Institución Educativa rural Naranjal Quimbaya Quindío . 2013

1. Disminución del consumo de agua en el beneficio del café, mediante la elaboración de un bio - insumo agroindustrial que puede reemplazar la melaza o miel de purga y abonos, utilizando como materia prima la baba o mucílago de café recolectado. Institución Educativa rural Naranjal Quimbaya Quindío. 2013

2. ESTUDIANTES INVESTIGADORES • DANIEL QUINTERO RODRIGUEZ • CRISTIAN BETANCOURT FLOREZ • DANIELA ECHEVERRY • DANIEL ALEJANDRO DIAZ MORA • JONATHAN ALEXANDER VELEZ • CRISTIAN DAVID JARAMILLO QUINTERO • YEFFERSON FABRICIO ARIAS ARIAS • LUIS DAMIÁN GALLEGO CAVIEDES • LUISA FERNANDA HERRERA BOCANEGRA • JOSÉ ANDRÉS VALDEZ OSSA

3. TEMÁTICA Nuestra Institución educativa tiene una modalidad técnica agropecuaria. Donde se profundiza en asignaturas como producción agrícola, producción pecuaria e investigación. Éste proceso de experimentación investigación se desarrolló en éstas áreas académicas.

4. RESUMEN DE TRABAJO La investigación estudiantil se inicia desde la necesidad de disminuir la contaminación que causa a los afloramientos de agua la caficultura. Existen consumos muy altos de agua en las fincas que procesan (beneficiadero) el grano maduro de café. La Institución educativa cuenta con cultivo de café y con beneficiadero de café tradicional desde ésta necesidad como estudiantes internalizamos la idea y vimos la necesidad de contar con un beneficiadero ecológico para que desde lo educativo se pueda enseñar a los caficultores a conservar las fuentes de agua. Sumado a esto se integro la idea ecológica con el emprendimiento al fabricar un bio producto o bioinsumo el cual tienen como ingrediente principal el mucilago del café o baba que envuelve el grano maduro, fue así que con los docentes de la media técnica agropecuaria se consolido el proceso y hemos externalizado ésta idea traspasando las fronteras de la Institución.

5. PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN ¿Cómo es posible elaborar un producto de transformación de los residuos del café (mucilago) que pueda disminuir el consumo de agua en las fincas y permita también reemplazar la melaza en las actividades agrícolas de elaboración de abonos orgánicos, y en las actividades pecuarias siendo palatable en la producción pecuaria?

6. MARCO TEORICO • En términos de volumen tenemos que por cada kilogramo de café cereza se produce 91 ml de mucílago puro (Zambrano e Isaza), lo que daría una producción anual aproximada de 420.000 metros cúbicos. • Debido a la elevada cantidad de azucares reductores contenidos en esta fracción del fruto y a la facilidad de ser utilizados por los microorganismos, se confiere al mucílago un importancia industrial como sustrato en fermentaciones para la producción de metabolitos de interés económico (González, 1982). • El mucílago del fruto del café es rico en sustancias pépticas, de las que se podría obtener pectinas, de igual forma por su contenido de azucares se puede utilizar para la producción de miel y de alcohol etílico y por ende fermentación anaeróbica se puede producir gas metano (Calle, 1977).

7. Actualmente se está trabajando en Cenicafe, utilizando el mucílago, mezclado con la pulpa, como sustrato en la alimentación de la lombriz roja, con excelente resultados, tanto en la producción de lombricompuestos como en la producción de biomasa de lombriz (Dávila, y Ramírez, 1996). De igual forma se evalúa la utilización de mucílago del café en la alimentación porcina. Se determinó la proporción en la dieta, utilizando el subproducto como suplemento del concentrado y según el peso del animal, en 2 ciclos de engorde, cada uno de 70 días, encontrándose que en animales con peso mayor a 42 kilogramos se les puede suministrar entonces 2 litros diarios de mucílago manteniendo el 80%del concentrado requerido por el porcino, según su peso (Garavito y Puerta 1998).

8. Científicos del centro nacional de investigaciones del café, trabajan en la obtención de alcohol carburante o etanol, mediante la utilización de la pulpa y la baba del fruto del café y de los tallos que sobran del proceso de la renovación de los cafetales. • En Chinchiná Caldas han demostrado la viabilidad de producir al año 24 millones de galones, en la utilización de lo que se llama desechos de las plantas de café, en especial el mucílago o la conocida baba del fruto que abunda en las regiones productoras de 16 departamentos dedicados al cultivo. • El director de la entidad Gabriel Cadena hablaba de las bondades y que es un hecho que se podrá producir etanol, lo que genera ingresos adicionales a las 550.000 familias dedicadas a la siembra de café.

9. En el proyecto se invertirá este año 2 millones de pesos, recursos del Fondo Nacional del Café para las instalaciones de dos plantas en Manizales, en el municipio de Andes Antioquia, se trabajara con las cooperativas de caficultores encargadas de liderar el proceso tecnológico. • La producción anual de pulpa de café, en Colombia es de aproximadamente 2 millones de toneladas. En la mayoría de los casos, los procesos estudiados para su utilización han estado encaminados en hacer de la pulpa de café un producto apto para el consumo animal en forma de ensilaje o bien seco (Bressani 1978)

10. De igual forma se ha utilizado para la producción de abono orgánico, obtención de cafeína, extracción de proteína, sustancias pécticas y enzimas pictonolíticas. Otras posibilidades son la hidrólisis de la pulpapara producir melaza; la fermentación para la producción del alcohol y la obtención de una variedad de estratos para bebidas gaseosas, mermeladas y otros tipos similares de alimentos y para la producción de proteína unicelular (calle 1977; Bressani 1978). • Calle en 1977 en Cenicafé, realizó ensayos con la pulpa de café para producir gas metano, para la producción de levaduras alimenticias (Torulopsisutilis), para la propagación de hongos del género penicilium y Rhizopus Aspergillus Orizae, Bacillus mega Therium y Streptomy ces. (Se considera aquí la pulpa del café porque antes no se separaba del mucílago venia mezclada).

11. COMPOSICION FISICO QUIMICA DEL MUCILAGO DE CAFÉ. Extraído del mesocarpio o mucílago del grano, el cual logra un subproducto por medio de un proceso de desmucilaginación con un contenido aproximado de: 10% de azúcares (10º brix) el cual es expuesto a un proceso de evaporación al vacío, logrando niveles mínimos 20º brix y máximo 65% y 75% de AZUCARES (65º brix a 75º brix) obteniendo un producto terminado denominado CONCENTRADO DE MUCILAGODE CAFÉ con las características fisicoquímicas y microbiológicas adecuadas para la alimentación ANIMAL y HUMANA o como MATERIA PRIMA para la elaboración de carburante (etanol).

12. 1. Concentrado de mucílago de café, caracterizado por su composición contiene altos niveles de nutrientes. COMPOSICION DEL MUCILAGO Azúcares totales – 50% Materias pécticas totales – 33% Celulosas, cenizas, etc. – 17% Fuente: http://academic.uprm.edu/mmonroig/id59.htm Los principales azúcares que forman parte de la estructura del mucilago, son: arabinosa, xilosa, galactosa, fructosa y glucosa. De estos la arabinosa, xilosa y galactosa forman parte de la estructura insoluble del mucilago. Fuente: http://www.monografias.com/trabajos94/pulpa-cafe-consideraciones-su-aprovechamiento-biotecnologico/pulpa-cafe-consideraciones-su-aprovechamiento-biotecnologico.shtml Si analizamos los residuos que se producen en las diferentes agroindustrias, encontramos por ejemplo, que el fique utiliza solo el 20% de la biomasa producida en la industria, de la cerveza, sólo el 8% de los nutrientes del grano, en la industria del aceite de palma, y de la celulosa se utiliza entre el 9% y 30% respectivamente de la biomasa producida (zeri 1997) Para la industria del café se utiliza el 95% del peso del fruto fresco en la preparación de la bebida, el 9.5% queda en forma de residuo (Calle 1977)

13. COMPOSICION QUIMICA (%) DEL MUCILAGO DEL FRUTO DEL CAFÉ • Sustancias pépticas totales 35.8 • Azúcares totales medios 45.8 • Azúcares reductores 10.0 • Azúcares no reductores 6.7 • Celulosa = cenizas 1.7 Fuente Carbonell y Vilanova 1974.

14. CON TODOS ESTOS DATOS NOS DAMOS CUENTA QUE EXISTEN BENEFICIOS SOCIALES PUES SON MUCHAS LAS FAMILIAS QUE SE PUEDEN BENEFICIAR. DESDE LO AMBIENTAL SE PUEDE GENERAR UN GRAN IMPACTO A FAVOR DEL RECURSO AGUA, TAN DEPRIMIDO. DESDE LO TECNOLOGICO EL MUCILAGO TIENE TODO PARA SER AGROINDUSTRIALIZADO PORQUE SUS CARACTERISTICAS FISICOQUIMICAS ASI LO DEMUESTRAN FOMENTANDO LAS BUENAS PRACTICAS AGRICOLAS (BPA). DESDE LO ECONOMICO SE CONTRIBUYE A DISMINUIR LOS COSTOS DE PRODUCCIÓN EN LA CAFICULTURA COLOMBIANA Y A CREAR JOVENES SENSIBLES Y HACIA EL RELEVO GENERACIONAL RURAL, PUES VEMOS MUCHOS ADULTOS MAYORES EN SECTOR RURAL (sector primario de la economía).

15. OBJETIVOS QUÉ QUISIMOS HACER? Disminuir las cantidades de agua que se gastan para beneficiar el grano de café recolectado. Aprovechar el producto fabricado para alimentar animales y producir abonos.

16. CÓMO LO PLANEAMOS? Se hizo un cronograma de actividades, pero antes consultamos al respecto en libros e internet, luego nos informamos con funcionarios del comité municipal de cafeteros de Quimbaya y con ayuda de nuestros profesores se pudo organizar qué materiales, ingredientes y elementos se requerían.

17. PARA QUÉ LO HICIMOS? GENERAR BENEFICIO E IMPACTO EN LA COMUNIDAD RURAL PORQUE LAS ACTIVIDADES ECONOMICAS DEPENDEN MUCHO CAFÉ. CUMPLIR CON LAS ASIGNATURAS DE INVESTIGACIÓN, PRODUCCIÓN AGRICOLA Y PRODUCCIÓN PECUARIA.

18. OBJETIVOS ESPECIFICOS Conocer los procesos de beneficio tradicional y beneficio ecológico para el café recolectado que se desarrollan en la vereda y en la Institución educativa. Recorrer las fuentes de agua, analizando la situación actual ocasionada por la influencia de aguas mieles del beneficio de café disminuyendo la contaminación ambiental del suelo y las aguas de la quebrada ¨partidas¨ en los predios y/o terrenos y el sendero ecológico institucional. Conocer la situación agropecuaria actual de los estudiantes de la Institución educativa que viven en la zona rural, mediante la aplicación de encuestas e incentivando los procesos de agricultura orgánica en la comunidad educativa.

19. METODOLOGÍA Al ser nosotros los estudiantes gestores del proceso, se ha facilitado un proceso investigativo hacia el área rural, donde nos apropiemos del conocimiento y se retomen una serie de datos secundarios que nos aportó el medio, tanto a nivel de bibliografía, como de entidades relacionadas como el comité de cafeterosy las fincas cafeteras; también se logró recolectar información primaria de la vereda acerca del cultivo y beneficio del café mediante encuestas a los productores agropecuarios que tienen hijos vinculados a la Institución educativa, también la observación ha sido muy importante, ya que se constituyó en una herramienta básica del proceso de aprendizaje y registro de datos.

20. Éste proceso consolidó el diagnostico e interpretación; y por ende la toma de decisiones del equipo de trabajo para/ con el proyecto. La información proveniente de las encuestas se pudo analizar y tabular obteniendo datos más concretos acerca de nuestra situación agropecuaria, sabiendo más concretamente qué tenemos a ciencia cierta y hacia dónde nos podemos dirigir de forma productiva. Al vincular a la comunidad rural se puede integrar a los protagonistas del campo en la academia y hacia las entidades e instituciones que tienen que ver al respecto.

21. No cabe duda que darnos cuenta de la situación agropecuaria es preponderante para darle sentido dirigido a las variables o subtemas; como el gasto de agua pues para obtener 1 kg de café seco para vender se necesita de 50 litros de agua en su beneficio tradicional, por otros lado nos debemos ubicar en la producción orgánica, ya que si usamos agro tóxicos en los cultivos de café no se podría usar para alimentar las especies pecuarias con éste bioinsumo o biomelaza que sirve de suplemento en la nutrición. Las veredas en Quimbaya; objeto del estudio agropecuario obedecen a las siguientes: La unión, Morelia alta, Morelia baja y vigilante en el municipio de FilandiaQuindío. Se logró visitar la vereda Naranjal mediante una salida pedagógica de observación y reconocimiento agrícola y de beneficio del café cereza, allí se despegaron dudas retomando muchos conceptos e información y se vio el vertimiento del agua miel a la quebrada Partidas.

22. Se llegó dentro de los procesos de diagrama de flujo del producto al poder emplear equilibradamente los azucares de cada uno de los elementos del estudio como eran el mucilago del café proveniente del beneficio ecológico y las cantidades fisicoquímicas que componen la miel de purga o melaza comercial; de éstas maneras obtener un producto minimizando tiempos y métodos y a la vez aportando energéticamente las cantidades adecuadas como suplemento de las raciones pecuarias. De ésta manera se pudo experimentar con animales mono gástricos como fueron los cerdos de la Institución al suministrar la biomelaza; siendo aceptada en cuanto a palatabilidad y suplemento alimenticio sin inconveniente alguno para porcicultura de ceba y el cerdas de cría de la Institución.

23. Desde el punto de vista de sostenibilidad, el proyecto ha sido reconocido debido al potencial de descontaminación ambiental que satisface ya que las aguas mieles o el mucilago del proceso de beneficio del café al ser utilizados mediante estos métodos no llega a los ríos y afloramientos de agua, esto se ratificó mediante visita al sendero ecológico institucional y observar la incidencia de las aguas mieles en la quebrada ¨Partidas¨, la cual debemos conservar. Propender por la disminución de la contaminación y de ésta forma motivar la gestión de negocios al intentar ganar dinero con lo que antes representaba factor contaminante, siendo ésta investigación en nosotros la exploración en productos innovadores para el campo.

24. Así mismo la visita al jardín botánico de Calarcá nos abrió un campo más amplio para la conservación del ecosistema y la fragilidad de la intervención agrícola en la naturaleza, se reconoció una familia botánica (menispermáceas) poco conocida y aprovechada en nuestro medio la cual contiene altas cantidades de mucilago en su fruto siendo en la gran mayoría de los casos una planta de características de enredadera.

25. Mediante éste ejercicio investigativo se participó en la feria de la ciencia interna de la Institución educativa, posteriormente se logró el clasificatorio para ir a la feria municipal de la ciencia y la tecnología en Quimbaya donde ocupamos el primer lugar en la categoría de agroindustria y luego se clasificó para representar muy bien a nuestro municipio en la feria departamental de la ciencia y la tecnología donde fuimos felicitados por tan significativo trabajo de experimentación. En éste tipo de eventos se pudo divulgar e incentivar el trabajo realizado y que nosotros como estudiantes fuimos quienes explicamos el proyecto y la experiencia obtenida interactuando recíprocamente con otros estudiantes de otras instituciones educativas y otros proyectos científicos generando conciencia ambiental, productiva, social, cultural. Es así que la motivación en la sustentación fue la base para la exposición externa en ferias científicas pues como estudiantes desarrollamos competencias y visionamos los aspectos empresariales como salida integral emancipadora.

26. ENCUESTA APLICADA A LA COMUNIDAD RURAL

27. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES REALIZADAS 2012

28. PRESUPUESTO

29. RESULTADOS Y CONCLUSIONES • Al documentar y registrar un proceso investigativo se tienen muchas herramientas de base, en la elaboración de un producto final con muchos resultados. • La mentalidad y práctica empresarial es una solución para el mejoramiento de las condiciones de vida rurales e institucionales. • Mediante los procedimientos de elaboración de la biomelaza y los bio abonos; se puede establecer un pilotaje institucional con el fin de incentivar en los productores y entidades, las fortalezas para el establecimiento del proyecto en predios rurales que lo permitan.

30. Para emplear el mucilago de café como fuente de materia prima para elaborar la bio melaza y los bio abonos; NO se pueden fumigar con anterioridad los cafetales con productos agroquímicos que incidan sobre el producto final. • Se requieren impulsar programas hacia la comunidad que faciliten el desarrollo y ejecución del proyecto que a lo mejor en otro tipo de eventos se pueden conseguir éstas premisas. • En la actualidad existen más beneficiaderos tradicionales para el café recolectado que beneficiaderos ecológicos en las fincas cafeteras de la zona de influencia de la Institución educativa.

31. La utilización integral de subproductos del beneficio del café y de otros subproductos agropecuarios obtiene múltiples beneficios para las comunidades y de ahí la necesidad de fomentar ésta práctica. • La vinculación de incubadoras de empresas o planes de negocios para las buenas ideas estudiantiles que surjan en éstas convocatorias y que estos proyectos significativos no queden enmarcados en situaciones teóricas o en el mero papel. • Lo que se desea es darle continuidad al presente proyecto investigativo y seguir empleando el mucilago del café periódicamente en la Institución educativa, con el fin de disminuir los factores contaminantes y suplementar alimenticiamente los animales del Colegio.

32. En los productores agropecuarios de la zona de influencia de la Institución se está contaminando el medio ambiente debido a no contar con módulos ecológicos para el beneficio del grano cereza de café recolectado especialmente en épocas de cosecha. • Las exposiciones en las ferias de la ciencia generaron confianza y afianzaron nuestros conocimientos, al vencer el miedo de hablar en público y dominar el tema.

33. APLICACIONES Los aportes tienen que ver con socializar de que formas pueden los caficultores disminuir las cantidades de agua usando el beneficio ecológico para el café recolectado, y a la vez se pueden beneficiar fabricando productos como la bio melaza la cual contribuye a su economía para suplementar la alimentación de los animales de la granja y a elaborar abonos orgánicos que emplean ésta materia prima. Así es que hay un beneficio ambiental, económico, social y tecnológico usando técnicas al alcance de los productores agropecuarios.

34. APLICACIONES • Mediante éste tipo de experimentación se puede llegar a pensar en la transversalidad o interdisciplinariedad de los contenidos de diferentes asignaturas y procesos productivos de la institución educativa. • Valorar como estudiantes la Importancia de crear empresa. • Sensibilizarnos acerca de los recursos naturales en la comunidad educativa y los productores cafeteros y agropecuarios. • Vincular a los diferentes grados de bachillerato en un proyecto conjunto viendo viable la alternativa empresarial rural y el trabajo en equipo.

35. Desarrollar en el trabajo práctico las competencias en los estudiantes. • En la actualidad existen más beneficiaderos tradicionales para el café recolectado que beneficiaderos ecológicos en las fincas cafeteras de la zona de influencia de la Institución educativa. • Se debe estimular el establecimiento de beneficiaderos ecológicos en los productores de la zona y la descontaminación de las aguas.

36. Incentivar el desarrollo de ideas innovadoras en los estudiantes, así mismo en la recolección, análisis y tabulación de la información. • Que el estudiante vea beneficios integrales en quedarse en el campo, que vea el campo lleno de potencialidades y de cosas por descubrir, y no tenga una mentalidad muy urbana con miras de emigrar a los centros poblados. • Mayor vinculación de los productores y padres de familia hacia la institución educativa y las entidades que los pueden respaldar. • Desarrollo sostenible en la vereda desde la óptica cafetera tan difundida.

37. Con nuestro trabajo de investigación estamos aportando ideas para: • Consumo de agua en las actividades agrícolas • Fabricación y venta de productos orgánicos viables como negocio.

38. ANEXOS. Tabulación de encuestas • Producción agrícola del predio rural Existe potencial cafetero de ser empleado en el proyecto.

39. Tipo de cultivo de café La mayoría de los cafeteros encuestados tienen sembrado variedad caturra y arábigo los cuales exigen fungicidas para el control de la roya.

40. Área de cultivo de café • Los predios agropecuarios de la zona de influencia son medianos productores con respecto a la tenencia de la tierra.

41. Tipo de beneficiadero para el café El beneficio del grano de café en los productores de la zona se hace de forma tradicional, por lo tanto el café despulpado se lava al día siguiente y estas aguas van a los afloramientos de agua.

42. MÉTODOS DE FERTILIZACIÓN Se hace necesario que el productor no dependa tanto de insumos químicos para su producción y por ende nuestro proyecto puede generar un impacto positivo.

43. Origen del agua en las fincas La mayoría de los productores tienen acueducto del comité de cafeteros, sin embargo es representativo el uso de aguas sin tratamiento o la combinación de éstas fuentes y más en la influencia de la contaminación.

44. Disposición de los residuos líquidos Es importante que las aguas residuales reciban un tratamiento, pero las aguas del lavado del café no reciban éste tipo de tratamiento.

45. Uso de la pulpa de café El proyecto tiene grandes fortalezas debido a la no utilización de éste subproducto del beneficio del café que en la mayoría de los casos es combinado con el mucilago en éste proceso.

46. Uso del mucilago Al no utilizarse el mucilago resulta fundamental para desarrollar en la zona las implicaciones y oportunidades del proyecto.

47. ANIMALES DOMESTICOS EN LAS FINCAS Existen unos recursos en semovientes que pueden aprovecharse en el proyecto debido a la alimentación o suplementación animal.

48. Utilizaría el mucilago del café como bio insumo • Se puede contar en un momento dado con personas que se adhieran al proyecto, pero desde luego debe hacerse un programa de promoción y sensibilización comunitarias.

49. Fertilizaría los cultivos de manera orgánica • Ésta información nos sirve de utilidad para fabricar biomelaza con cultivos libres de químicos y para más adelante impulsar programas orgánicos en la producción agropecuaria.

50. Emplearía la pulpa como abono orgánico