ANÁLISIS DE FLUJOS EMERGÉTICOS EN LA
DINÁMICA TERRITORIAL DEL MUNICIPIO DE
SANTANDER DE QUILICHAO CAUCA
ANALYSIS OF EMERGENT FLOWS IN THE TERRITORIAL
DYNAMICS OF THE MUNICIPALITY OF SANTANDER DE
QUILICHAO - CAUCA
Isabella Torres León
Universidad del Cauca, Colombia
Olga Lucia Cadena Durán
Universidad del Cauca, Colombia
pág. 5064
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i1.16207
Análisis de Flujos Emergéticos en la Dinámica Territorial del Municipio de
Santander de Quilichao – Cauca
Isabella Torres León1
isabellatl@unicauca.edu.co
https://orcid.org/0009-0007-0156-2880
Universidad del Cauca
Colombia
Olga Lucia Cadena Durán
olgacadena@unicauca.edu.co
https://orcid.org/0000-0002-1243-8152
Universidad del Cauca
Colombia
RESUMEN
Se evaluó la sostenibilidad ambiental del sistema de producción convencional de caen el municipio
de Santander de Quilichao, se analizaron 4 subsistemas: a) producción agrícola, b) beneficio húmedo,
c) transporte loca y d) postcosecha. Los datos fueron obtenidos a través de información secundaria, se
utilizó el método emergy para evaluar el desempeño ambiental de los sistemas de producción
agropecuarios, pasando por la cuantificación y análisis de los principales flujos de recursos naturales
y económicos y el cálculo e interpretación de indicadores de sostenibilidad. La investigación
arrojo como resultado que el uso total de emergía es de 3,56E+21 sej, donde el principal aporte se
concentra en el uso de los recursos autóctonos. Adicional, sobre los indicadores emergéticos, se obtuvo
una carga ambiental (ELR) de 22,07, una tasa de rendimiento emergético (EYR) de 1,05 y una
sostenibilidad emergética (ESI) de 0,05. En conclusión, los indicadores muestran que existe eficiencia
energética en la producción pero que a largo plazo el impacto hacia los ecosistemas se hará evidente,
puesto que, el actual sistema de producción causa impactos ambientales, por lo tanto, se requiere
implementar sistemas de producción que sean sostenibles ambientalmente, donde se propicie el
desarrollo de modelos de producción sostenibles en la siembra, el cultivo, la cosecha y la postcosecha,
que a largo plazo contribuyan a la satisfacción continúa de las necesidades de los agricultores.
Palabras clave: agropecuario, café, emergía, sostenibilidad
1
Autor principal.
Correspondencia: isabellatl@unicauca.edu.co
pág. 5065
Analysis of Emergent Flows in the Territorial Dynamics of the Municipality
of Santander de Quilichao - Cauca
ABSTRACT
The environmental sustainability of the conventional coffee production system in the municipality of
Santander de Quilichao was evaluated, analyzing 4 subsystems: a) agricultural production, b) wet
milling, c) local transportation, and d) post-harvest. The data were obtained through secondary
information, using the emergy method to evaluate the environmental performance of agricultural
production systems, through the quantification and analysis of the main flows of natural and economic
resources and the calculation and interpretation of sustainability indicators. The research showed that
the total use of energy is 3.56E+21 sej, where the main contribution is concentrated in the use of
indigenous resources. In addition, regarding the emergy indicators, an environmental load (ELR) of
22.07, an emergy yield rate (EYR) of 1.05 and an emergy sustainability (ESI) of 0.05 were obtained. In
conclusion, the indicators show that there is energy efficiency in production but that in the long term the
impact on ecosystems will be evident, since the current production system causes environmental
impacts, therefore, it is necessary to implement production systems that are environmentally sustainable,
where the development of sustainable production models in planting, cultivation, harvesting and post-
harvesting is encouraged, which in the long term contribute to the continued satisfaction of the needs of
farmers.
Keywords: agriculture, coffee, emergency, sustainability
Artículo recibido 08 enero 2024
Aceptado para publicación: 15 febrero 2025
pág. 5066
INTRODUCCIÓN
Muchas de las actividades productivas agropecuarias se realizan basadas en la priorización de utilidades,
sin tomar en cuenta aspectos sociales y ambientales, dentro de esas actividades la producción de café en
Colombia se ha desarrollado sin considerar el análisis ambiental y, por tanto, existe la limitación de un
modelo sostenible en los sistemas de producción convencionales. Se presenta el caso queen el proceso
de cultivo e industrialización del café, solamente se aprovecha el 5 % del peso del fruto fresco en la
preparación de la bebida, el 95 % restante está representado por residuos” (Cortés et al. 2020), residuos
que se reflejan principalmente en el uso del agua, ya que uno de los factores más afectados por el
proceso del café es el agua, debido a su alto consumo en la despulpada” (Cortés et al. 2020), puesto que
se utilizan “entre 40 y 50 litros de agua por kilogramo de café pergamino seco” (Rodríguez et al. 2013),
cantidades que terminan contaminando y afectando la flora y fauna en los ecosistemas. En ese sentido,
la producción de café ocasiona impactos negativos al medio ambiente, tales como la contaminación de
fuentes dricas, deforestación, degradación del suelo, disminución de la biodiversidad, entre
otros. Lo anterior ha llevado a la sociedad a replantear los procesos de producción y a implementar
prácticas orientadas a la sostenibilidad.
Actualmente, los intentos por alcanzar una mayor sostenibilidad en la caficultura radican en la
implementación de sistemas agroecológicos en la producción a través del desarrollo de mercados de
productos orgánicos que involucren comercio justo e impulsen las cadenas agroproductivas, entre otros.
Sin embargo, para lograr la sostenibilidad en la producción de café es necesario, evaluar y cuantificar el
grado de sostenibilidad en el que se encuentra. Para ello, es posible utilizar metodologías como el
análisis emergético, que evalúa la sostenibilidad mediante la interpretación de índices emergéticos
calculados con base en lo propuesto por Odum (1996) que “denota los diferentes flujos de energía, tanto
de la economía como de la naturaleza, que fueron incorporados al sistema productivo del café” (Odum,
1996, como se citó en Suca et al. 2014).
Dado que el desempeño energético se relaciona con la manera en que la energía es empleada en los
procesos de producción, en tal caso la emergía, se define como “la energía accesible requerida directa o
indirectamente para fabricar un producto o proporcionar un servicio” (Odum, 1996, como se citó en
pág. 5067
Torres & Siche, 2016). De tal manera, que en todos los procesos productivos en el que se transforma
materia existe un flujo de energía que tiene una entrada (input) y una salida (output).
La unidad de Emergía es el emjoule y se refiere a la energía útil de un tipo consumida en las
transformaciones. La emergía tiene en cuenta diferentes formas de energía y recursos (ej.: luz del sol,
agua, combustibles fósiles, minerales). Cada una de estas formas de energía se produce a través de
procesos de transformación en la naturaleza, y tiene una determinada capacidad para realizar trabajo,
tanto en sistemas ecológicos como humanos (Brown y Ugliati, 2004 como se citó en Acevedo, 2015a).
Para esta investigación, se entenderá por energía, todas las fuentes de entrada de energía útil en un
sistema agrícola de la caficultura. Los índices de sustentabilidad desarrollados por HT Odum (1971)
definen la sustentabilidad respecto a la cantidad y calidad de energía transformada por un sistema de
producción en particular. El análisis emergético utiliza el diagrama de tres brazos que facilita el cálculo
de los índices (como se citó en Acevedo, 2015b) según figura 1.
El análisis emergético sugiere la creación de diagramas de tres brazos en donde a la izquierda se
contabilizan las entradas al sistema de recursos naturales renovables (I=R+N), en la parte de arriba se
ubican la mano de obra y los recursos que entran al sistema (F=M+S) y a la derecha las salidas del
sistema (Y). Se describen los índices y las ecuaciones del análisis energético (tabla 1).
METODOLOGÍA
La investigación integra elementos cuantitativos en el estudio de la interrelación entre la eficiencia
energética, la dinámica del territorio y el desarrollo y elementos cualitativos en la visualización y
comprensión de los procesos emergeticos del municipio. El análisis se centró en el estudio general del
municipio de Santander de Quilichao en el departamento de Cauca, se trabajó principalmente con
información secundaria con el fin de analizar las dinámicas de energía existentes a través de la
metodología emergética propuesta por Odum (1996), basada en cuatro etapas: a) elaboración de un
diagrama, donde se representó el diagrama del sistema de producción de la caficultura en el municipio
de Santander de Quilichao a través de cuatro etapas identificadas: producción, beneficio húmedo,
transporte y postcosecha; b) cálculo de los flujos identificados, donde se elaboró una tabla de flujos de
emergía a partir de información secundaria.
pág. 5068
En la tabla 2, se agruparon los flujos en recursos renovables de la naturaleza, recursos no renovables de
la naturaleza, materiales de la economía y servicios de la economía; c) cálculo de índices energéticos
donde se cuantificaron cada una de las contribuciones. Los flujos de los recursos utilizados en ambos
sistemas se enumeran en términos de energía (J), masa (kg), o dinero (S), para luego calcular los flujos
de emergía respectivos (seJ/año) utilizando la transformidad; y, d) interpretación de los índices de
rendimiento de emergia, carga ambiental e de sostenibilidad de emergía. Dada la disponibilidad de
información, los datos utilizados como insumos corresponden al año 2022. A menos que se mencione
explícitamente en la tabla 2, los valores de transformidad utilizados fueron tomados de Odum (1996).
Descripción del territorio
La industria de café representa parte fundamental en la economía colombiana, convirtiéndose en un
sector importante en las dinámicas económicas y sociales de la ruralidad. En el departamento del Cauca,
los principales 9 municipios productores de café según Ranking son: Piendamó (8,87 %), El Tambo
(8,36 %) Morales (7,68 %), Cajibío (6,81 %), Caldono (5,97 %), Páez (5.56 %), Inzá (5,38 %), Timbío
(5,02 %) y Santander de Quilichao (4,05 %). De acuerdo con el Comité de cafeteros del Cauca, el 99,4
% de los caficultores son pequeños propietarios de cultivos con un tamaño inferior a 5 hectáreas, los
cuales se ubican en el 94,7 % del área de café Caucana (s.f).
El municipio de Santander de Quilichao se encuentra ubicado al sur occidente de Colombia, en la zona
norte del departamento del Cauca, a 97 Km al norte de Popayán y a 45 Km al sur de Santiago de Cali.
La estructura económica del municipio está soportada en los tres sectores económicos: agropecuario,
manufacturero y de servicios. En este caso, el foco de estudio es el sector primario, puesto que la
vocación agropecuaria representa un peso importante en la economía, según el Dane (2018) el 54 % de
la población vive en la zona rural y el restante 46 % en la cabecera municipal, donde el café, la caña de
azúcar, la yuca, la piña, entre otros, son renglones de gran importancia que generan ingresos a los
agricultores.
En ese sentido: en el sector primario los cultivos más importantes son: la caña de azúcar, que ocupa el
47.12 % del área sembrada en cultivos transitorios y permanentes según distribución del uso actual del
suelo; en segundo lugar, el café con el 23.55 %; la piña con el 9.73 %; la yuca con el 6.79 %; la caña
panelera con el 2.78 %; y el plátano con el 1.87 %. Entre otros cultivos se pueden mencionar maíz,
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cítricos, fique, mora, lulo, mango, fríjol, tomate, arroz y habichuela que participan en menor escala
(Alcaldía municipal de Santander de Quilichao, 2020).
Según lo anterior, la producción de café es la segunda actividad económica más importante que practican
las familias de la región, de modo que “la distribución geográfica de la caficultura en el Municipio de
Santander de Quilichao de acuerdo a los estimativos de la Secretaría de Fomento Económico y
Medioambiental y del proceso de formulación del plan agropecuario corresponde a 73 de las veredas
del Municipio de Santander de Quilichao son productoras de Café” (Alcaldía municipal de Santander
de Quilichao, 2018). Según Federación Nacional de Cafeteros de Colombia el municipio tiene 3.880
familias caficultoras, distribuidas en 4.703 fincas que se ubican en un área aproximada de 3.710
hectáreas. En comparación con el departamento, el municipio se ubica en “el puesto 9 con una
participación del 4,05 % respecto al total departamental” (Comité de cafeteros del Cauca, s.f 2020).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Etapas sistema de producción de café del municipio de Santander de Quilichao (diagrama)
De acuerdo con la metodología emergética, los diagramas emergéticos permiten un inventario de las
“entradas” del sistema, al mismo tiempo que posibilita una amplia visión de cómo los recursos de energía
circulan dentro del sistema. En los diagramas emergéticos, los depósitos de los recursos naturales y sus
respectivos flujos son presentados en el lado izquierdo de la figura. En cambio, las entradas de materiales
y servicios externos utilizados por el sistema productivo y su respectivo flujo dentro del sistema están
ubicadas en el lado superior derecho de la figura. En el lado derecho se observa el intercambio del
sistema productivo con la sociedad, donde el producto producido por el sistema es vendido al mercado
a cambio de dinero, el mismo que será utilizado en la compra de materiales y servicios externos. En la
parte inferior del diagrama está representada la degradación de la energía durante todas las etapas hasta
la salida del producto final. (Suca et al. 2014b)
En la figura 2 se presenta el diagrama sistémico, en la cual se han delimitado los cuatros etapas
principales del sistema producción de café, también denominados subsistemas: producción, beneficio
húmedo, transporte y postcosecha.
En la figura 2 se puede observar elementos importantes para el funcionamiento del sistema de
producción convencional de los policultivos cafeteros en el municipio de Santander de Quilichao, en
pág. 5070
este sistema los flujos simples o de menor intensidad a la izquierda y los mayores y más complejos a la
derecha, adicional la energía disponible es transformada en energías que son aprovechadas en las etapas
siguientes del sistema. Según el flujo de procesos, el sistema productivo de café está formado por
productores de café, cuatro subsistemas y una interacción que sería el transporte, debido a que interactúa
entre dos subsistemas. De tal manera que, el café se cultiva de forma convencional y contempla diversas
etapas, desde la semilla hasta el beneficio y secado del grano; de modo que, el beneficio empieza con
la cosecha del café cereza, a través de la recolección manual de granos rojos en “cocos” con trabajadores
jornaleros, posteriormente es transportado al beneficiadero en hombros o dependiendo de la distancia
en caballos o carros, donde el café se recibe en la tolva, en algunos casos se procede a realizar de forma
manual selección de cerezas que floten en menor densidad (vanos) o de verdes y pintones,
consecutivamente pasa a la despulpadora de cilindro, el café cae a tanques para su fermentación y
después de un tiempo (aproximadamente 12 horas) se procede con el lavado, donde se extrae el
mucilago, pasando por la selección de flotes de café (vano) y quedando listo para el secado directamente
al sol a través de un secador tipo invernadero, una vez terminado el proceso se almacena en sacos de
cabuya.
Cálculo general de los flujos identificados. En la segunda etapa se cuantifico los principales recursos
naturales y económicos del sistema de producción agropecuario. En la tabla 2, se describe los principales
flujos identificados calculados. Dentro de los recursos renovables de la naturaleza (R) están la energía
solar expresada en recibida y absorbida, la lluvia manifestada en potencial químico y geopotencial y
viento, adicional de forma autóctona se encuentra la producción agrícola y la extracción forestal. El
recurso no renovable (N) aportado por la naturaleza es la perdida de suelo que se subdivide en suelo del
centro poblado, agropecuario y bosque, así como extracción de arena y arcillas. Los materiales y
servicios están considerados como aportes de la economía (F), es decir, son producidos por el hombre a
partir de los recursos naturales con valor agregado o directamente en forma de mano de obra, incluye
electricidad y transferencias.
El uso total de emergía es de 3,56E+21 sej, donde el principal aporte se concentra en el uso de los
recursos autóctonos (incluyendo la explotación no renovable de los recursos naturales) con un 72 %,
seguido de los flujos importados, con un 24 % y por último un aporte de 4 % de los recursos geo-
pág. 5071
biofísicos que componen el territorio, demostrando el alto grado de dependencia de este a sus recursos
autóctonos.
Frente a los flujos renovables (R), El principal flujo calculado corresponde a la lluvia en su potencial
químico y geológico. Siendo entonces el agua, el principal flujo de aporte a la productividad de los
sistemas agrícolas, pecuarios y forestales en el territorio. Demostrando, además, la importancia del uso
racional y el cuidado del recurso. Para los casos analizados, este flujo representa en total un aporte de
1,54E+20 sej para el municipio de Santander de Quilichao.
En cuanto a los flujos renovables autóctonos, se aprecia que el mayor flujo emergético que utilizan
fuentes de energía renovable primaria para la producción de algún tipo de energía secundaria,
corresponde a la producción agrícola, representando el 99 % del total. En este caso el sector primario
abarca una importante participación con un aporte de 9,23E+16 sej, lo que lleva a considerar que el
sector primario un lugar importante en la economía del municipio.
En los flujos no renovables (N), el cálculo de consumo emergético por pérdida de suelos muestra que el
principal flujo no renovable corresponde a la pérdida asociada a la urbanización que representa más del
80 %. La pérdida de suelo en procesos agropecuarios tiene un costo de 1,23E+20 sej cuyo efecto a largo
plazo podría demandar un mayor flujo emergético de recursos importados para compensar las pérdidas
en este rubro. En este caso es importante señalar que el esquema agropecuario del municipio ha estado
consolidado principalmente por el cultivo de la caña de azúcar, un monocultivo que ha terminado
desplazando comunidades (principalmente comunidades afrodescendientes) que se vieron obligados a
vender sus propiedades a los ingenios.
Y, por último, en la aplicación de un modelo de síntesis emergética los recursos importados (F) incluyen
electricidad, uso de combustibles, minerales, servicios y productos importados en la dinámica del
territorio. Sin embargo, dada la dificultad de encontrar datos específicos, se toma los cálculos propuestos
por Sepulveda (2017), donde se tomó el valor agregado del municipio de Santander de Quilichao y se
determinó el consumo de recursos importados, dando como resultado (F): 8,32E+20 sej, Adicional se
incluyeron los cálculos de recursos de transferencias y consumo de electricidad.
Una vez calculados los flujos a nivel general para el municipio de Santander de Quilichao, se procedió
a calcular los índices energéticos (tabla 3).
pág. 5072
El índice ELR es una medida de impacto ambiental derivada del sistema productivo, evalúa el balance
entre los recursos no renovables y renovables consumidos en el territorio, dando como resultado que, a
mayores valores, menor es la sostenibilidad del sistema bajo estudio. Este valor se hace más grande en
la medida en que se concentra una mayor actividad económica en los territorios, encontrándose valores
superiores a 1000 (Brown & Ulgiati, 2001, como se citó en Sepulveda, 2017. El resultado obtenido
(22,07), en este contexto se refleja un sistema que causa grandes impactos ambientales, sistemas con
gran dependencia al exterior en insumos como fertilizantes y agroquímicos.
La tasa de rendimiento emergético (EYR) permite medir en qué nivel los procesos existentes en el
territorio contribuyen con su desarrollo energético, vinculando el consumo emergético total, contra la
importación de recursos desde fuera del sistema. Ulgiati et al, afirman que valores superiores a uno,
indican que el sistema fue capaz de disponer energía primaria para la sociedad y cuanto mayor es este
valor, mayor es la eficiencia del sistema en la utilización de los recursos invertidos de la economía
(Ulgiati et al, 1995 como se citó en Torres & Siche, 2016). En este caso el resultado fue 1,05, valor
superior a 1 y muestra mayor nivel de eficiencia energética, la cual se debe al aporte de recursos naturales
de la economía.
El índice de sostenibilidad emergética (ESI) es un indicador que agrega el rendimiento y la carga
ambiental del sistema bajo análisis, permitiendo evaluar las posibilidades de desarrollo sostenible del
mismo. En el contexto estudiado los valores obtenidos en el cálculo de los indicadores ELR y EYR
muestran un panorama positivo y negativo, se evidencia también un bajo valor de sostenibilidad
emergética (0,05). Un índice de sostenibilidad emergética menor a 1 indica un problema temporal para
los territorios analizados, ya que explica que los productos y los procesos no son sostenibles en el largo
plazo (Ren, et al. 2013, como se citó en sepulveda, 2017) y refuerza el sustento de una economía
desarrollada, orientada para el consumo.
pág. 5073
ILUSTRACIONES, TABLAS, FIGURAS.
Figura 1. Diagrama de tres brazos utilizado por el análisis energético. Fuente: Adaptado de Acevedo
(2015).
Tabla 1. Índices y las ecuaciones del análisis emergético
Índice
descripción
Ecuación
U
Consumo total de emergía
R+N+F
EYR
Rendimiento de emergía: contribución de la naturaleza a la obtención de
procesos
Y/F
ELR
Carga ambiental. Impacto del sistema productivo sobre el ecosistema.
(N+F) /R
ESI
Índice de sostenibilidad de emergía: mide la contribución de la naturaleza sobre
la carga ambiental. Entre más grande sea el número el sistema es más sostenible
EYR/ELR
Fuente de consulta: adaptado de Acevedo (2015).
Figura 2. Diagrama sistémico de los policultivos cafeteros del municipio de Santander de Quilichao.
Fuente de consulta: elaboracion propia.
pág. 5074
Tabla 2. Flujos energéticos generales del municipio de Santander de Quilichao, Cauca.
Fuente de consulta: Adaptado de Sepúlveda (2017)
Tabla 3. Indicadores energéticos del sistema de producción agropecuario del municipio de Santander
de Quilichao.
Expresión
Santander Q.
R
1,54E+20
N
2,57E+21
F
8,32E+20
R+N+F
3,56E+21
N0+N1+R+F
3,56E+21
(NO+N1+R) /U
0,77
R/U
0,04
F/U
0,23
(R+N0) /U
0,12
U/ (área ha)
8,01E+16
U/X
7,83E+12
(Imp + N0 + N1) / R
22,07
U / (N0 + N1 + F)
1,05
EYR / ELR
0,05
Fuente e consulta: elaboración propia con base a Sepúlveda (2017)
No
Ítem
Valor entrada
Unidad
Transformidad
Emergía
(sej/unit)
RECURSOS RENOVABLES
1
Solar recibida
2,63E+18
J
1
2,63E+18
1
Solar absorbida
2,18E+18
J
1,21
2,64E+18
2
Lluvia, potencial químico
3,90E+15
J
18100
7,05E+19
2
Lluvia, geopotencial
8,29E+15
J
10100
8,37E+19
3
Viento, energía cinética
1,13E+15
J
1467
1,66E+18
R (Flujo renovable)
1,54E+20
ENERGIA RENOVABLE AUTOCTONA
Electricidad
336000
4
Emergía Producción agrícola
2,94E+11
J
336000
9,89E+16
5
Emergía Extracción forestal
1,27E+16
J
22100
2,81E+20
FUENTES NO RENOVABLES EN EL SISTEMA
6
Extracción de arena
9,76E+10
g
1310000000
1,28E+20
Extracción de arcillas
7,37E+10
g
1960000000
1,44E+20
7
Pérdida de suelos
Perdida suelo Centros poblados
1,74E+16
J
106000
1,84E+21
Pérdida de suelo Rural agropecuario
1,16E+15
J
106000
1,23E+20
Pérdida de suelo Rural bosques
5,27E+14
J
106000
5,59E+19
N0. Flujos Dispersos
2,07E+21
N1. Flujos Concentrados
2,72E+20
N Flujos no renovables
2,57E+21
RECURSOS IMPORTADOS
8
F
8,32E+20
9
Electricidad
2,82E+13
J
1,70E+05
4,79E+18
10
Transferencias
$ 2.560.000.000
$
2,31E+18
F (Flujos importados)
8,32E+20
Uso total = NO + N1+ R + F
3,56E+21
pág. 5075
CONCLUSIONES
En conclusión, fue posible identificar los elementos que componen el sistema emergetico del municipio
de Santander de Quilichao (Cauca), a pesar de las limitaciones de la información por considerarse a
nivel municipal, sin embargo, los indicadores demuestran que existe eficiencia energética en la
producción pero que a largo plazo el impacto hacia los ecosistemas se hará evidente, puesto que el actual
sistema de producción está causando impactos ambientales, por lo tanto, se requiere implementar
sistemas de producción (no solo del cultivo café) que sean sostenibles ambientalmente, donde se
propicie el desarrollo de modelos de producción sostenibles en la siembra, el cultivo, la cosecha y la
postcosecha, que a largo plazo que contribuyan a la satisfacción continúa de las necesidades de los
agricultores.
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