartir un conocimiento especializado y dinámico que permita dar solución a los diferentes problemas técnicos y socioculturales que provocan la decisión de quemar la vegetación. Cambiar gradualmente las prácticas de quema por prácticas de agricultura ecológica es una solución estable, sostenible y de largo aliento. No menos importante es acompañar este trabajo con un fortalecimiento de la normativa, básicamente pedir a los productores demostrar la función económica, social y ecológica que proponen para el uso de la tierra antes de obtener el derecho de uso.

Impactos ambientales de los chaqueos:

-          El fuego afecta la capacidad de los bosques de retener agua. Sin capacidad hidrológica plena en estos bosques, las inundaciones y períodos de sequía se exacerban.
-          Los sitios quemados empiezan a sufrir un proceso de erosión de suelos cuya intensidad depende de la pendiente del terreno.
-          En los bosques húmedos, gran parte de la precipitación está vinculada a la evapotranspiración de la cubierta vegetal. La quema de estos bosques disminuye la tasa anual de precipitación.
-          La quema disminuye las poblaciones de insectos, mamíferos, reptiles y aves. Varias especies de insectos, en especial las que habitan en la hojarasca son erradicadas. Incluso los animales que logran escapar de las llamas son afectados por la escasez de alimentos, y los requerimientos de territorialidad y abrigo que se produce después de la quema, haciéndolos más vulnerables a la depredación o disminuyendo sus tasas de reproducción.

jueves, 2 de diciembre de 2010

Ciudadanía

Por dentro
una celda oscura,
fría.
Por fuera,
aire irrespirable,
frío.
¿Y la libertad?
Tal vez un gorrión
conocía la respuesta.

jueves, 25 de noviembre de 2010

CHILE

En tu delgada franja geográfica,
donde te cantaran con voz mágica
aquellos poetas y trovadores
soñando tu libertad sin temores.

En aquellos tus campos ultrajados,
hasta las hierbas tienen candados;
donde se pierde un gemido en la noche
caen piedras al espectro del reproche.

En tu cielo latinoamericano
desde mi sol horizonte cercano;
donde las estrellas ya no se ven,
a causa de la niebla del desdén.

En esa tierra se encrespa el mar,
y se une al clamor popular
de gaviotas que empiezan a volar
contra la dictadura militar.

Llallagua, 5 de octubre de 1988

jueves, 18 de noviembre de 2010

La vigencia dinámica de los conocimientos ancestrales en la agricultura andina


Desde la inserción del enfoque agroecológico en el sistema agroalimentario se han desplegado múltiples esfuerzos teóricos y prácticos para comprender el rol de los conocimientos ancestrales en la agricultura andina. A través del presente artículo, se evalúa la vigencia de la tecnología tiwanakota de los suka kollus, campos elevados para la producción de alimentos bajo condiciones de elevado riesgo agrícola. Las condiciones actuales de tenencia de la tierra determinaron el fracaso de los esfuerzos para revalorizar y difundir esta tecnología ancestral, a pesar de sus bondades y potencial de mejoramiento de la producción. Tras la ejecución de un proyecto de desarrollo vinculado al estudio y difusión de los suka kollus, se ha concluido que: (a) los suka kollus son una tecnología altamente eficiente, pero que involucra una fuerte inversión de mano de obra, la que no siempre está disponible en las condiciones actuales; los productores han innovado sus sistemas productivos y ahora disponen de alternativas tecnológicas menos exigentes en mano de obra y con resultados casi similares a los suka kollus; (b) los suka kollus son una tecnología productiva a nivel de gestión de microcuencas y en este plano, de lograrse arreglos institucionales y comunitarios adecuados, podrían proyectarse al futuro como una alternativa de desarrollo agrario; (c) los suka kollus responden mejor cuando se emplea semillas mejoradas por métodos convencionales, lo que muestra que bajo ciertas condiciones, se puede lograr una sinergia en el empleo combinado de conocimientos científicos convencionales con conocimientos ancestrales. La importancia de la revalorización de los suka kollus en lo particular, y de los conocimientos ancestrales en general, en la implementación de políticas públicas en el contexto político boliviano actual, radica en su potencial para generar un nuevo modelo de desarrollo para el sistema agroalimentario.
1. Introducción
El paradigma agroecológico tiene dos fuentes de acceso a conocimientos, una de ellas es la ciencia ecológica, cuyas relaciones entre organismos, poblaciones y comunidades y entre los componentes abióticos crean un modelo interesante para analizar las relaciones que tienen lugar en los agroecosistemas y de esa forma sacar provecho de los flujos de energía, los ciclos de nutrientes y la dinámica poblacional, incluyendo las relaciones de competencia y mutualidad entre diferentes organismos (ver por ejemplo, Gliessman 2002). Como resultado de este enfoque, conceptos anteriores como plagas agrícolas o malezas dejan de tener la connotación negativa que se les asignó en la agronomía convencional, para convertirse en muchos casos en aliados del productor o en organismos indicadores de la salud de los agroecosistemas. La otra fuente de inspiración de la agroecología, es la evidencia de gestión local efectiva llevada a cabo por los productores rurales, quienes con frecuencia construyen sistemas productivos altamente sofisticados, caracterizados por contar con arreglos temporales y espaciales complejos, que les permite gestionar el riesgo de manera adecuada y contar con una corriente permanente de alimentos durante el año, para satisfacer sus necesidades familiares y generar excedentes para el mercado. En la región andina, específicamente en los alrededores del lago Titicaca, los conocimientos tradicionales de los productores están enriquecidos por una herencia de conocimientos ancestrales que se han transmitido generación tras generación, probablemente desde tiempos pre-incaicos. Esta riqueza cultural combina la ritualidad y la espiritualidad del pueblo aymara con conocimientos prácticos para la vida, en un contexto geográfíco complicado por sus condiciones climáticas extremas y su elevada altura sobre el nivel del mar, dando como resultado precipitaciones anuales inferiores a los 800 mm y una temperatura promedio anual de 9C. Precisamente las condiciones de aridez de los sitios de producción agrícola, han debido impulsar a que los pobladores antiguos de la zona agucen el ingenio para diseñar sistemas productivos que les permita modificar las condiciones ambientales, a fin de poder producir suficientes alimentos para su población. La tecnología de los suka kollus o campos elevados, seguramente surgió de esa manera. Los suka kollus, son sistemas de campos elevados o camellones con canales adyacentes que se construyen con la finalidad de drenar el agua y proveer un medio de cultivo idóneo en los humedales naturales, permanentes o temporales, que existen en los alrededores del Lago Titicaca (Angelo et al., 2008) Por muchos años, los suka kollus fueron desconocidos para los agrónomos convencionales, pero no para los pobladores locales, que los construían y modificaban permanentemente para adaptarlos a sus condiciones. Por ejemplo, es común encontrar en comunidades situadas en la parte norte del lago Titicaca una tecnología denominada “huisu kollus”, de construcción similar a los suka kollus, pero que opera a escalas menores. El descubrimiento de los suka kollus en las décadas de los 70s y 80s por parte de arqueólogos y agrónomos, y la demostración de que estas estructuras agrícolas tienen un potencial productivo sumamente elevado, con rendimientos que hasta llegan a duplicarse, marcó un auge de estas tecnologías, dando lugar a la implementación de proyectos de cooperación para su difusión (Roldan et al., 2008). Uno de estos proyectos fue el PROSUKO.
2. Objetivo
Se busca aportar a la discusión acerca de la revalorización del conocimiento ancestral y su aplicación en las condiciones actuales, a partir de la evaluación del caso concreto del rescate e incorporación de los suka kollus en los sistemas productivos.
3. Metodología
Este artículo toma en consideración datos de campo y reflexiones cualitativas participativas generadas durante la ejecución del Programa de Suka Kollus – PROSUKO, proyecto financiado por la cooperación suiza y ejecutado por la fundación InterCooperation. Asimismo, se explora analíticamente los aportes de publicaciones sobre conocimientos ancestrales, agroecología y políticas de desarrollo rural, con miras a contribuir en la construcción de una perspectiva un tanto más holística y pragmática respecto de la utilidad y aplicación en el contexto actual de los conocimientos y tecnologías ancestrales andinas.
4. Resultados
Las actividades de recuperación y revalorización de los suka kollus, en calidad de tecnología destinada a la gestión de los recursos hídricos para la producción agrícola, durante los 15 años de duración del PROSUKO, han generado una cantidad sustancial de conocimientos sobre esta tecnología y permiten establecer las siguientes conclusiones:
4.1 La tecnología de los suka kollus ha sido diseñada para poder emplear o habilitar los humedales naturales que se forman en los alrededores del lago Titicaca, en la producción de alimentos. Estos humedales o áreas pantanosas que pueden ser permanentes, pero también temporales porque podrían formarse solamente durante la época de lluvias, impiden la siembra de papa  y otros cultivos debido al exceso de humedad en el suelo, que pudre la semilla antes de que ésta pueda emerger. Por lo tanto, los suka kollus, son un sistema de campos elevados o camellones con canales de drenaje en los costados para drenar el exceso de humedad. Solamente sirven para áreas donde existen humedales naturales, es decir que tienen un área específica de aplicación, que en las condiciones del altiplano norte no supera las 100,000 hectáreas. Los intentos pasados para difundir los suka kollus en sitios áridos o con déficit de humedad fracasaron rotundamente, ya que la condición de un exceso de humedad y la necesidad para drenarla es la primera consideración para evaluar si un terreno será apto o no para la habilitación de suka kollus. Por este motivo, la recuperación de conocimientos y tecnologías ancestrales requiere de un análisis previo de contexto natural para evaluar si las variables ambientales son las idóneas o si la tecnología a recuperar se adecúa a las mismas.
4.2 Los suka kollus operaban en condiciones socioeconómicas diferentes a las que caracterizan al altiplano norte en la actualidad. Los tiwanakotas, cultura milenaria que diseñó los suka kollus, tenían acceso prácticamente irrestricto a los recursos hídricos y a los terrenos en las microcuencas de anegación permanente o temporal, donde pudieron establecer sistemas interconectados de suka kollus. Estos sistemas requerían de una fuerte inversión de mano de obra, la que no escaseaba en la época tiwanakota; además los canales interconectados formaban complejos diseños y patrones entre canales y camellones, según los terrenos y su topografía,  modificando sustancialmente el paisaje. De esta manera se optimizaba probablemente la producción de alimentos en los sistemas de suka kollus así habilitados. En la actualidad la tenencia de la tierra es familiar y como resultado de la Reforma Agraria de hace más de medio siglo, los terrenos familiares se han ido fragmentando a tal punto que hay familias que cuentan con menos de mil metros cuadrados para realizar la siembra de los alimentos del año. En estas condiciones, resulta poco práctico habilitar suka kollus, no solamente por la dificultad de drenar el exceso de humedad, sino porque los productores creen que los canales de drenaje les hacen perder valiosos metros de terreno donde podrían sembrar algo más. Adicionalmente, muchos productores rurales consideran que la inversión de trabajo para la reconstrucción de suka kollus no es compensada adecuadamente con el incremento de los rendimientos agrícolas. La escala de producción minifundiaria es un problema en el altiplano norte de muy difícil solución, aunque se han propuesto políticas de tierras que se orientan a la restauración de la propiedad comunitaria. Si estas políticas públicas fueran viables en el mediano y largo plazo, los suka kollus serían la alternativa ideal para la producción de alimentos en varias microcuencas del altiplano norte, ya que la producción en conjunto sería mucho mayor a la actual, aún con los espacios cedidos a los canales de drenaje, que en conjunto pueden constituir hasta un 25% del espacio habilitado para la producción. Lo que ocurre es que con el minifundio se pierde mucha eficiencia productiva y se desaprovechan economías de escala que, en contraste, son muy bien aprovechadas por los suka kollus. El aprendizaje general que podemos derivar de esta problemática consiste en la necesidad de evaluar el contexto socioeconómico para la difusión y revalorización de tecnologías ancestrales, ya que las ventajas de las mismas pueden ser oscurecidas por las problemáticas actuales que casi siempre tienen que ver con esquemas privados de tenencia de la tierra, muchas veces con una excesiva fragmentación de los terrenos agrícolas, que impiden no solamente la rehabilitación de tecnologías ancestrales, sino también procesos de mecanización, o la escasa disponibilidad de mano de obra de los trabajadores rurales, debido a la migración de los más jóvenes.
4.3 Los rendimientos de los cultivos en suka kollus son siempre más elevados que los cultivos en la pampa (Morales, 2008). Además, el incremento de los rendimientos llega a un máximo cuando se emplea al mismo tiempo suka kollus y semilla mejorada por métodos convencionales, frente a un testigo de siembras en la pampa y empleo de semilla del productor (sin mejoramiento de calidad). Esto tiene dos connotaciones fundamentales: (a) cuando los rendimientos se incrementan por unidad de terreno en el altiplano norte, quiere decir que existe una mayor extracción de nutrientes del suelo y se empieza a afectar los indicadores de la fertilidad de la tierra (Morales y Amurrio, 2001); si vamos a elevar los rendimientos primero hay que pensar en un programa de fertilización más intensivo a fin de mantener el nivel de fertilidad del suelo, lo que en las condiciones del altiplano es complicado, ya sea por los costos elevados de los fertilizantes de síntesis química, o por la escasez de materia orgánica disponible para fines de fertilización. Es muy importante pensar siempre en la sostenibilidad de las tecnologías ancestrales, a fin de evitar daños en el largo plazo, aún cuando se logren resultados interesantes en el corto plazo. Por otro lado, si los rendimientos se incrementan a nivel regional, los precios tienden a disminuir por la sobreoferta y los productores empiezan a perder aún teniendo buenas cosechas. (b) La otra connotación del incremento de los rendimientos consiste en el equilibrio de la producción con relación a los costos de producción. En condiciones de minifundio, el costo de la inversión de trabajo en la construcción de suka kollus es mayor a la corriente de ingresos que genera el incremento de los rendimientos; y esto se debe a que el costo de oportunidad del trabajo es mayor en la época en que se construyen los suka kollus, debido a que el trabajo de los productores es requerido por otros sectores, como el comercio o la construcción. La habilitación de los suka kollus requiere de un fuerte movimiento de tierras para la construcción de camellones y canales. Con frecuencia ocurre que los productores incumplen con las especificaciones técnicas referidas a las dimensiones de las obras, habiendo hallado que muchos productores están dispuestos a renunciar a un porcentaje de rendimientos, construyendo suka kollus con menores dimensiones, siempre y cuando el trabajo invertido en ellos les garantice una pequeña protección contra las heladas, evitando pérdidas mayores de la producción. Los productores encontraron soluciones sub-óptimas desde un punto de vista técnico, que sin embargo resultan ser las soluciones óptimas desde un punto de vista más integral del sistema de producción familiar, es decir cuando se incorpora la variable de la mano de obra realmente disponible. Esto dio lugar a la denominación de suka kollus ligeros o “light” a aquellos que tienen dimensiones menores a las recomendadas técnicamente, pero que aún así alcanzan un umbral aceptable de prevención de daños a los cultivos por efecto de las heladas. Hay que mencionar que la formulación de las especificaciones técnicas y protocolos de construcción de los suka kollus, ha tomado al PROSUKO y otras instituciones alrededor de 10 años de investigaciones de campo y modelaciones físicas de variables meteorológicas y agronómicas.
4.4 Las tecnologías ancestrales, desarrolladas para condiciones específicas y con objetivos puntuales para requerimientos que seguramente hacían sentido en el momento de su diseño, no son tan valiosas como tecnologías en sí, sino ante todo como una fuente de inspiración para un aprendizaje relevante. El PROSUKO aprendió en muchos años de trabajo que no eran los suka kollus lo que importaban, sino los principios científicos que los sustentan. El diseño del enfoque de gestión del riesgo agrícola, que posteriormente ha desencadenado un proceso amplio de investigación e innovación en la región del altiplano norte, precisamente fue inspirado por el análisis de las causas que llevaron a los antiguos tiwanakotas a diseñar los suka kollus. En las condiciones de elevado riesgo meteorológico y climático del altiplano norte, hay que evaluar los requerimientos de los cultivos con relación a las condiciones ambientales. Para este efecto existen varias alternativas tecnológicas, los tiwanakotas optaron por los suka kollus, pero existen otras opciones o caminos a seguir. Si en la antigüedad, el trabajo y la tierra no eran factores limitantes, en las condiciones actuales lo son. Por lo tanto, la alternativa tecnológica de la actualidad podría orientarse de manera un tanto distinta. En realidad, la implementación de un proceso de investigación participativa partiendo de la premisa de satisfacer los requerimientos de los cultivos ante condiciones ambientales que con frecuencia no garantizan los mínimos necesarios para la producción de suficientes alimentos,  dio lugar al diseño de un “paquete tecnológico” diferente, pero altamente valorado por los productores –en parte por ser ellos los autores principales del mismo-; éste consiste en la recuperación de bioindicadores naturales de la flora y fauna para establecer las probabilidades de ocurrencia de fenómenos meteorológicos de riesgo y la manufactura y aplicación oportuna de bio-preparados a partir de procesos de descomposición anaeróbica de insumos de disponibilidad local, como los diferentes estiércoles, levadura de pan, miel, suero de leche y otros. Como resultado del análisis de la información de los bioindicadores se sabe cuando existen mayores probabilidades de ocurrencia de fenómenos meteorológicos de riesgo, por lo tanto, los productores pueden prepararse anticipadamente para enfrentarlos. Los bio-preparados deben ser elaborados también anticipadamente, ya que su proceso de descomposición anaeróbica puede tomar entre uno o dos meses. La aplicación se realiza antes, durante o inmediatamente después de ocurrido un evento meteorológico dañino. Como resultado, este nuevo “paquete tecnológico”, producto de la innovación local reciente, permite llegar a resultados similares a los que garantizan los suka kollus, pero a menor costo, debido a la aplicación de tecnologías vinculadas más a la gestión de conocimientos que al trabajo.  La investigación de los suka kollus por parte del PROSUKO abarcó un conjunto de temáticas científicas que todavía pueden servir como fuente de inspiración para futuras aplicaciones agronómicas. Por ejemplo, la creación de un efecto invernadero en los camellones de los suka kollus, para defender los cultivos de las heladas, gracias al espejo de agua en los canales que los rodean, ha sido investigado con modelos físicos de transferencia de temperatura y humedad (Sanchez de Lozada et al 1998; L’home y  Vacher 2003) Estos modelos pueden abrir una nueva agenda de investigación participativa para mejorar la defensa contra heladas de nuevos cultivos y condiciones ambientales diferentes.
4.5 Los productores ancianos son los portadores de una especie de “biblioteca oral” de conocimientos y prácticas útiles para la vida en las condiciones específicas de cada sitio de producción agrícola. No solamente conocen a fondo los trucos de construcción de los suka kollus, incluyendo aspectos tan sofisticados como la preparación de los camellones con capas de grava y arena al fondo para mejorar el drenaje, alternándolas con capas de tierra y materiales orgánicos en proceso de descomposición, estos últimos destinados a generar un poco de calor adicional en el camellón como resultado de la descomposición, sino también pueden establecer con claridad cuándo y dónde implementar los suka kollus, con qué herramientas tradicionales, cuántos recursos hay que movilizar y cómo establecer el plan de producción y rotación de cultivos para estas estructuras agrícolas. Toda esta información normalmente es transmitida en idioma aymara y no ha sido documentada en el pasado. Durante muchos años, el PROSUKO había ignorado esta fuente de información, concentrado como estaba en conducir investigaciones biofísicas y agronómicas desde un punto de vista convencional. Sin embargo, durante los últimos años, con una apertura de enfoque hacia los productores, los colaboradores del PROSUKO encontraron fuertes indicios de que las investigaciones pudieron fortalecerse incorporando las percepciones y conocimiento de los ancianos en la especificación de las hipótesis de nuevas investigaciones. Con este nuevo enfoque, se ha acelerado la tasa de generación de innovaciones. El aprendizaje consiste en fortalecer la metodología de investigación de conocimientos ancestrales, iniciando siempre el proceso con una investigación exploratoria centrada en identificar a los ancianos portadores de conocimiento relevante y elaborar un listado de las tecnologías que podrían ser más útiles o con potencial de resolver problemas productivos urgentes. En las primeras etapas, el diagnóstico suele ser más cualitativo, pero a medida que se profundiza la investigación, se van añadiendo elementos cuantitativos de manera creativa, es decir no solamente métodos estadísticos relacionados con el diseño experimental, sino también métodos cuantitativos de investigación no experimental, análisis de datos categóricos, incluyendo regresiones logísticas, modelos multivariados, etc. Justamente, el momento principal para transitar de un enfoque cualitativo a uno cuantitativo tiene lugar cuando los mismos productores deciden que ha llegado el momento de empezar a medir la sensibilidad de sus innovaciones y plantean un modelo de medición basado en tres puntos: lo que ocurre en condiciones normales, lo que ocurre por debajo de estas condiciones y lo que ocurre por encima de estas condiciones. La medición de estos tres puntos es un inicio de procesos cuantitativos que hacen mucho sentido para la gente; el rol de los técnicos de acompañamiento radica en proveerles de métodos sencillos de registro y análisis de datos, recurriendo a procedimientos lúdicos. Existe todavía un área de desarrollo metodológico para la “innovación adaptativa”, en la que el PROSUKO apenas ha dado los primeros pasos. Una de las pistas más importantes radica en la adaptación del enfoque bayesiano de la estadística a la investigación participativa, fundamentalmente debido a que en el teorema de Bayes, la especificación de conocimiento a priori es afín al conocimiento tradicional en el sentido que no se puede probar científicamente al inicio, pero cuyos resultados se observan y tienen validez para los productores y por lo tanto, probablemente cuentan con una estructura científica todavía desconocida (Morales y Vicente, 2007). Un ejemplo respecto de este conocimiento tiene que ver con el empleo del aullido del zorro andino como bioindicador. Los ancianos relataron que el tipo de aullido les indicaba sobre las condiciones de la producción; cuando el aullido se quebraba, como si fuese lastimero, les indicaba un buen año agrícola. Además la época del aullido del zorro les indicaba la fecha aproximada de las siembras. Este indicador era considerado por los ancianos como uno de los más precisos y valía la pena estudiarlo con mayor detalle. Después de realizado un diagnóstico observacional, se pudo evidenciar que los zorros machos aúllan con mayor o menor intensidad aparentemente en dependencia con la emisión de feromonas por parte de las hembras. Estas señales químicas promueven el ritual del apareamiento entre estos animales, del que es parte el aullido del zorro macho. Si este aullido es ansioso, es un apremio del animal dominante para proceder con el ritual de apareamiento. La gestación dura aproximadamente dos meses y se espera que la camada nazca cuando exista una buena provisión de alimentos, especialmente ratones, los que a su vez dependen de que exista suficiente material vegetal para alimentarse, es decir que ya haya llovido lo suficiente como para que se haya iniciado el crecimiento de las plantas nativas y la síntesis de biomasa. Por algún mecanismo evolutivo todavía por investigarse, la hembra del zorro es capaz de pronosticar con casi dos meses de anticipación la llegada de la época de lluvias, de manera que emite las feromonas en el momento preciso para que el apareamiento, la gestación y el nacimiento de las crías coincidan con la disponibilidad de alimento. Si la hembra falla en el pronóstico, toda la camada estará en riesgo de morir y eso podría afectar en el largo plazo la supervivencia de la especie. Los ancianos no otorgan esta explicación, en su experiencia de vida la relación entre el aullido del zorro y el calendario agrícola es directa, no importa porqué sino que siempre se cumpla. Probablemente han recibido esta información de sus padres y seguramente este conocimiento se ha ido transmitiendo de manera oral generación tras generación. Sin embargo, en un enfoque bayesiano, este tipo de conocimiento es una fuente importante de información a priori, porque permite diseñar investigaciones más coherentes con la realidad social y cultural de las comunidades del altiplano. Además este tipo de conocimientos con frecuencia muestra una conjunción entre la agricultura y la ecología que los productores no separan; ésto lo hacemos los técnicos con formación universitaria por haber sido educados en la tradición positivista.
4.6 Los productores innovan de manera permanente y tienen una actitud crítica incluso ante el conocimiento ancestral. Esta observación proviene de varios años de trabajo conjunto con los productores y de haber sido testigo de los avances que van logrando en sus procesos productivos. No todos los productores tienen la misma actitud innovadora, así como no todos tienen vocación por la producción agrícola sostenible. Aquellos productores de vocación, que se  denominan a sí mismos yapuchiris (término aymara que significa sembrador de la tierra), construyen una agenda de investigaciones que normalmente no está registrada y puede tener muchas debilidades, al no ser una investigación sistemática el diseño y puesta en marcha de una innovación puede tomar mucho tiempo, pero en con los años logran dar respuestas eficientes a los diferentes desafíos que se les van presentando. Los productores de vocación a menudo son poco visibles en la comunidad porque tienden a pasar mucho tiempo en sus parcelas y menos en las actividades políticas, sociales o comunitarias. Debido a esta actitud han sido largamente ignorados por la comunidad y considerados a veces como los “locos” de la comunidad. Con frecuencia, las innovaciones generadas por estos productores no llegan a difundirse debido más a la actitud poco abierta al cambio de parte de los vecinos del productor, que a restricciones que imponga el productor innovador. Con el paso de los años, las mejores innovaciones son adoptadas gradualmente por los productores y son éstas las que mantienen la vigencia de los sistemas agrícolas. El PROSUKO, motivó a los yapuchiris a organizarse y a generar un servicio de asistencia técnica local en las comunidades. Los yapuchiris no fueron reconocidos rápidamente por los comunarios, pero en menos de dos años lograron posicionarse como ofertantes locales de servicios técnicos válidos y legítimos. El costo de las asesorías de los yapuchiris es barato y es cubierto por los propios productores, lo que le da sostenibilidad en el largo plazo. Gracias a la actitud constructiva y permanentemente cuestionadora de parte de los yapuchiris, se han logrado avances rápidos en la aplicación del enfoque del riesgo agrícola y se ha diseñado -en cooperación con los colaboradores del PROSUKO-, un esquema conceptual de seguro agrario para pequeños productores que incorpora innovaciones institucionales, que no habríamos podido concebir trabajando por separado ni técnicos ni yapuchiris. El trabajo de equipo, con discusiones abiertas y reflexiones agudas, permitió poner en marcha el esquema de seguro agrario y hacerlo funcionar correctamente. En la actualidad éste es un producto boliviano con calidad de exportación que ha sido premiado internacionalmente y está siendo incorporado en los marcos legales del gobierno central. Esta experiencia demuestra la naturaleza dinámica del conocimiento tradicional, que puede tener como fuente de inspiración el conocimiento ancestral o antiguo, pero siempre está adaptándose a las condiciones cambiantes del entorno, aunque con sus propias limitaciones metodológicas. En las condiciones actuales, los cambios del entorno se están haciendo cada vez más pronunciados, debido a: (a) la incursión de mercados competitivos para productos agrícolas, como la quinua, que hasta hace pocos años era un alimento tradicional poco valorado por los consumidores urbanos, (b) la modificación gradual de las condiciones ambientales de la producción, incluyendo los cambios climáticos, o (c) por la dinámica migratoria en las comunidades, que gradualmente van quedándose sin personas jóvenes. Para enfrentar estos cambios, es importante apoyar metodológicamente el empate entre el conocimiento científico convencional con el conocimiento tradicional, de manera que se acelere la tasa de innovaciones.
5. Conclusiones
La recuperación y revalorización de conocimientos ancestrales, siendo una posición cultural deseable, debe conducirse tomando en consideración la complejidad de los cambios a que ha sido sometida la sociedad rural actual. La pregunta que siempre debemos plantearnos antes de iniciar un proceso de revalorización de conocimientos ancestrales es: ¿cuál es la adecuación ambiental, socioeconómica y cultural de la práctica, tecnología o conocimiento que deseamos recuperar? Por ambiental comprendamos el ambiente biofísico y las relaciones entre los diferentes componentes bióticos y abióticos del agroecosistema, incluyendo la ecología de poblaciones, las relaciones de competencia o complementariedad entre especies, los ciclos de nutrientes y del agua, así como los efectos en las cadenas tróficas. La adecuación socioeconómica tiene que ver con las condiciones de producción, la tenencia de la tierra y de los otros medios de producción, la complejidad de la disponibilidad y uso de la mano de obra, la existencia de capital social y el acceso a los insumos requeridos, así como las relaciones de distribución, intercambio y comercialización de los alimentos producidos. Por último, la adecuación cultural hace referencia al nivel de aceptación del conocimiento ancestral, y la manera en que éste se inserta en el sistema de valores y creencias de la comunidad, tomando en cuenta la posición actual de las comunidades, que en muchos casos podrían estar influenciadas por intervenciones externas de tipo más convencional, inclusive de índole confesional o política.
Por lo expuesto, parece que un siguiente paso es la construcción metodológica del proceso de recuperación del conocimiento ancestral, que involucra como primer desafío la conformación de un equipo de trabajo entre los técnicos externos y los productores que practican la innovación por vocación. Para esto, primero hay que identificar a este grupo de productores de vocación y tal vez levantar un inventario de las prácticas e innovaciones actuales, a fin de contar con la posibilidad de promover la difusión de técnicas “llave” –aquellas innovaciones de bajo costo, rápido retorno y elevado impacto en la producción local-. Las técnicas llave permiten romper con la inercia y resistencia al cambio inicial que las comunidades rurales suelen presentar. Lamentablemente, por la evidencia empírica, los suka kollus no son una técnica llave, debido a su elevado costo en trabajo para implementarlos, pero los bioindicadores sí suelen ser una técnica llave porque el proceso de investigarlos y clasificarlos logra entusiasmar a la mayoría de las personas, incluyendo niños, ancianos, mujeres y jóvenes. Además la aplicación de los pronósticos realizados en base a la información de los bioindicadores es inmediata y permite evitar daños a los cultivos, especialmente en zonas de elevado riesgo meteorológico. El proceso participativo del equipo de trabajo debiera recurrir a las metodologías etnográficas reconocidas por su efectividad, por ejemplo, los procesos de investigación-acción reflexiva y creativa (McIntosh, 2010), escuelas de campo, comités de investigación agrícola local – CIALs (Ashby, et al. 2001), desarrollo participativo de tecnologías y otros.
La evidencia sugiere que la construcción del proceso metodológico debe partir de un análisis y reflexión cualitativa acerca del conocimiento ancestral. Esta es una buena oportunidad para trabajar temas de autoestima y empoderamiento local, porque cuando la gente hace conciencia que sus antepasados le legaron una herencia de conocimientos para la producción, se siente identificada con un proceso histórico que debe continuar y que esta generación es responsable por aportar algo al mismo. Sin embargo, éste es solamente el punto de partida, ya que el enfoque metodológico debe empezar a adquirir elementos cuantitativos a fin de iniciar un proceso de “sintonía fina”, que permita establecer con claridad las especificaciones técnicas y protocolos de implementación de las tecnologías ancestrales. Hay que recordar la pérdida de tiempo y esfuerzos que significó la construcción de suka kollus en zonas donde no existía suficiente humedad. Por otro lado, un buen ejemplo de sintonía fina es el diseño y adaptación de los suka kollus “light” o livianos de acuerdo con las restricciones de mano de obra que enfrentan varias familias de productores. En este escenario metodológico, el enfoque bayesiano se perfila como un aporte importante para trabajar profesionalmente la recuperación de los conocimientos ancestrales, porque permite incorporar en la especificación de las hipótesis el conocimiento a priori, que vendría a ser el conocimiento ancestral, en especial aquel que sabemos que funciona bien pero no podemos demostrarlo científicamente.
Los resultados esperados de un proceso de investigación participativa que busca revalorizar profesionalmente los conocimientos ancestrales, reconociendo su calidad de conocimientos dinámicos, adaptables y de enfoque integral, serían al menos estos dos:
a) Acelerar la tasa de innovación agrícola para responder a los desafíos de un entorno rural cada vez más cambiante, del que se ha publicitado el cambio climático, pero que en realidad es más complejo, debido a la profundización de sus relaciones de mercado y la dinámica poblacional vinculada con la migración campo-ciudad.
b) Ampliar la base social de personas involucradas institucionalmente en la innovación, lo que tiene que ver con el reconocimiento explícito de los yapuchiris y de otros productores de vocación, así como de sus organizaciones tradicionales, orientadas a fortalecer los procesos productivos.


6. Bibliografía


Angelo, D.;  Mamani, S.; Morales, E.; Chipana, R. (2008) Suka kollus, una tecnología ancestral para el tiempo actual, IC-PROSUKO/COSUDE.


Ashby, J.; Braun, A.; Gracia, T.; Guerrero, M. P.; Hernández, L. A.; Quirós, C. A.; Roa, J. I. (2001) La comunidad se organiza para hacer investigación: experiencias de los comités de investigación agrícola local, CIAL, en América Latina, Colombia, CIAT.


Gliessman, S. R. (2002) Agroecología: procesos ecológicos en agricultura sostenible, Turrialba, CR - CATIE.


L’home, J. P.; Vacher, J. (2003). La mitigación de heladas en los camellones del altiplano boliviano. Bull. Inst. Fr. Études Andines. 32 (2): 377-399.


McIntosh, P. (2010) Action research and reflective practice: creative and visual methods to facilitate reflection and learning, New York, Routledge.


Morales, C.; Amurrio, P. (2001) Evaluación de propiedades químicas en suelos de suka kollus cultivados con asociaciones de forrajeras y alfa alfa, localidad Batallas departamento de La Paz, en Ecología en Bolivia 36: 39-53.


Morales, E.; Vicente, J. (2007) Reflexiones sobre innovación participativa y manejo adaptativo, IC-PROSUKO/COSUDE.


Morales, E. (2008) Efectos de los suka kollus en la productividad de la papa en el altiplano norte, en Revista de Agricultura 60(43):16-20.


Roldan, J.; Chipana, R.; Moreno, M.F.; del Pino, JL; Bosque, H. (2008) Suka kollus, tecnología prehispánica e riego y drenaje en proceso de abandono: estrategias mixtas de diseño y manejo, en: Taller tecnologías de información y comunicación (TIC) para la modernización de los sistemas de riego y valoración de los sistemas de riego ancestrales, Florianopolis, Brasil, CYTED/PROCISUR.


Sanchez de Lozada, D.;  Babeye, P.; Riha, S. (1998) Heat and moisture dynamics in raised field systems of the lake Titicaca region (Bolivia). Agricultural and Forest Meteorology 92(4):251-265.



martes, 13 de julio de 2010

El asesinato de la pachamama

Tú me dijiste que la respetabas, que ella no solamente era la representación de la Naturaleza, sino la imagen de la vida misma. Me dijiste que la amabas como amas a tu propia madre que te crió y trató de educarte lo mejor que pudo. Que cuidarla y amarla está en tus genes, y por eso al traducir el concepto de tu idioma nativo, se la podía considerar como la “madre tierra”. Y en un momento determinado me lo llegué a creer, tal vez no porque la gota horada la piedra, sino porque necesitaba creer en algo más allá de la entelequia de la fe –en el sentido aristotélico. Y que arteramente me engañaste. Lo empecé a sospechar allá por el 2005 cuando ya el aire de la Ceja se empezó a tornar irrespirable, como lo está hoy en todos los sitios urbanos de Bolivia. La estás asesinando por cumplir tu sueño americano. Sueño quizás distorsionado en tu imaginario de ciudadano de un país tercermundista. Tener una vagoneta a como de lugar –como los americanos-, y mejor si no te cuesta mucho. Entonces te traes una vagoneta enorme a diesel y usada, y procuras eludir el pago de impuestos con tus mañas recientemente adquiridas, y no te haces problema con la cantidad de contaminantes que emites al aire. No eres tonto. Si tú no lo haces hay miles o millones que lo están haciendo ahora mismo. Además hay que considerar que el diesel en Bolivia prácticamente te lo regalan en los surtidores de combustible; no puedes perderte esta oportunidad. Paradójicamente, yo sí me creí el cuento de la pachamama y llegué a amarla también de esa forma. Me parte el alma ver cómo destruyes cada día el futuro de las fuentes de agua potable de La Paz, el futuro de tus propios hijos y el de los míos. Hoy soy uno de los pocos tontos que camina por la ciudad procurando respirar lo menos posible, tapándome la nariz cada vez que pasas por mi lado de la acera, bañándome con el humo apestoso que emites orgullosamente al conducir tu chatarra. Sé que gozas al verme sufrir, y me estás convenciendo de que las ganas de tomar revancha contra todo el mundo, incluidos los inocentes, es algo que sí está registrado en tus genes.

martes, 15 de junio de 2010

Dejar de respirar, por higiene


¿Serías capaz de buscar un basural lleno de moscas, desnudarte por completo y revolcarte en la basura, embadurnándote hasta los labios con los restos de comida en descomposición? Pues estás haciendo algo parecido al respirar el aire de San Miguel en la esquina de la calle 21 y la avenida Ballivian, por donde pasan tantos y tantos vehículos a diesel, no solo buses, también camiones, minibuses, vagonetas y hasta autos –no sé como una fábrica de autos livianos puede ser tan irresponsable-. Para constancia, hoy cerca a las 8 de la mañana estuve parado en ese sitio y me puse a pensar, y también sentir, cómo las partículas apestosas de humo se iban introduciendo a mis pulmones. El humo de madera no causa tanto daño, porque tiene una mayor concentración de partículas “grandes”, a eso le llamamos PM10, porque son partículas mayores a 10 micrones, estas partículas grandes son atrapadas en las mucosas de la naríz, garganta y laringe, y las reconocemos fácilmente porque también manchan las camisas blancas. En cambio el humo de diesel tiene partículas “pequeñas” del tipo PM2,5  (menores a 2,5 micrones). Estas partículas no manchan la ropa y cuando las respiramos no son atrapadas tan fácilmente por las mucosas. Llegan con mucha facilidad hasta los alveolos pulmonares y por su tamaño pequeño atraviesan el espacio intersticial que separa los alveolos de los vasos capilares, donde se encuentran cientos de hematíes o glóbulos rojos, ansiosos por liberarse de las moléculas de dióxido de carbono y de recibir moléculas de oxígeno. Supongo que las sucias y pequeñas partículas de humo de diesel tienen la capacidad de acercarse a los hematíes, pasar inadvertidas entre ellos y dejarse arrastrar por el torrente sanguíneo. Supongo también que el aparato circulatorio carece de un filtro o un mecanismo para evitar que esas sucias partículas de humo de diesel circulen libremente por todo el cuerpo, hasta que algún rato –con algo de suerte-  sean expulsadas por el aparato urinario. Lo que sí está claro para algunos científicos, es que estas partículas provocan una irritación o inflamación de las paredes interiores de las arterias, también promueven la formación de coágulos dentro del torrente sanguíneo. Si esto ocurre en las finas arterias que alimentan el cerebro, sobrevienen los accidentes cerebro-vasculares o “embolias”, lo que significa que la obstrucción del conducto fino impedía circular a la sangre, cuya presión ocasionó su ruptura, desparramando la sangre en la matriz  circundante, es decir, en el cerebro. Mientras el semáforo de subida se pone en verde y el bus me bota el humo apestoso en la cara, continúo mi juego a la lotería: ¿será esta inspiración la que me provoque una embolia durante las próximas horas o días? Mientras lo averiguo, la desesperación me hace pensar en la necesidad de los seres humanos de evolucionar rápidamente para adquirir la capacidad de no respirar con tanta frecuencia, como algunos mamíferos acuáticos. Es difícil vivir en el tercer mundo contaminado.

jueves, 27 de mayo de 2010

Derrame de petróleo

Hasta hoy he tenido mucha suerte. Tengo una habilidad especial para encontrar bancos de peces en sitios remotos donde mis compañeros de la colonia normalmente no se atreven a volar. Yo simplemente intuyo donde están los peces, extiendo mis alas, vuelo un rato hasta ganar algo de altura, y me lanzo en un planeo rasante hacia el lugar. Nací con esta habilidad, pareciera que puedo oler a los peces a muchos kilómetros de distancia. Por otro lado, siempre levanto el vuelo contra el viento, porque esa fue la primera lección de honor que me enseñó mi padre; el placer de volar no es gratuito, así que debe costar al menos el esfuerzo de aletear contra el viento, sintiendo su fuerza contra el rostro y las alas. La segunda lección de mi padre fue aprender a volar muy cerca de la superficie del agua, tocándola sutilmente de cuando en cuando con la punta de las alas. En cambio, para tener éxito en la pesca, lo mejor es ponerse a favor del viento, de modo que la caída en picada hacia el pez sea contundente. Creo que he aprendido mucho de mi padre, y aunque ya ha fallecido hace un tiempo atrás, poner en práctica sus enseñanzas me acerca diariamente a ese su espíritu combativo. Mis compañeros saben que conmigo tienen asegurado el almuerzo, así que simplemente me siguen. Hoy ya llevábamos volando dos horas y de repente distinguí claramente un cardumen de arenque cerca de la superficie, con sus plateados cuerpos resplandeciendo al sol; había llegado el momento. Debí ganar un poco de altura en mi vuelo, tal vez llegar a unos diez metros de la superficie y de pronto me lancé en picada con mis alas y patas echadas hacia atrás, mi pico apuntando al pez elegido y mis ojos atentos a su movimiento errático en el agua. Durante mi veloz caída en picada, hice girar lentamente mi cuerpo; uno o dos giros bastarán para introducirme como un proyectil dentro del agua y mi presa quedará atrapada dentro de mi pico, tal vez sorprendida por la repentina oscuridad. En mi caída, me di cuenta con satisfacción que mis compañeros me seguían y también se lanzaban en picada al agua. Pero el sabor del agua era raro y cuando salí a flote, el mar olía extrañamente a azufre; vi en los rostros de mis compañeros la misma expresión de asombro cuando salieron a flote. No importa, me tragué mi arenque con habilidad, la cabeza adelante para evitar que sus escamas me dañen la garganta. Luego pegué el brinco acostumbrado para levantar el vuelo contra el viento y extrañamente no pude remontar vuelo, había una sustancia grasosa extendida por mi cuerpo, por mis alas y patas que me impedía moverme con la facilidad acostumbrada. Mis hermanos graznaron primero suavemente y poco a poco con desesperación. No podíamos volar y estábamos todos manchados con una grasa oscura que flotaba en el agua. Nuestros esfuerzos desesperados nos agotaron y al final quedamos más embadurnados de grasa y completamente extenuados. Permanecimos flotando en el agua en silencio, mientras el sol empezaba a ponerse por el horizonte. Al amanecer tuve dificultades para que mis ojos se acostumbraran a la luz de la aurora; hice conciencia de haber pasado una noche terrible, el arenque que me comí me sentó pésimo y tuve tremendos dolores en el vientre. El olor a azufre me mareaba, pero no perdí el sentido por un solo momento y me parecía que el tiempo se había congelado en un cierto momento de la noche. Al mirar alrededor, algunos de mis compañeros flotaban muertos y otros agonizaban en silencio. Solo entonces hice conciencia que yo también agonizaba. Hasta ayer he tenido mucha suerte, pero hoy debo iniciar el ritual de la muerte. Me duele morir de esta manera indigna, manchado con quien sabe qué cosa espesa y maloliente, pero ya no tengo fuerzas para intentar el vuelo contra el viento, en realidad ya no puedo moverme. Padre, espera por mí que voy en camino, soy tu hijo, el pelícano pardo que enseñaste a volar.

martes, 25 de mayo de 2010

El compost y su microbiología

Los pastos podados del jardín, hojas caídas y otros restos vegetales son una valiosa fuente de alimentación para las plantas. Sin embargo, para que los nutrientes de estos restos vegetales estén disponibles para la planta hay que coadyuvar con su descomposición, es decir promover las reacciones químicas que permitan transformar moléculas complejas y poco asimilables para las plantas en moléculas más simples que puedan ser absorbidas por las raíces de las plantas. Las reacciones químicas para lograr esta transformación tienen lugar gracias a la acción de muchos microorganismos, fundamentalmente bacterias, hongos, microartrópodos y gusanos, los que colonizan los residuos vegetales en un proceso llamado compostaje. El producto resultante es el compost.

Microbiología del compostaje

El ciclaje biológico de nutrientes es indispensable para mantener la vida en el planeta y es mediado por una cantidad de microorganismos. La biotransformación es la modificación biológica que altera la estructura química de la materia orgánica. Durante la biotransformación se pueden sintetizar átomos o moléculas simples en moléculas más complejas, a este proceso se denomina biosíntesis. Si ocurre en sentido contrario, es decir la descomposición de una estructura molecular en sus componentes elementales, el proceso se denomina biodegradación.

El compostaje es el proceso de biodegradación de una mezcla de sustratos orgánicos sólidos por una población microbiana en condiciones aeróbicas. Este es un proceso exotérmico que produce energía en forma de calor, incrementando la temperatura del material en descomposición. El proceso pasa por una etapa termofílica que es seguida por dos fases mesofílicas. Durante el compostaje, se evidencia la formación temporal de fitotoxinas (metabolitos intermedios, amonio  y otros) Al final del proceso esta fitotoxicidad es completamente superada y el producto final es benéfico para el crecimiento de las plantas. El proceso de compostaje tiene como productos finales: dióxido de carbono, agua, minerales y materia orgánica estabilizada. El proceso empieza con la oxidación o descomposición de la porción de la materia orgánica fácilmente degradable. Posteriormente tiene lugar la estabilización, que incluye la mineralización de moléculas de degradación lenta y otros procesos más complejos como la humificación de los compuestos ligno-celulósicos.
Desde un punto de vista técnico el proceso de compostaje es interrumpido cuando la materia orgánica sin descomponer todavía constituye más del 50% del material original. De otra manera, el proceso de descomposición podría continuar hasta que todos los componentes orgánicos hayan sido completamente mineralizados. El producto principal se denomina compost, y puede definirse como un producto benéfico para el crecimiento de las plantas, estabilizado y sanitizado por un proceso controlado de descomposición de la materia orgánica inicial. El compost pasa por tres fases: (a) una fase inicial de descomposición rápida, (b) una fase de estabilización y (c) un proceso incompleto de humificación.

Existen tres motivos para la transformación de la materia orgánica fresca en compost : (a) evitar la fitotoxicidad de de la materia orgánica fresca y no-estabilizada, (b) reducir la presencia de microorganismos patógenos para humanos, animales y plantas, y (c) producir un fertilizante orgánico y un estabilizador de suelos a partir de desechos orgánicos y biomasa, que de otra manera contribuirían a una mayor contaminación ambiental.

1 Los sustratos

La descomposición de los materiales orgánicos durante el compostaje sigue las rutas bioquímicas normales en un proceso de degradación. Usualmente, los sustratos son biogénicos, es decir, se originan a partir de la actividad biológica de organismos autótrofos (fotosíntesis) o biomasa de organismos consumidores. Esto quiere decir que esencialmente todos los sustratos para compostaje son restos de plantas, animales y de origen microbiano, aunque con frecuencia predominan los materiales de origen vegetal.

1.1 Lignina

La lignina es el componente estructural más importante de las plantas y tiene la tasa más lenta de degradación. El contenido de lignina en restos leñosos varía de 18 a 30% La lignina es una molécula natural formada por el proceso de polimerización unidades estructurales o monómeros, que si bien no forman cadenas largas en la molécula de lignina, pero la variedad de enlaces entre monómeros básicos hace que la degradación de estas moléculas sea muy compleja. Con frecuencia, la descomposición de la lignina es de tipo co-metabólico, la liberación de energía producida por la degradación de la lignina es negligible. Los responsables primarios de la descomposición de la lignina son hongos que con frecuencia actúan como patógenos de los tejidos vivos. Los hongos que degradan solamente la lignina pero no actúan contra la celulosa son conocidos también como los hongos de la “pudrición blanca”, como el Trametes versicolor o el Stereum hirsutum. Hay hongos que degradan la lignina y la celulosa al mismo tiempo, como Pleurotus ostreatus.

Cuadro 1. Principales componentes de los materiales orgánicos para compostaje

1.2 Celulosa


La celulosa es el componente más abundante de los tejidos vegetales, por lo que está casi siempre presente en los residuos vegetales. Las moléculas de celulosa son cadenas de β-D-glucosa con un grado de polimerización de 40000. Su proceso de descomposición en el suelo resulta de la actividad de tres enzimas: (a) Las endo-β-1,4-Glucanasas separan los enlaces β-1,4 dentro de la molécula, formando cadenas largas con extremos libres. (b) Las exo-β-1,4-Glucanasas separan la celobiosa de los extremos libres. (c) Las β-glucosidasas hidrolizan la celobiosa, formando glucosa que es aprovechada por los microorganismos como fuente de energía.

Bajo condiciones aeróbicas, muchos hongos, bacterias y mixomicetos están involucrados en la degradación de la celulosa. La acción catalítica (destrucción mecánica de los elementos estructurales más grandes) por parte de la microfauna se considera importante. En general, los hongos son más importantes para degradación de la celulosa que las bacterias, lo que ocurre especialmente cuando la celulosa está incrustada en la lignina. Dado que la celulosa es rica en C pero carece en absoluto de N u otros elementos esenciales, la estructura micelial de los hongos constituye una ventaja competitiva. Algunos hongos que participan en la descomposición de la celulosa son: Chaetonium, Fusarium y Aspergillus. Entre las bacterias, participa el grupo de los mixomicetos, como Cytophaga, Polyangium y Sorangium. Tambien las Pseudomonas y géneros relacionados participan en la degradación de la celulosa, pero solo algunas especies de actinobacterias están involucradas.

1.3 Hemicelulosas

Entre las hemicelulosas el xilano es el componente más abundante y se encuentra en el rastrojo vegetal y los restos leñosos. El xilano está formado por pentosas o hexosas con un grado de polimerización de 30 a 100. Las enzimas que lo degradan son las xilanasas producidas por muchas bacterias y hongos.
La pectina está formada por cadenas de ácido poligalacturónico no ramificadas. Es degradada por la pectinasa, enzima muy común entre hongos y bacterias, entre ellos muchos patógenos vegetales.
El almidón está formado por amilosa y amilopectina. Esta última contiene residuos de fosfatos e iones de Ca y Mg. La degradación del almidón ocurre en dos etapas: la fosforolisis mediada por las fosforilasas y la hidrólisis mediada por la α-amilasa.

1.4 Mureina

La mureina consiste de cadenas no ramificadas de N-acetilglucosamina y ácido N-acetilmuramico. El ácido murámico se enlaza a través de los grupos lactil con diferentes aminoácidos. La mureina es el componente principal de de la pared celular de la mayoría de las bacterias.

1.5 Quitina

La quitina es menos abundante que la celulosa, aunque ambas moléculas son químicamente similares. La quitina tiene aproximadamente un 7% de N y un radio C/N aproximado de 5, lo que la hace importante para los organismos descomponedores. Muchos hongos, como el Aspergillus, y bacterias, como Flavobacterium, Cytophaga y Pseudomonas, son capaces de emplear la quitina como una fuente de N y C. La quitina es degradada por las exoenzimas a N-acetilglucosamina, que luego es transformada en fructuosa-6-P e incorporada en el metabolismo de carbohidratos. La quitina es el principal componente de la pared celular de los hongos y es la sustancia que se encuentra en el exoesqueleto de los insectos y crustáceos.

2 El compostaje como proceso discontinuo
La degradación de la materia orgánica en condiciones naturales ocurre generalmente en el suelo. Normalmente los sustratos en descomposición tienen contacto con la matriz del suelo circundante, con la que suelen intercambiar nutrientes y debido a la dispersión del material orgánico, la descomposición tiene lugar a temperatura ambiente.

El nivel actual de conocimiento sobre la microbiota involucrada en el proceso de descomposición depende grandemente de los estudios realizados con método tradicionales, como el aislamiento y la identificación de bacterias, actinobacterias y hongos. El compostaje induce una elevada actividad metabólica y el crecimiento de las poblaciones de microorganismos. El cambio constante de las condiciones del compostaje (temperatura, pH, aireación, humedad, disponibilidad de sustratos por descomponer) da lugar a un crecimiento exponencial de las poblaciones de microorganismos descomponedores para posteriormente pasar a fases más estacionarias. Las comunidades o consorcios microbianos presentes en cada momento son reemplazados por otros en intervalos relativamente cortos. El problema que se ha encontrado es que solo una pequeña parte de los microbios puede ser cultivada.

El proceso de biodegradación natural se puede comparar con un cultivo continuo de microorganismos y los factores que determinan su composición y cambios poblacionales son las condiciones externas, como la temperatura, humedad, calidad del sustrato, etc. En cambio,  durante el compostaje se crea artificialmente una secuencia de cultivos de microorganismos manipulando sus propiedades físicas, químicas y biológicas, así como sus efectos de retroalimentación e interrelaciones. Este proceso es complejo y dificulta la simulación y/o modelación debido a que las variables como la temperatura, aireación, humedad y otras están vinculadas con otras como la relación superficie/volumen de las partículas del material en descomposición. Para fines de simplificación, generalmente se asume que el compostaje es un proceso que consta de cuatro fases: mesofílica, termofílica, de enfriamiento y de maduración.

2.1 Fase mesofílica (25-40º C)

En esta fase inicial los componentes fácilmente degradables y ricos en energía, como las azúcares, son abundantes y sirven de alimento para especies de bacterias, actinobacterias y hongos que se conocen como descomponedores primarios. Cuando la influencia mecánica es pequeña, sin volteo de la masa en descomposición, también aparecen lombrices, ácaros, milípedos y otra mesofauna, que actúa principalmente como catalizadora de la descomposición. Dependiendo del método de compostaje, la contribución de estos animales es insignificante, la excepción es el vermi-compostaje. Se demostró que el número de organismos mesofílicos aumenta exponencialmente en la masa en descomposición, lo que provoca un aumento de la temperatura.

2.2 Fase termofílica (35-65º C)

Los organismos adaptados a temperaturas altas ganan una ventaja competitiva y gradualmente reemplazan a la flora mesofílica. Los organismos mesofílicos mueren y son degradados junto al sustrato degradable restante. La descomposición continúa siendo rápida y se acelera hasta que se alcanza una temperatura de unos 62º C. Los hongos termofílicos tienen un crecimiento máximo entre los 35 y 55º C. Las bacterias y actinobacterias termofílicas y termotolerantes permanecen activas a temperaturas más elevadas. La mayor parte de los microorganismos son destruidos a 65º C, la temperatura en la masa en descomposición puede llegar hasta 80º C. Se supone que este incremento final de la temperatura ya no se debe a la actividad microbiana, sino puede ser un efecto de reacciones abióticas exotérmicas producidas por enzimas liberadas previamente por actinobacterias. El perfil de temperaturas en la pila de compostaje indica que la parte central se calienta más y la temperatura va disminuyendo hacia la periferia. Por este motivo, es importante realizar un volteo regular de la masa para homogeneizar su actividad. Por otro lado, la fase termofílica es importante para higienizar la masa de compost. La mayor parte de los patógenos humanos y de los cultivos son destruidos, así como las semillas de malezas y larvas de insectos. La higienización del compost se debe no solamente a las elevadas temperaturas, sino también a la producción de antibióticos de la flora específica, cuya composición está dominada por actinobacterias.

2.3 Fase de enfriamiento (segunda fase mesofílica)
Cuando la actividad de los organismos termofílicos cesa debido al agotamiento de los sustratos, la temperatura de la masa empieza a disminuir. Los organismos mesofílicos cuyas esporas sobrevivieron o que son inoculadas desde afuera, recolonizan el sustrato. Mientras que en la fase inicial se observa un predominio de especies con la capacidad de degradar azúcares, oligosacáridos y proteínas, esta fase se caracteriza por el predominio de microorganismos que degradan el almidón y la celulosa; entre ellos varias especies de hongos y bacterias.

2.4 Fase de maduración

En la fase de maduración, la calidad del sustrato empieza a declinar y la composición de la comunidad microbiana se modifica en pasos sucesivos. Generalmente, la proporción de hongos se incrementa frente a una población bacteriana decreciente. Se forman complejos lignina-humus estables que empiezan a hacerse más abundantes.

3 Los microorganismos involucrados

3.1 Cultivo y técnicas moleculares

Existen muchos estudios y experiencias en el aislamiento y cultivo de las comunidades microbianas del compost. Sin embargo, solamente una proporción menor al 1% de los microorganismos del suelo puede cultivarse con las técnicas hasta ahora empleadas. Recientemente se han desarrollado otros enfoques basados en biología molecular, pero lo que queda claro es que en el compost existe una cantidad importante de especies de microorganismos todavía desconocidas. El desarrollo de la técnica analítica de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y el análisis de la secuencia del 16S rRNA ha permitido realizar nuevos estudios sobre la biología del compostaje.

3.2 Bacterias

La importancia de las bacterias libres durante el proceso de compostaje fue largamente ignorada, probablemente debido a la mejor visibilidad de los hongos y actinobacterias. Una temperatura de 50 a 65º C crea una ventaja selectiva para las bacterias en especial para el género Bacillus. Cuando las temperaturas exceden los 65º C, B. stearothermophilus puede empezar a ser predominante. Existe la hipótesis que muchas bacterias anaeróbicas serían comunes en las pilas de compostaje, pero hay muy poca investigación al respecto.

3.2.1 Actinobacterias

Las actinobacterias prefieren un medio neutral o ligeramente alcalino, tienen la capacidad de degradar sustratos relativamente complejos. Varias actinobacterias son tolerantes a las temperaturas elevadas e inclusive algunas son termofílicas para un rango de temperaturas de 50 a 60º C. La mayor parte de las actinobacterias se desarrollan bien en un medio con suficiente humedad y provisión de O2. Estas condiciones generalmente existen en las pilas de compostaje en las que los sustratos más fácilmente degradables, ya fueron consumidos por las bacterias y cuando la temperatura ascendió hasta unos 45º C. a partir de este punto se puede esperar encontrar consorcios de microorganismos con la participación de actinobacterias. Un caso especial es la preparación de compost como sustrato de cultivo de hongos Basidimycetes (setas). En este caso, el crecimiento de las actinobacterias es muy pronunciado y hasta se puede observar a simple vista. El crecimiento actinobacterial es crítico para el éxito del cultivo de Agaricus (champiñón) porque garantiza el reciclaje del amonio, evitando pérdidas de N, que podrían ocurrir cuando el sustrato se calienta más allá del umbral óptimo de los 48º C.

3.2.2 El grupo Thermus/Deinococcus

Miembros del grupo Thermus/Deinococcus viven en sustratos orgánicos con temperaturas de 40 a 80º C, logrando su crecimiento óptimo entre 65 y 75º C. Actualmente se sostiene la hipótesis de que las especies de bacterias del género Thermus, que normalmente habitan en sitios geotérmicos, se habrían adaptado a vivir en las composteras y estarían jugando un rol importante en la descomposición de la materia orgánica cuando las temperaturas se incrementan. También se ha logrado aislar en el compost varias bacterias autotróficas muy similares a las especies del género Hydrogenobacter que anteriormente se encontraban sólo en sitios geotermales. Estas bacterias no producen esporas y crecen a 60 80º C, con una temperatura óptima entre 70 y 75º C. Estas bacterias obtienen su energía oxidando sulfuros o hidrógeno, y sintetizan su materia orgánica a partir del CO2.

El Cuadro 2 muestra algunas especies de bacterias encontradas en composteras e involucradas en el proceso de compostaje

Cuadro 2. Proteobacterias que participan en el proceso de compostaje
Grupo Filogenético
Especie
Relevancia ecológica
Estadio de sucesión en la compostera
Alfa
Pseudomonas putida (raza ATCC 11172)
Patógena

Pseudomonas sp.


Methylosinus trichosporium
Metanotrófica

Caulobacter spp.

Inicial
Erythrobacter longus

Inicial
Beta
Nitrosospira briensis
Nitrificadora

Nitrosomonas europaea
Nitrificadora

Nitrosolobus multiformis
Nitrificadora
Medio
Gama
Escherichia coli
Patógeno potencial

Methylomonas methanica
Metanotrófica

Azotobacter chroococcum
Fijadora de N
Tardío
Salmonella sp.
Patógena

Streptomyces rectus


S. thermofusus


S. violaceus-ruber


S. thermoviolaceus


Streptomyces sp.


Nocardia sp.


Microbispora bispora

Termofílica
Actinomadura sp.

Termofílica
Forman endosporas, bajo GC
Bacillus stearothermophilus
Termofílica clásica

B. thermodenitrificans
Termofílica denitrificadora

B. brevis


B. circulans


B. coagulans


B. sphaericus


B. subtilis


B. licheniformis


Bacillus sp.
Patógeno potencial

Clostridium thermocellum


Clostridium spp.
Alunas son fijadoras de N
Anaeróbicas
Klebsiella sp.
Fijadora de N

Actinomycetes
Saccharomonospora viridis
Patógena

Streptomyces thermovulgaris
Patógena
Termofílica
Actinobifida chromogena


Thermoactinomyces vulgaris

Termofílica
Micropolyspora faeni


Pseudonocardia thermophila


Thermomonospora curvata


Th. Viridis


Th. sacchari


Deinococcus y grupo Thermus
Thermus sp.

Termofílica
Hydrogenobacter



3.3 Archae

Se conocen muchas especies termofílicas e hipertermofílicas de Archae. Estos organismos fueron aislados en pilas de compostaje solo en casos excepcionales, pero dado que se ha reportado una formación considerable de metano, se supone que se las podría encontrar aunque en bajas cantidades. La razón de que exista una relativamente baja abundancia de Archae en pilas de compostaje es probablemente su hábito de vida oligotrópico, con periodos largos de reproducción, lo que las haría poco adecuadas a condiciones rápidamente cambiantes del compost.

3.4 Hongos

Durante la fase inicial, los hongos compiten con las bacterias por los nutrientes disponibles en el sustrato. En vista de que la tasa de incremento máximo específico de las bacterias excede a la de los hongos, pronto los dominan en número. Además, los hongos precisan una buena aireación del compost, lo que no siempre es posible de lograr. Los hongos exhiben una menor termotolerancia y juegan un rol poco despreciable durante la fase termofílica. Una excepción es el compostaje de sustratos especialmente ricos en celulosa y lignina, donde los hongos prevalecen durante todo el proceso de descomposición. Al finalizar el compostaje, el potencial hídrico disminuye, mejorando las condiciones para el crecimiento de los hongos. La tabla 3 muestra algunos hongos encontrados en el compost.

Cuadro 3. Hongos que participan en el proceso de compostaje
Grupo Filogenético
Especie
Relevancia ecológica
Estadio de sucesión en la compostera
Zigomicetos
Mortierella turficola
Descomponedor

Mucor miehei
Fermentativa
Inicial
M. pusillus

Termofílico
Rhizomucor pusillus
20-55ºC

Rhizomucor sp.


Ascomicetos
Chaetomium elatum
Organismo del suelo
Inicial y final
Chaetomium thermophilum
Descomponedor
Termofílico
Dactylomyces crustaceus


Aporothielavia leptoderma


Thermoascus aurantiacus

Termofílico
Thielavia thermophilia


Basidiomicetos
Armillaria mellea
Celulolítico y lignolítico
Mesofílico
Clitopilus insitus


Pleurotus ostreatus


Lentinus lepideus


Fomes sp.


Coprinus sp.
Coprófago
Inicial
C. cinereus
Coprófago
Inicial
Lenzites sp.


L. trabea



Aspergillus fumigatus
Descomponedor de madera
Meso- y termofílico

Humicola insolens
Patógeno potencial
Termofílico

Thermomyces lanuginosus

Termofílico

Paecilomyces sp.
Celulolítico


Scopulariopsis brevicaulis
Celulolítico


4. Balance del carbono y nitrógeno

Durante el compostaje la materia orgánica sigue diferentes patrones de descomposición: mineralización, humificación y degradación parcial. En un proceso bien manejado, cerca del 50% de la materia orgánica se convierte en CO2, H2O, sales minerales y energía; el 20% sufre transformaciones metabólicas complejas que forman sustancias húmicas y el 30% es degradado parcialmente por procesos aérobicos y anaeróbicos, dando lugar finalmente a moléculas orgánicas menos complejas. Esta última fracción puede variar de 30 a 60%; los factores que afectan esta variación son el sistema de compostaje aplicado, la duración del proceso, el sistema de aireación, la calidad física y química del sustrato, el tamaño de las partículas, la relación C/N del sustrato y el perfil de temperaturas.

Todas las transformaciones microbianas del nitrógeno que ocurren en la naturaleza, también tienen lugar durante el compostaje, aunque en diferentes escalas. En el compostaje, las fases más importantes son la mineralización, nitrificación y asimilación. El nitrógeno asimilado por los microorganismos pasa a formar parte de compuestos orgánicos en las células de los organismos y se constituye en una forma de evitar pérdidas de este nutriente.

La fijación del nitrógeno y la denitrificación son eventos anaeróbicos que pueden ocurrir en muy pequeña escala durante el compostaje. El contenido total de nitrógeno del material en descomposición se reduce fundamentalmente debido a la volatilización del amonio. Sin embargo, la relación C/N disminuye durante el compostaje debido a que las pérdidas de carbono, en forma de CO2, superan a las pérdidas de nitrógeno.

Los compuestos orgánicos que contienen nitrógeno producen amonio libre al mineralizarse. Si este amonio no es oxidado inmediatamente por las bacterias nitirificadoras, se volatiliza en la atmósfera. También pueden ocurrir pérdidas adicionales de nitrógeno durante el compostaje por el fenómeno de la denitrificación, proceso microbiano anaeróbico que reduce los nitratos a N2. Por esta razón es importante reducir al mínimo los espacios de la pila de compostaje donde podrían crearse condiciones anaeróbicas. Algunas bacterias denitrificadoras pueden actuar en condiciones termofílicas a 65º C (Bacillus sp.) y otras en condiciones mesofílicas (Pseudomonas, Paracoccus). Todavía se desconoce el impacto e importancia de la oxidación anaeróbica del amonio, lo que podría ser una pregunta relevante para evaluar el potencial de generación de gases de efecto invernadero del compostaje.

Aun cuando ocurren pérdidas de nitrógeno, también se observa una recuperación parcial cuando el material está a punto de concluir el proceso de compostaje, debido a la actividad de bacterias fijadoras de nitrógeno atmosférico. En la fase mesofílica, se han aislado bacterias como Azospirillum, Klebsiella, Enterobacter, Bacillus, Clostridium. La fijación biológica del nitrógeno es inhibida por la presencia de amonio y por las temperaturas elevadas. Por este motivo la actividad de la nitrogenasa es mayor durante las últimas fases de la descomposición.
Durante la primera etapa del compostaje, la nitrificación autotrófica es fuertemente inhibida por las temperaturas altas, el pH y la concentración de amonio. Las bacterias que oxidan el amonio, como Nitrobacter, resultan ser las más inhibidas por las condiciones del medio. La nitrificación heterotrófica, operada por bacterias como Arthrobacter y Actinomyces y eumycetes como Aspergillus flavus y Penicillium, parece ser menos condicionada por el entorno. Es más, parece que la producción de nitratos en esta etapa inicial se debe casi exclusivamente a la acción de microorganismos nitrificadores heterotróficos. Estos microorganismos nitrificadores heterotróficos y aquellos que asimilan directamente el amonio para su metabolismo anabólico son los agentes más importantes para reducir los efectos negativos de la volatilización del amonio, como la pérdida de nitrógeno de la masa de compost.

5. Análisis microbiológicos para la determinación de la madurez del compost

Es difícil determinar la estabilidad y madurez de una muestra de compost solamente a través del análisis visual o cualquier otro procedimiento particular. El compost que ya no experimenta una descomposición rápida y cuyos nutrientes se encuentran fuertemente enlazados se denomina estable. En contraste, el compost inestable todavía libera nutrientes al suelo debido a que la descomposición del material orgánico continúa a una velocidad apreciable. El compost inestable puede ser útil para ciertos usos, como aquellos en que se desea una liberación rápida de nitrógeno. Por otro lado, el término estable también se refiere al grado de fitotoxicidad del compost. Un compost inmaduro contiene por lo general una mayor cantidad de sustancias que inhiben el crecimiento de la planta, que un compost estable.

El análisis tradicional del compost se ha enfocado en la determinación de su concentración de NPK y micronutrientes, como se hace con otros fertilizantes. Sin embargo, el compost es mucho más complejo que un fertilizante y su aporte más significativo para la planta puede estar más allá de la provisión de minerales al suelo para la nutrición vegetal. El componente microbiológico del compost determina la manera en que actuará como un inoculante del suelo y como agente supresor de patologías vegetales. Se podría avanzar incorporando otros análisis como la determinación del pH, contenido de amonio, relación C/N y pruebas de germinación y crecimiento vegetal en macetas. Sin embargo, todavía falta desarrollar criterios para evaluar la calidad y el grado de madurez del compost. Estos deberían incluir análisis microbiológicos debido a que la actividad microbiológica del compost determina no solamente su producción, sino también el uso y su impacto en la calidad de los suelos.

Dado que el compostaje es un proceso biológico, la descomposición continuará después de la recolección de muestras, por lo que su almacenamiento adecuado es importante, a fin de que no se alteren los resultados de las pruebas microbiológicas. Este cuidado es menos importante para análisis químicos. Si las muestras serán analizadas en menos de 24 horas, se recomienda mantener las muestras en contenedores aislados que mantendrán la temperatura de las muestras para evitar que los organismos termofílicos sean reemplazados por una comunidad mesofílica. Si los análisis se realizarán después de 24 horas, se recomienda reducir la temperatura de las muestras a 2º C.

El análisis microbiológico estándar del compost consiste en determinar la densidad de seis tipos de microorganismos: bacterias aeróbicas, bacterias anaeróbicas, hongos, actinobacterias, pseudomonas y bacterias fijadoras de nitrógeno. Existen procedimientos adecuados para evaluar las poblaciones de estos organismos en el compost maduro, pero se requieren estudios locales para establecer las curvas de calibración específicas en diferentes lugares, como en El Alto. Una forma simple y rápida para evaluar la madurez del compost radica en la determinación de la temperatura del material. Para climas templados, si la temperatura del compost es mayor que la temperatura del aire en 8ºC o más, se puede concluir que el compost es todavía inestable.

La prueba de calentamiento espontáneo del compost en frascos de vidrio térmicos o termos provistos con un termómetro, puede ser útil para verificar su grado de madurez, relacionándolo con el aumento de temperatura. Un compost maduro se calienta poco o no modifica su temperatura. Esta prueba se efectúa durante diez días, registrando la temperatura máxima diaria. El diferencial de temperatura se compara con la siguiente tabla:

Diferencial de temperatura (en ºC)
Grado de Descomposición
Descripción
>40
I
Grado de descomposición muy inicial
30-40
II
Grado de descomposición inicial
20-30
III
Descomposición media
10-20
IV
Buena descomposición
0-10
V
Descomposición avanzada o completamente concluida

La degradación microbiana que ocurre en condiciones aeróbicas se denomina respiración. La materia orgánica se convierte en agua, CO2, componentes inorgánicos y ácidos húmicos. La actividad respiratoria está relacionada con el aprovisionamiento de materiales degradables. La actividad respiratoria se determina a través de la medición del consumo de O2 o la producción de CO2.

La tasa de uso de oxígeno representa el grado de actividad biológica. Para aplicaciones en horticultura y jardinería, se considera estable una tasa  <20 mgO2/kg compost seco* hora, en cambio para aplicaciones agrícolas extensivas una tasa <100 mgO2/kg compost seco* hora es considerada suficientemente estable. Actualmente existen sensores automatizados para medir rápidamente la tasa de respiración del compost, como el test de Solvita (www.woodsend.org). Por otro lado, se vienen desarrollando métodos innovadores para determinar la madurez del compost, como la determinación de perfiles fisiológicos a nivel de comunidad, las pruebas de actividad enzimática y las pruebas de análisis de comunidades basadas en la determinación de ADN. Cualquiera que fuera el procedimiento analítico empleado, los resultados deben ser interpretados cuidadosamente, ya que un compost frío, seco o muy salado podría no respirar aún cuando no alcanzó el nivel adecuado de estabilidad.

Fuente: adaptación libre de Diaz, L.; De Bertoldi, M.; Bidlingmaier, W. 2007. Compost science and technology.