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Editorial ¿Es posible que un país decida dejar de investigar? No. La investigación es clave, tanto para
el mundo de la enseñanza como de la empresa, pues la sociedad actual exige pensar, descubrir
nuevos conocimientos y aplicaciones que posibiliten avances tecnológicos, lo que se conoce
como I+D+i.
Sin inversión y apuesta por la ciencia un país no puede pensar en el progreso. Lo mismo
ocurre con cualquier compañía o institución que desee ser competente y proyectarse en un
escenario que exige de una visión internacional, puesto que lo local ha dejado paso a un
mundo globalizado marcado por las nuevas tecnologías y la inmediatez de la comunicación.
Brasil, Argentina, Colombia y Chile son los países de América Latina con mayor producción
científica, según una investigación de desempeño científico, realizada por Lutz Bornmann,
de la Max oPlanck Society de Munich (Alemania), y Loet Leydesdorff, de la Universidad de
Amsterdam (Holanda). Este estudio sitúa como ciudades mejor posicionadas en el mundo a
Londres, París, Karlsruhe (Alemania), Munich, Pisa (Italia) y Roma.
En Bolivia aunque la productividad no se pueda comparar a la de los cuatro países
latinoamericanos mencionados, también hay ciencia aunque se trabaje más tímidamente y
con menores recursos.
La Universidad Tecnológica Privada de Santa Cruz de la Sierra es consciente de esta
exigencia de I+D+i y con sus más de 20 años de vida afronta el reto científico, implicándose
en nuevos proyectos que tengan una implementación social y también logren educar y
generar una cultura científica en las nuevas generaciones de estudiantes universitarios que un
día dejarán las aulas y se convertirán en profesionales o bien optarán en dedicarse a la
investigación.
Con esta filosofía, la universidad presenta el número 1 de su revista de Investigación y
Desarrollo, “Ciencia, Tecnología y Sociedad”, con artículos redactados por docentes-
investigadores de UTEPSA y de otras instituciones, con el fin de contribuir al fomento de la
difusión científica y dar a conocer proyectos que actualmente se están ejecutando en esta
universidad y en otros centros.
La Revista UTEPSA Investiga está diseñada para la publicación de temas relacionados con
la ciencia, tecnología y sociedad, que quieran presentar los estudiantes, egresados,
investigadores, docentes y pensadores interesados en los temas relacionados, publicando
artículos científicos originales e inéditos, es decir, que no hayan sido publicados previamente
en ningún medio impreso, electrónico o digital (otras revistas, memorias de congresos, portal
web, CD-ROM) y que no estén sometidos a otra publicación.
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COORDINACIÓN
Federico Ernesto Viscarra, Ph.D.
Jefe del Departamento de Investigación, UTEPSA
COMITÉ CIENTIFICO Y EDITORIAL
Antonio Carvalho Suárez, M.Sc.
Rector, UTEPSA
Roger Lino Valverde, Ph.D.
Vicerrector Académico, UTEPSA
Pura Zapata, M.Sc.
Secretaria General, UTEPSA
Mónica Arauco Urzagaste, M.Sc.
Facultad de Ciencias Empresariales, UTEPSA
Jorge Ybarnegaray, Ph.D.
Academia Nacional de Ciencias, Bolivia
Gabriel Cifuentes, M.Sc.
Universidad de Boyacá, Colombia
REVISORES ARBITRALES INVITADOS
Fernando Javier Valdivia Antisolis
Universidad NUR
Blanca Elena Paz Pena
Universidad Autónoma Gabriel Rene Moreno
Luis Aníbal Cabaleiro Paz
Universidad Católica Boliviana
Carol Michelle Gainsborg Rivas
Universidad Privada de Santa Cruz
DISEÑO GRÀFICO
Mónica Arauco Urzagaste, M.Sc.
Facultad de Ciencias Empresariales, UTEPSA
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Contenido
1. Dispositivo de descarga electrostática para la seguridad ocupacional .......................5 Roberto Carlos Vera
2. Plan de mercadeo para la empresa “La Crema-Liroyaz” en Boyacá .......................... 18 Ana Mercedes Fraile Benitez
Jairzinio Barón Rodríguez
Paula Camilo Riaño Villamil
Nicolás Esteban Cortés Sánchez
3. Corrosión y erosión a diferentes ángulos de impacto en películas delgadas de
TiCN/TiNbCN ................................................................................................................ 32 Carlos Ramírez Martín
Gabriel Ricardo Cifuentes
4. Capacidad de carga turística para el Jardín Botánico Municipal de Santa Cruz ......... 47 Luisa R. Arancibia Arce
5. Impactos del clima y de la concentración de dióxido de carbono en la producción
agrícola: maíz y soya en las Tierras Bajas de Bolivia ................................................ 59 Federico Ernesto Viscarra Riveros
6. Estilos de vida en los universitarios cruceños.......................................................... 88 Roger Mario Lino Valverde
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1. Dispositivo de descarga electrostática para la
seguridad ocupacional Recibido: 12-07-2016 / Revisado: 25-09-2016 / Aceptado: 27-09-2017
Roberto Carlos Vera, M.Sc.
Docente Universidad Tecnológica Privada de Santa Cruz (UTEPSA), Bolivia.
encargado.lab.cienciasbasicas@utepsa.edu
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Resumen
En la vida diaria, muchas personas han experimentado una situación desagradable al tiempo
de bajar de un coche o poner la mano en la chapa de una puerta metálica u otros fenómenos
cotidianos, experimentando un choque eléctrico. Ésta es una pequeña descarga que se debe a
la electricidad por la acumulación de iones (positivo o negativo), cargados estáticamente.
Este fenómeno electrostático no es controlado y, por lo tanto, puede generar situaciones
incómodas e incontrolables, especialmente en el trabajo diario o cuando se concentran los
fluidos inflamables que pueden tener una ignición directa. De acuerdo a la situación
estratégica para el control de las descargas estáticas, la mejor manera de controlarla puede
ser mediante un sistema de tierra pero, en muchas ocasiones, éste no descarga en su totalidad
la superficie ionizada, por lo que es necesario conducir a estos portadores de carga a un
sistema de control. En este marco, la universidad UTEPSA propone un sistema electrónico
para la conducción de las cargas estáticas existentes en el medio, aplicando una metodología
cuantitativa que permite observar los grados de las descargas electrostáticas accionados por
un sistema lógico de acumulación de energía (capacitores y diodos). De esa forma, resulta
fácil la conducción de los portadores de carga a un sistema que pueda regenerar o realimentar
una fuente (batería). Este sistema propuesto, no solo permite la limpieza de los portadores de
carga estática en una superficie, sino también la acumulación de energía que –en lo posterior–
puede cubrir pequeños voltajes necesarios para una batería.
Palabras Clave: Electrostática, descargas electrostáticas, ignición por carga estática.
Electrostatic discharge device for occupational safety
Abstract
In people`s daily life, there are many uncomfortable situations involving electric shocks, like
when descending from a car or when touching metallic doors, among others. Those are a
small electric discharges, which originate in electricity generated by the accumulation of ions
(positive or negative), statically charged. In many situations and forms, this electrostatic
phenomena, is not controlled and thus, it can take uncomfortable or uncontrollable actions,
especially in daily working or in situations where flammable fluids are concentrated which
can cause a direct ignition. According to the strategic situation for the control of static
discharges, the best scenario is its control by a ground system, but in many occasions, this
system does not discharge the whole ionized surface, so it is necessary to drive these charge
carriers to a control system. Given this situation, UTEPSA University, proposes an electronic
system for the conduction of static charges in the environment, where a quantitative
methodology is applied, and allows to observe the degrees of electrostatic discharges,
activated by a logic system of energy accumulation (capacitors and diodes), which permits
the easy conduction of the charge carriers to a system that can regenerate or feed a source
(battery). The proposed system does not only allow the cleaning of static charge carriers on
a surface, but also permits the accumulation of energy which then can be used to cover small
voltages needed for a battery operation.
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Keywords : Electrostatic discharge, electrostatic discharge, consequences of static
discharges, ignition by static charge.
1. Antecedentes
El desarrollo de vida dentro de la esfera celeste tuvo que pasar por diferentes fenómenos;
físicos, químicos y biológicos, para establecer una condición homogénea y variada. La
admiración que cada individuo despliega en el transcurso de su vida, por lo hermoso y bello
de la naturaleza, observando los diferentes fenómenos naturales, muchos de ellos hasta hoy
en día desconocido. Tal es el caso de las descargas eléctricas conocidas como rayos, que son
provocados por la acumulación de cargas estáticas en la atmosfera.
Desde la antigüedad, los diferentes científicos trataron de estudiar los fenómenos de la
electricidad, llegando a concluir que la materia estaba conformada por átomos y éstos –a su
vez– por partículas (Positivo, Negativo y Neutro), demostrando que la generación de las
cargas eléctricas es un fenómeno natural. La evidencia científica permitió evidenciar las
diferentes propiedades de las cargas estáticas y su transferencia de energía, que puede ir desde
lo más incómodo en un contacto con los dedos de las personas con un material o entre sí
mismos, hasta lo más dramático de una explosión. Ante esta extrema situación, las
propiedades de la carga estática son de vital importancia para el conocimiento diario.
En la actualidad, cada ser humano tiene diferentes actividades dinámicas originadas por la
energía mecánica del hombre, que ocasionan una fricción y/o inducción de las propiedades
de la materia. Esta propiedad de interacción es debida a una fuerza natural intrínseca conocida
como la Fuerza Electromagnética, que implica a partículas que tienen una propiedad
denominada carga eléctrica, lo que ocasiona la descarga eléctrica inesperada en un cuerpo
(Young & Freedman, 2013). Las descargas eléctricas inesperadas que sufren los diferentes
cuerpos, son reacciones de una interacción continua de pérdida y/o ganancia de un ion
(positivo o negativo), generando así una chispa de concentración energía.
Según Daimiel Mora (2006):
En una situación inmediata entre las propiedades más o menos curiosas la electricidad
estática puede tener riesgos potenciales de incendio y explosión asociados a este
fenómeno, con gran importancia económica para las empresas los mismos que afectan
la productividad de diferentes productos terminados. Por tal razón describe, que el
efecto de la carga estática suele provocar la acumulación de partículas de polvo en
superficies con carga estática lo que da una inestabilidad en las operaciones
industriales.
Las cargas eléctricas en reposo no sólo pueden afectar a las maquinas, sino también al
personal operante, ya que está interactuando con el medio. Una de las acciones más
frecuentes se da cuando una persona camina por medio de pisos alfombrados y luego toca
objetos metálicos, provocando así la transferencia de energía acumulada por los iones. Estas
situaciones suelen ser incómodas para muchas personas y, como estrategia de solución
práctica, debe contarse con un sistema electrónico que ayude a regular los diferentes procesos
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de conducción de las cargas estáticas, conocidos como los ESD (por sus siglas en inglés,
Electro-Static Discharge).
Con la evidencia que condujo al descubrimiento de la carga eléctrica y de las fuerzas
eléctricas; que la materia está formada por átomos y partículas; que existen diferentes
procesos de movimiento con desplazamiento a través del material, éstos están clasificados
como conductores y aislantes. Los más aplicados en los conductores son el oro, el cobre, la
plata y el aluminio. Cuando un material se enfría a temperaturas lo suficientemente bajas,
contiene electrones que se mueven sin inhibición (sin retardo); a estos materiales, se los
denomina superconductores y tienen otras propiedades notables en la etapa de conducción o
movilidad de las partículas fundamentales (desplazamiento de los portadores de carga
electrones “e-”). Los electrones de la mayor parte de los sólidos no metálicos no se mueven
con tanta facilidad; esos sólidos, que incluyen el vidrio, el hule y los plásticos, son aisladores.
El silicio, el germanio y un número cada vez mayor de combinaciones sintéticas, son
sustancias que pueden convertirse en conductores o aisladores, si se controlan sus fuerzas
eléctricas y la temperatura; esas sustancias se denominan semiconductores y desempeñan un
importante papel en la tecnología. La facilidad con la que se mueven las cargas por la materia,
se relaciona estrechamente con nuestra capacidad de transferir cargas en uno u otro sentido,
entre diferentes materiales.
Las acciones dinámicas de las partículas que se encuentran en los diferentes materiales hacen
que estas vibren, aunque tienden a permanecer en una posición fija, mientras que algunos de
los electrones se mueven con bastante libertad. Cuando un cuerpo es frotado con un objeto,
éste se carga, debido a la transferencia de electrones o iones de un material al otro; por
ejemplo, cuando una regla de plástico adquiere una carga negativa por frotamiento con una
toalla de papel, la transferencia de partículas cargadas de una a la otra deja a la toalla con una
carga positiva de magnitud igual a la carga negativa que adquiere el plástico, por lo que el
cuerpo está cargado electrostáticamente.
Debemos entender que, en el caso normal, cuando los objetos se cargan por frotamiento,
mantienen su carga sólo por un tiempo y luego regresan a su estado neutro. En algunos casos,
esta carga es neutralizada por los iones cargados del aire, debido a la acción dinámica y cuasi
estática de algunos objetos, que constantemente están en choque (colisiones) con las
partículas cargadas que están intrínsecamente ligadas a las propiedades del cosmos, que
entran a la tierra desde el espacio. De acuerdo a las bases teóricas experimentales, se
demuestra que, con más frecuencia, la carga puede escaparse a las moléculas de agua del
aire. Esto se debe a que las moléculas de agua son polares; es decir, que –aunque son neutras–
su carga no se distribuye de manera uniforme. Conforme al ejemplo citado anteriormente,
los electrones adicionales de la regla de plástico cargada pueden escapar al aire, al ser atraídos
por el extremo positivo de las moléculas de agua. Un objeto con carga positiva, en cambio,
puede neutralizarse mediante la transferencia de electrones sujetos con poca fuerza en las
moléculas de agua del aire. En los días secos se nota mucho más la electricidad estática,
porque hay menos moléculas de agua que permitan la fuga. En los días húmedos o lluviosos,
es difícil lograr que cualquier objeto mantenga por mucho tiempo su carga; por lo tanto, en
la siguiente figura 1, se observa una lista de materiales que pueden cargarse
electrostáticamente de forma positiva y negativa.
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Figura 1. Serie Triboeléctrica.
Fuente: https://upcommons.upc.edu
Conforme a las investigaciones desarrolladas, todo material cargado está rodeado de un
campo electromagnético. Un material conductor, puesto a tierra, bajo la influencia de este
campo, puede adquirir una carga, fenómeno conocido como polarización. Un conductor
expuesto a un campo electromagnético redistribuirá aquellos electrones de su capa exterior
atraídos por el núcleo por una fuerza menor. Si se carga positivamente, los electrones
derivarán hacia el área más próxima del objeto que emite el campo, con lo que dejará al
extremo opuesto con deficiencia de electrones (cargado positivamente). Si, entonces, el área
negativamente cargada del conductor entrara en contacto con la tierra, el exceso de electrones
derivaría a tierra, con lo que el conductor quedaría positivamente cargado. La derivación a
tierra del conductor positivamente cargado tendría como consecuencia el flujo instantáneo
de electrones de vuelta al conductor, con lo que se generarían temperaturas elevadas y la casi
segura destrucción del conductor, si éste fuera un dispositivo electrónico. (Universidad de
Politécnica de Cataluña, 2016).
Cotidianamente el ser humano interactúa con los diferentes materiales que pueden estar
ionizados de forma positiva o negativa y; en algunos casos, de forma neutra. Los métodos
más conocidos de acumular carga eléctrica se realizan por:
Frotamiento: Al frotar dos cuerpos uno con el otro, ambos se electrizan uno positiva y el otro
negativamente. Las cargas no se crean ni se destruyen, sino que solamente se trasladan de un
cuerpo a otro o de un lugar a otro en el interior de un cuerpo dado. El elemento mal conductor
es el que adquiere carga positiva. Los elementos buenos conductores reciben con facilidad
los electrones, por ello se cargan negativamente (Halliday, Resnick, & Krane, 1994).
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Figura 2. Carga estática por Frotamiento.
Fuente: http://fuerzaelectrica-equipo8.blogspot.com
Contacto: La electrización por contacto es considerada como la consecuencia de un flujo de
cargas negativas de un cuerpo a otro. Si el cuerpo cargado es positivo es porque sus
correspondientes átomos poseen un defecto de electrones, que se verá en parte compensado
por la aportación del cuerpo neutro, cuando ambos entran en contacto. El resultado final es
que el cuerpo cargado se hace menos positivo y el neutro adquiere carga eléctrica positiva.
Aun cuando en realidad se hayan transferido electrones del cuerpo neutro al cargado
positivamente, todo sucede como si el segundo hubiese cedido parte de su carga positiva al
primero. En el caso de que el cuerpo cargado inicialmente sea negativo, la transferencia de
carga negativa de uno a otro corresponde, en este caso, a una cesión de electrones. (Young
& Freedman, 2013).
Figura 3. Carga estática por Conducción.
Fuente: http://www.profesorenlinea.cl
Inducción: La electrización por influencia o inducción es un efecto de las fuerzas eléctricas.
Debido a que éstas se ejercen a distancia, un cuerpo cargado positivamente en las
proximidades de otro neutro atraerá hacia sí a las cargas negativas, con lo que la región
próxima queda cargada negativamente. Si el cuerpo cargado es negativo, entonces el efecto
de repulsión sobre los electrones atómicos convertirá esa zona en positiva. En ambos casos,
la separación de cargas inducida por las fuerzas eléctricas es transitoria y desaparece cuando
el agente responsable se aleja suficientemente del cuerpo neutro (Young & Freedman, 2013).
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Figura 4. Carga estática por Inducción.
Fuente: http://fuerzaelectrica-equipo8.blogspot.com
Conforme a esta explicación, la electricidad por estática puede acumularse en la superficie
de un objeto y, bajo las condiciones apropiadas, descargarse a una persona, causando un
choque de transferencia de energía generado por un potencial electrostático. Sin embargo, la
electricidad por estática también puede causar choques o sólo descargarse a un objeto con
consecuencias mucho más serias, como cuando la fricción causa que un alto nivel de
electricidad por estática se acumule en una parte específica de un objeto. Esto puede pasar
simplemente mediante el manejo de tubos o materiales plásticos; durante la operación normal
de correas engomadas de motor o máquinas halladas en muchos sitios de trabajo. En estos
casos, por ejemplo, la electricidad por estática puede potencialmente descargarse cuando
cantidades suficientes de substancias inflamables o combustibles se encuentren cerca y
causen una explosión. La conexión a tierra u otras medidas pueden ser necesarias para
prevenir la acumulación de electricidad por estática. Para que una carga electrostática pueda
constituir una fuente de ignición en el interior de un recinto vacío, deben concurrir las
condiciones siguientes: a) existencia de elementos generadores de cargas electrostáticas; b)
acumulación suficiente de cargas electrostáticas como para generar chispas y; c) presencia
de una mezcla inflamable susceptible de ignición (Ministerio de Empleo y Seguridad Social,
2015).
Dentro de los componentes físico-eléctricos, existen diferentes materiales conductores que
puedan impedir o almacenar la energía fluctuante de la carga acumulada por estática. La libre
circulación de la energía por uno de ellos es lo que lo convierte en el capacitor. El capacitor
es un dispositivo que almacena energía en un campo electroestático. Los capacitores se usan
también para producir campos eléctricos, como es el caso del dispositivo de placas paralelas
que desvía los haces de las partículas cargadas. Asimismo, los capacitores tienen otras
funciones importantes en los circuitos electrónicos, especialmente para voltajes y corrientes
variables con el tiempo.
Cuando se estudian circuitos eléctricos, suele ser útil sacar analogías entre el movimiento de
la carga eléctrica y el movimiento de partículas materiales; como el que ocurre en el flujo de
fluidos. En el caso de un capacitor, puede hacerse una analogía entre un capacitor que
contiene una carga Q y un recipiente rígido de volumen v, que contiene n moles de un gas
ideal. La presión p del gas es directamente proporcional a n para una temperatura fija, según
la ley de gas ideal.
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Para el capacitor
La comparación muestra que la capacitancia C del capacitor es análoga al volumen v del
recipiente, suponiendo una temperatura fija para el gas. De hecho, la palabra capacitor nos
refiere al término “capacidad”, en el mismo sentido en que el volumen de un contenedor de
gas tiene determinada “capacidad”. Blatt menciona que: La acumulación de la energía de un
capacitor está dada por la exposición a un diferencial de potencial, que concentra carga
electrostática y ésta, a su vez, depende del medio isotrópico al que se lo denomina medio
dieléctrico k.
Por lo tanto, la energía de un capacitor está dada por:
También es necesario considerar que un capacitor tiene un máximo tiempo de carga y
descarga de potencial eléctrico. Esto se explica por la propiedad dieléctrica:
microscópicamente, existen dos tipos que forman las moléculas, estos se denominan polares
y no polares. Debido a los efectos térmicos disruptivos, los dieléctricos polares deben
alinearse con más facilidad con valores grandes de k a menores temperaturas; cumpliendo
con la ley de Curie (Blatt, 1991). Para la comprobación de las propiedades de carga y
descarga de un capacitor, debe aplicarse la siguiente relación matemática:
Relación de carga. Relación de descarga.
Figura 5. Circuito básico de carga y descarga de un capacitor
Por las propiedades fundamentales de la teoría de circuitos de Boylesta-Nashelsky, los
capacitores tienen una relación de tiempo de relajación, comprobada en diferentes
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laboratorios como una práctica fundamental del conocimiento de circuitos (Boylestad &
Nashelsky, 1998. En la siguiente figura 6 se muestra dicho comportamiento.
Figura 6. Proceso de carga y descarga de un capacitor.
Fuente: http://www.cifp-mantenimiento.es
2. Desarrollo del Proyecto
Como se mencionó anteriormente, la electricidad por estática puede causar un choque de
transferencia de energía –aunque en diferente intensidad– de acuerdo a la situación de
contacto, fricción o caso de inducción. En el laboratorio de Física de la universidad de
UTEPSA se hizo la experimentación más familiar de las descargas estáticas, modelando así
el proceso de transferencia de energía de una persona que extiende la mano a la perilla de
una puerta u otro objeto de metal en un día frío y relativamente seco; haciendo que ella reciba
un choque electrostático. Para la experimentación de las descargas estáticas se tomó en
cuenta los diferentes materiales de polaridad de carga electrostática, los que originan una
ionización en la superficie del material (superficie gaussiana). Esto puede pasar simplemente
mediante el manejo de tubos o materiales plásticos o durante la operación normal de correas
engomadas de motor o máquinas halladas en muchos sitios de trabajo.
Para el conocimiento de las descargas estáticas y su transferencia de energía, se toma en
cuenta, principalmente, la acción de peligrosidad en un proceso de ignición (transferencia de
energía para inflamabilidad). Para ello, se realizaron las pruebas pertinentes en el laboratorio
de Física, con materiales inflamables sencillos como los ambientadores de cuartos y oficinas,
hasta lo más toxico como son los concentrados de alto octanaje: la gasolina, acetona y otros
compuestos.
Para visualizar el comportamiento de las descargas estáticas y sus diferentes efectos, se
muestra su peligrosidad debido a que puede accionar las posibles igniciones de diferentes
combustibles. Para realizar esta prueba, se toma en cuenta los siguientes materiales
electrónicos: Fuente de corriente continua de 0 a 100 Voltios [V]; capacitancias de 330 y
8200 microFaradios [µF]; Resistencias de 100 Ohm [Ω]. De acuerdo a las bases teóricas, la
principal acción es la carga de un capacitor. En la siguiente figura 7 se muestra aspecto.
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Figura 7. Carga de un Capacitor de 8200 y 330 [μF]
De acuerdo a los principios físicos-eléctricos, se puede mostrar que la capacitancia depende
del voltaje que se suministra. Estas dos gráficas muestran el comportamiento temporal de la
carga acumulada en el dispositivo electrónico, para diferentes intensidades de voltaje. Estas
condiciones predicen el principio de la conservación de la carga eléctrica y; por ende, la
acumulación de la energía concentrada en el capacitor, el mismo que busca la saturación o la
total actividad del dieléctrico que se concentra en su interior. Una vez concentrada toda la
energía dentro de este dispositivo, éste busca la manera de descargarse por un medio de la
conducción. Para la demostración de esta experiencia, solamente se realiza un corto circuito,
que desplaza la carga total. Este modelo da una analogía de cómo se mantiene la carga en un
dispositivo pasivo que busca descargarse con objetos que puedan coadyuvar en la circulación
de los portadores de carga (conductividad).
La carga acumulada en el capacitor permitió demostrar la fuerza electrostática que se
desarrolla en los polos (positivo y negativo). Por medio de un corto circuito, se observó la
cantidad de energía que libera el capacitor al medio circundado. Para observar la peligrosidad
de esta energía, se colocó en proximidades pequeñas, fluidos con concentraciones de
inflamabilidad que, a diferentes voltajes de carga, ocasionaron la ignición (fuego). En la
siguiente gráfica, se muestra este comportamiento en el que la energía transmitida se
desarrolla en función del voltaje asignado gradualmente al capacitor.
Figura 8. Comportamiento de ignición de fluidos con carga estática
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
15 20 25 30 35 40 45 50
Car
ga E
léct
rica
[m
C]
Voltaje [Vol.]
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Conforme a esta demostración, se puede dar una muestra de la electricidad por estática. Ella
actúa con una polaridad eléctrica opuesta, ocasionando una transferencia de energía y; bajo
las condiciones apropiadas, producen un choque de descarga generando un potencial
electrostático que puede llegar a la ignición de los diferentes elementos de uso cotidiano,
desde los aerosoles hasta los combustibles para vehículos. Dentro de esta demostración,
podemos observar que uno de los elementos más ligeros es el spray aerosol (matainsectos);
es uno de los elementos más inflamables con descargas eléctricas, por lo que, a voltajes de
descargas estáticas muy pequeñas, es probable accionar la ignición del elemento. Sin
embargo, la electricidad por estática sólo puede descargarse a un objeto con la conductividad
apropiada. Las diferentes descargas estáticas no sólo pueden alterar la condición de los
fluidos con inflamabilidad sino, también, pueden dañar los diferentes circuitos electrónicos
que –por propiedades eléctricas de vulnerabilidad– y causar un corto circuito en su interior.
Tal es el caso de las placas centrales de memoria de una PC. Uno de los factores que también
se debe considerar es la temperatura, que es importante para el control de la acumulación de
la carga estática. La temperatura debe ser controlada de manera muy minuciosa, como
también la humedad relativa del medioambiente, ya que esta acción física puede prevenir y
minimizar en gran medida la polarización de las cargas iónicas en un determinado material.
3. Resultados
De acuerdo al contexto citado anteriormente, el análisis en este proceso de investigación se
centra en la demostración de la peligrosidad de la descarga estática; con base en ello, se busca
una alternativa para minimizar los riesgos cotidianos, principalmente en situaciones que
puedan dar lugar a una ignición con materiales inflamables o, el caso más común, que
generen incomodidad a las personas. Para tal efecto, se consideran los principios físicos de
conductividad eléctrica, para desarrollar un sistema electrónico con base fundamental en la
electrostática y en los sistemas triboeléctricos, utilizando materiales que puedan conducir
fácilmente los portadores de carga. Además, se toma en cuenta el funcionamiento principal
de un capacitor para acumular una carga de diferente polaridad; de esa forma, se lo convierte
en un acumulador de carga estática. En la siguiente figura, se muestra el circuito de fácil
construcción, que puede descargar superficies potencialmente activas con carga estática.
Figura 9. Diseño de circuito para la descarga electrostática de objetos
C1
330µF
S1A
Key = A
S2B
Key = A
D1
1N4001G
D2
1N4001G
R1
100Ω
X1
LED
V1
12V
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Conforme a las propiedades de generación de la carga estática, resulta prioritario controlar la
temperatura y la humedad del medio, por su incidencia en la acumulación de la carga estática
en la superficie de un cuerpo en un determinado tiempo. Bajo las condiciones analizadas de
la carga y descarga de un capacitor, se realizó la simulación de conductividad o transporte.
Este capacitor filtra la polaridad para una conducción óptima de la carga en exceso en un
objeto o material eléctrico. Este sistema tiene la ventaja de que la carga no se pierde sino,
más bien, se acumula en el capacitor, para luego reutilizarla en una carga de una batería. Esto
quiere decir que el sistema diseñado no sólo tiene la ventaja de descargar superficies
potencialmente activas, sino también de recircular esta energía hacia un dispositivo de
alimentación como es una batería que tenga la capacidad de sustentarse energéticamente a sí
misma, por un determinado periodo. Para el buen funcionamiento de este dispositivo
electrónico, se debe manipular con mucha paciencia, tomando la acción dinámica de analogía
como si fuera un plomero de polvo. En este caso, el cepillo realizará la acción de conducción
de los portadores de carga hacia el capacitor, accionando la carga del capacitor por corrientes
muy pequeñas, para luego accionar la descarga de la energía recolectada que puede servir a
un led para iluminación.
4. Conclusiones (Impactos)
De acuerdo a los procesos desarrollados dentro de este trabajo, el instrumento propuesto
surge por la importancia de controlar y mitigar las superficies con alta concentración de carga
eléctrica estática. De esta manera, se busca evitar principalmente las incomodidades que
sufren las personas; como asimismo velar por el cuidado en la seguridad contra exposiciones
de materiales inflamables, especialmente cuando estos se encuentran en temperaturas muy
bajas o en ambientes muy secos. El instrumento propuesto puede reducir la potencialidad de
la energía concentrada en la superficie de los materiales eléctricos. Ése es el caso de los
diferentes instrumentos médicos que se utilizan en el quirófano, los cuales –debido a la acción
de la temperatura y la conductividad eléctrica en el ambiente– son propensos a contraer
descargas estáticas y pueden causar algún daño; a pesar de que los quirófanos cuentan con
un sistema eléctrico de tierra.
También la generación de la carga estática puede ser fácilmente conducida a un sistema
directo de tierra, donde esta puede equilibrar la carga en exceso, pero en muchas ocasiones,
el sistema de tierra no es tan eficiente; por lo que el instrumento puede jugar un rol importante
en la vida diaria de una persona. Las actividades diarias de las personas generan y acumulan
cargas estáticas; especialmente en los lugares de trabajo, donde las acciones dinámicas
pueden provocar estáticas de carga de manera aleatoria y continua. Una de las observaciones
más directas experimentales realizadas por el instrumento, es la aplicación en los sistemas de
fotocopiadoras, donde en este caso las hojas copiadas tienen una elevada concentración de
carga estática. En este caso, el instrumento propuesto cumple un rol de desconcentrar la
elevada carga estática.
Por la importancia actual que tiene la generación de energía, este instrumento electrónico –
una vez lograda su afinación– puede convertirse en un generador de electricidad. De esa
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forma, no sólo minimizará las superficies con alta concentración de carga electrostática, sino
que se convertirá en un generador de corriente continua para fuentes muy pequeñas que
necesiten de una alimentación, como es el caso de las linternas de luz de baterías recargables
u otras baterías.
En definitiva, el sistema electrónico propuesto podrá desconcentrar las cargas estáticas y
controlar situaciones peligrosas con solamente ponerlo en contacto directo. En el caso de
descargas más energéticas, posteriores estudios pueden profundizar el tema, ya que las
descargas por estática pueden llevar a miles de kilovoltios, como es el caso de los rayos que
se producen en la atmosfera terrestre.
5. Bibliografía
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ISSN 2523-9635
18
2. Plan de mercadeo para la empresa “La Crema-
Liroyaz” en Boyacá Recibido: 15-08-2016 / Revisado: 22-10-2016 / Aceptado: 27-09-2017
Ana Mercedes Fraile Benitez, MSc. Docente Universidad de Boyacá, Colombia.
anafraile@uniboyaca.edu.co
Jairzinio Barón Rodríguez, MSc. Docente Universidad de Boyacá, Colombia.
jairzinio.baron@uniboyaca.edu.co
Estudiantes:
Paula Camilo Riaño Villamil, Nicolás Esteban Cortés Sánchez,
Ingeniería Industrial
Universidad de Boyacá.
ISSN 2523-9635
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Resumen
En este artículo, se dan a conocer los resultados de la investigación de mercado para la
empresa “La Crema-Liroyaz”, realizada en Tunja – Boyacá Colombia. Para ello, inicialmente
se hace una segmentación de mercados en la que se delimita como variable geográfica la
zona urbana y; como variable demográfica, se describe la población de estratos 1, 2 y 3, entre
las edades de 15-49 años de edad, con estilo de vida de esta población; asimismo, se establece
la variable psicográfica y; por último, se describen los comportamientos de compra y
consumo, para la variable comportamental de esta población. Posteriormente, se lleva a cabo
una investigación de mercado en la que –por medio de muestreo aleatorio– se indaga a un
total de 138 consumidores y 107 comercializadores respecto a los comportamientos de
compra y consumo de productos lácteos, el reconocimiento de la marca “La Crema” y el uso
de herramientas tecnológicas. A continuación, se plantean las estrategias de mercadeo con
referencia a la mezcla de producto, precio, plaza y promoción, que faciliten el reconocimiento
y la competitividad de la marca “La Crema-Liroyaz”, tomando en cuenta el uso de
herramientas tecnológicas.
Palabras clave: Mercadeo, Estudio de mercado, Comercialización.
Marketing plan design in Tunja city for the company "La Crema-Liroyaz"
Abstract
In this article, we present the results of the market research for the company "La Crema-
Liroyaz". Carried out in Tunja city, for which it is initially made a segmentation of markets
in which it is delimited as variable Geographical urban area and as a demographic variable.
we describe the population of strata 1, 2 and 3 between the ages of 15-49 years of age with
lifestyle of this population also the psychographic variable and finally describes the buying
behaviors and consumption, for the behavioral variable of this population. Subsequently a
market investigation is carried out in which random sampling investigates a total of 138
consumers and 107 marketers regarding the behavior of purchase and consumption of dairy
products, the recognition of "La Crema" and the use of technological tools. The following
are the marketing strategies regarding the mix of product, price, place and promotion that
contribute to the recognition and competitiveness.
Keywords: Marketing, Market study, Commercialization
1. Introducción
Según el último informe de (Incubadora de Empresas del Oriente-Boyacá, 2015), en
Colombia el sector lácteo representa cerca del 0.9% del P.I.B, siendo Boyacá el tercer
departamento con mayor producción de lácteos y el octavo en su oferta y comercialización;
evidenciándose alta competencia entre empresas líderes en el mercado, lo que ha provocado
baja competitividad de empresas regionales como es el caso de “La Crema-Liroyaz”, cuya
capacidad instalada es 100 mil litros/día, lo que le permite ampliar su comercialización en
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Tunja. Para ello, es necesario investigar el mercado para conocerlo y; asimismo, evaluar su
situación respecto a otras empresas lácteas.
En este artículo se expone el resultado de la investigación que permite diseñar el plan de
mercadeo; cuyas estrategias se enfocan a la mezcla de producto, precio, plaza y promoción
–conocidas como las 4 Ps– que facilitan a los directivos la toma de decisiones para
incursionar en el mercado de Tunja - Boyacá. En este sentido, un plan de marketing define
la estrategia del negocio, conociendo los factores internos y externos, según los recursos
humanos, financieros y tecnológicos, acorde a la competencia y otra información que
minimice el margen de error en las acciones (Centro Europeo de Empresas e Innovación de
Galicia, 2012).
Para diseñar el plan, es de vital importancia tener en cuenta investigaciones previas, a partir
de las cuales se retomen los factores claves de éxito y se controlen las dificultades. En este
sentido (Centro Europeo de Empresas e Innovación de Galicia, 2012), distingue el plan de
marketing en dos partes: la primera, orientada al marketing estratégico, en el cual el
conocimiento de factores internos y externos sirve como guía de la segunda parte; la cual
corresponde al marketing operativo y donde se definen las acciones necesarias para alcanzar
los objetivos estratégicos definidos. Es igualmente importante incluir en el plan controles
periódicos que implicarán modificaciones, de mayor o menor importancia, sobre el plan
original. Estos se presentan como planes alternativos, para reforzar las desviaciones que se
produzcan y no afecten considerablemente el curso de acción para aportar a la competitividad
de la empresa, facilitando capacidad de respuesta y de reacción inmediata ante una
desviación.
Igualmente, para diseñar un plan estratégico de marketing es necesario investigar el mercado
para determinar las necesidades del cliente. Luego, se prosigue tomando una estrategia
competitiva en la que se analizan las ventajas para, posteriormente, realizar la segmentación
de mercados y se finaliza con una mezcla de mercado. (Villa Panesso, 2012).
Por otro lado (Zapata Guerrero, 2001), estudia el ambiente del mercadeo desde el micro
ambiente (proveedores y facilitadores, intermediarios y servicios de transporte,
almacenamiento y financiamiento) y del macro ambiente (Competencia), a través del modelo
de efectividad del mercadeo en las PyMES, en el que se advierten tres niveles:
En el primer nivel del modelo (Zapata Guerrero, 2001), plantea identificar nichos del
mercado que se constituyan en oportunidades, con base en un análisis de la relación
beneficio/costo; es decir, dirigirse a mercados que ofrezcan apropiados potenciales de venta
y que el costo de alcance sea menor a los beneficios esperados del mismo. Se ofrecen
productos de calidad con óptimo servicio al cliente, teniendo en cuenta un intercambio
beneficioso para los consumidores a partir de mezclas de bajos precios y facilidades de pago,
para lograr utilidades en el mediano y largo plazo; debe considerarse la óptica de bajos
márgenes de utilidad y altos volúmenes de venta. Igualmente, propone utilizar distribución
intensiva; es decir, usar los canales y sistemas que faciliten y hagan accesible el producto o
servicio a los usuarios. Finalmente, muestra la necesidad de realizar actividades frecuentes
de promoción, publicidad, relaciones públicas y venta personal.
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El segundo nivel del modelo señala que, en términos generales, las organizaciones deben
ofrecer sus productos o servicios en mercados amplios a nivel nacional e internacional; evitar
la dependencia de proveedores, eliminar los costos de cambiar de proveedor y disponer de
una lista de proveedores para cada uno de los insumos. Finalmente, se muestra la importancia
de crear alianzas estratégicas con facilitadores: de transporte, almacenamiento y servicios
financieros, como método de independencia.
El tercer nivel del modelo hace referencia al macro-entorno y, específicamente, a la
influencia de la competencia. La recomendación básica en este aspecto es participar en
subsectores de la economía que no se encuentren altamente competidos y que se puedan
enfrentar con alguna ventaja competitiva.
El vertiginoso avance de las Tecnologías de Información y Comunicaciones en el comercio
ha generado el denominado e-commerce o comercio electrónico; aspecto que debe incluirse
como elemento de entrada en el diseño del plan de mercadeo. Por ello, se toma como
referencia a (Barros & Braga, 2016), quien muestra la conexión directa, comprador-
proveedor y el intercambio de transacciones digitales entre estos con diferentes objetivos a
través del ciclo de negocio. Este canal electrónico conecta ambos puntos, permitiendo el
intercambio de información y transacciones. Posteriormente, los autores presentan el
Mercado Electrónico o Marketplace, que es un espacio de negocio en donde compradores y
proveedores realizan operaciones comerciales con un efectivo control y seguimiento de
transacciones electrónicas que dan cuenta del estado de los procesos, siendo claves para
lograr beneficios y aumentar confiabilidad, puesto que, al hacer electrónico el proceso de
compra, se tiene mayor transparencia del proceso.
2. Metodología experimental
El plan es el resultado de una investigación de carácter descriptivo, previa selección de
mercado meta; para ello, la metodología corresponde a la planteada por (Villa Panesso,
2012), que consta de los siguientes pasos: 1o Segmentación de mercado; 2do Investigación
del mercado; 3ro Análisis de ventajas y desventajas competitivas de la empresa; 4to Mezcla
de las cuatro p (producto, precio, plaza, promoción); 5to Diseño de estrategias de mercadeo
que incluyan el e-commerce. El detalle de estas etapas se presenta en el acápite de resultados
y discusión
La metodología para la investigación es la siguiente:
Para la segmentación de mercado se aplica los lineamientos de (Kotler & Amstrong, 2003),
quienes explican que los compradores difieren en sus deseos, recursos, ubicaciones,
actitudes y prácticas de compra. Por lo tanto, es necesario dividir los mercados grandes y
heterogéneos en pequeños mercados homogéneos denominados segmentos, a los que la
empresa puede llegar de manera eficiente y eficaz, analizando variables de segmentación ‒
solas o combinadas‒ para encontrar la mejor manera de determinar la estructura del mercado
variables como geográficas, demográfica, psicográficas y comportamentales.
Para la Investigación de Mercado, se parte de los requerimientos de la empresa de alimentos
“La Crema-Liroyaz”; posteriormente, se segmenta geográficamente, seleccionando en este
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caso el municipio de Tunja – Boyacá, zona urbana; adicionalmente se segmenta
demográficamente, eligiendo los estratos 1 a 3, sin preferencia en edad, ciclo de vida familiar,
religión u otra variable.
Es necesario considerar al comercializador y al consumidor; determinando las variables para
el consumidor:
Tabla 1
Operacionalización de las variables para consumidor
Variable Sub-variable Tipo de variable Descripción
Geográficas Área Colombia Cualitativa Centro Oriente
Zona Cualitativa Casco Urbano
Demográficas Genero Cualitativa Femenino/Masculi
no
Edad Cuantitativa 16-49 años
Estratos Cuantitativa 1.2.3
Psicográficas Ingresos Cuantitativa 1-3 SMLV
Comportamental
es
Consumo de
Producto
Cualitativo Lácteos
Variable Sub-variable Tipo de variable Descripción
Frecuencia de
Compra
Cuantitativa Leche líquida y
queso
Presentación Cuantitativa Leche líquida,
queso y
yogur
Marca Cualitativa Percepción marca
Cantidad
Invertida
Cuantitativa Mensual en
compras
de lácteos
Nivel de
Importancia
Cualitativa Precio/Tamaño/
Empaque/Calidad/
Durabilidad/
Accesibilidad
Manejo TIC Cualitativa Uso de internet
El tamaño de muestra para cada categoría se establece utilizando el método de muestreo
aleatorio para la primera categoría. En el caso de consumidores, se determina el tamaño de
muestra considerando los estratos 1, 2, 3 y los datos del (Colombia. Dane, 2010), cuya
población corresponde a 191.924 habitantes; de los cuales, el 77.51% habita en barrios cuyos
estratos corresponde a 1, 2 y 3, con participación del 7,91%, 27,01% y 42,59%,
respectivamente.
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Tabla 2
Participación de población por estrato en Tunja.
Población Habitantes Porcentaje
Estrato 1 15.181 7,91%
Estrato 2 51.839 27,01%
Estrato 3 22.078 42,59%
Total 89.098 77,51%
Para el muestreo de comercializadores, se parte del marco muestral dado por la Cámara de
Comercio de Tunja sobre establecimientos en los barrios de estratos 1 a 3; posteriormente se
define el método de muestreo como aleatorio. Sin embargo, al realizar la prueba piloto, se
evidencia la inconsistencia, dado que algunos establecimientos en funcionamiento no se
encuentran en el marco muestral y otros ya han sido clausurados, lo que hace necesaria una
actualización mediante un barrido de zona, que arroja un total de 590 establecimientos
Tabla 3
Datos para cálculo de tamaño de muestra según categoría
Consumidores Comercializadores
N = 89.098 habitantes.
K = nivel de confianza del 95%
K equivale a 1,96.
e = Error muestral del 5%.
p =0.5
q: 1-p
n = 138 personas a consultar
N: 590 establecimientos
K = nivel de confianza del 95%
K equivale a 1,96.
e = Error muestral del 5%.
p =0.14
q: 1-p
n = 107 establecimientos a consultar
Para el tamaño de muestra se usa el programa T-Muestreo desarrollado por el profesor
(Gómez, 2005) para tamaño de población conocida, como se muestra en la siguiente figura.
Figura 1. Cálculo de tamaño de muestra
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Para el manejo de la variable psicográfica y comportamental se consideran aspectos de
personalidad que reflejan rasgos, actitudes y hábitos de una persona; motivos en los que se
basan, tanto racionales como de estatus y otras características del consumidor; estilos de vida
que dividen a las personas en grupos con base en la forma en la que pasan el tiempo, la
importancia de las cosas que las rodean, creencias y características.
Para el planteamiento de las estrategias de comercialización se siguió una metodología
planteada por (Piestrak, 2007), en la que es necesario distinguir ‒antes de iniciar una acción
estratégica‒ entre metas (objetivos generales), objetivos (etapas concretas) y finalidades de
la empresa (por qué).
Posteriormente, se define el “punto de encuentro” entre los “Problemas y Oportunidades del
entorno global y especifico” y las “Fortalezas y Debilidades”, para poner en evidencia los
puntos fuertes de la empresa, que permiten enfrentar eficazmente ciertos problemas y
oportunidades del entorno. Asimismo, es necesario identificar los puntos débiles de la
empresa que podrían entorpecer sus acciones. Luego se estudia la posición de la empresa y
sus principales competidores, mediante la aplicación de la matriz Debilidades-
Oportunidades- Fortalezas y Amenazas - DOFA.
La metodología para la elaboración de un plan de marketing se sustenta en (Edumarketing,
2005), que propone definir los objetivos comerciales, el tiempo a cumplirlos, las estrategias
y acciones necesarias para alcanzar dichos objetivos. Para ello, se establecen los siguientes
pasos:
1) Definición del objeto de análisis (en este caso, la marca “La crema”)
2) Análisis estratégico de la situación, como resultado de la investigación de mercados
3) Identificación de las implicaciones que la situación actual y los cambios esperados
pueden tener en la evolución del análisis, identificando amenazas, oportunidades,
debilidades y fortalezas. En este caso, se realiza un análisis FODA.
4) Se fijan objetivos comerciales, estrategias comerciales y programas de acciones.
5) Redacción del plan, teniendo en cuenta el análisis y diagnóstico de la situación, los
objetivos comerciales, las estrategias, el programa de acciones, presupuesto y
mecanismos de control.
3. Resultados y discusión
La segmentación de mercado indica que la investigación se concentra en el municipio de
Tunja, Boyacá- Colombia, zona urbana. La ciudad de Tunja cuenta con una superficie total
de 121.49 km2, con una altitud media de 2.822 m.s.n.m.
Con relación a la variable demográfica, se considera el censo del 2005 (Colombia. Dane,
2010) cuya proyección para el 2016 indica 191.924 habitantes, los cuales en los estratos 1, 2
y 3, tienen una participación del 7,91%, 27,01% y 42,59% de la población tunjana,
respectivamente. Estos porcentajes representan 15.181 habitantes en el estrato 1; 51.839
habitantes en el estrato 2 y; 81.740 en el estrato 3, teniendo una población total en los estratos
1, 2 y 3 de 148.760 habitantes.
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Respecto a la segmentación psicográfica y comportamental, la investigación arrojó que el
66.3% de los consultados consume leche líquida diariamente y el 20,4%, cada tres días;
aunque la compra se hace semanalmente. Respecto al queso, éste es consumido
semanalmente; el 43,1% prefiere presentaciones de mínimo 201 gr a máximo 500 gr y sólo
el 8,4% lo prefiere en un peso mayor a 1.000 gr.
Las justificaciones de los encuestados por tales preferencias de consumo de productos lácteos
señalan que el 64,8% lo hace por salud y –por lo tanto– se inclinan por el posicionamiento
respecto a la calidad de la marca, dejando como aspectos secundarios economía o
presentación; e invierten un promedio de 50.000 COP en productos lácteos, cada tres
semanas. Por otro lado, el 40.3% de los encuestados manifestó preferencia al producto leche
líquida deslactosada y el 39% se inclinó por la leche líquida entera.
Los resultados indican que, de las 138 personas encuestadas, 82 personas son mujeres y 56
son hombres; con un promedio de edad de 27 años. Este universo de personas entrevistadas
respondió un cuestionario estructurado autoaplicado de 30 preguntas. La marca de productos
lácteos de mayor consumo corresponde a Alpina, con un 30%; seguida por las marcas Algarra
y Parmalat con el 18,12% y 9.42%, respectivamente, como se presenta en la figura 1. Las
marcas Boyacenses como Freska Leche, San Luis, Peslac, El Rodeo y Santo Domingo, en
suma, representan el 13.03%; siendo las más reconocidas, la Fresca Leche y Peslac.
Respecto a los productos de preferencia de compra y frecuencia de compra, el 47.83% de los
encuestados indicó el producto Leche entera; seguido por los productos Leche deslactosada,
con el 21.74% y; Leche descremada, con el 13.7%. Con relación al lugar de adquisición de
los productos de preferencia, los resultados indican que más del 60% de la población de
interés compra en supermercado y tienda de barrio y solamente el 19% lo hace en Almacenes
de Cadena. Respecto al conocimiento de la marca “La Crema”, más del 70% manifiesta no
conocerla.
Figura 2. Posicionamiento de Marca para productos lácteos.
En cuanto al uso del internet por parte de los consumidores, los resultados se presentan en la
tabla 4.
38,41%
18,12%
9,42% 7,97%4,35%
13,03%8,70%
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
Alpina Algarra Parmalat Alqueria Colanta MarcasBoyacenses
Ninguna enespecial
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Tabla 4
Uso dado por los consumidores consultados al internet
Rango de
Edad
Interés Correo
Electrónico
Noticias Buscar en
Wikipedia
Leer Blog Alimentar
Blog
Propio
Llamada
en línea
16-19 12 15 12 14 9 3 10
20-30 31 54 56 31 12 5 26
31-49 15 17 26 14 3 1 10
Total 58 86 94 59 24 9 46
Algunos de los resultados de la investigación realizada en los 107 establecimientos
comerciales en donde se indagó sobre el producto de mayor venta, indican que los
comercializadores afirman que el principal producto corresponde a leche larga vida y ‒
concretamente en el estrato 2‒ el mayor porcentaje prefiere la venta de leche entera, con más
del 30%. En el estrato 3 predomina la venta de leche deslactosada, con más del 25%.
Curiosamente, en el estrato 1, el producto de mayor venta es el yogur, con el 15%.
La encuesta estableció que, entre los aspectos más importantes para elegir la marca, el 22%
de los encuestados indicó que los consumidores se fijan en la duración del producto; es decir,
que presente fecha de vencimiento amplia; tan solo el 10.19% señaló que su decisión es
acorde al precio. A su vez, se hizo necesario identificar ¿Qué otros productos lácteos
desearían comercializar?, las respuestas indicaron principalmente el queso campesino y
productos para la lonchera de los niños. Respecto al conocimiento y percepción de la marca
“La Crema”, más del 40% de los comercializadores la conoce y califica como de buena
calidad.
Con relación a las estrategias de comercialización, se hace un análisis DOFA para la empresa
“La Crema-Liroyaz”, con estrategias FO-DO FA y DA; cuyos resultados se presentan en la
tabla 5.
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Tabla 5
Matriz DOFA La Crema - Liroyaz
Fortalezas
- Tecnología de Punta.
- Uso de Productos Naturales.
- Alta Capacidad de producción
- Personal con el mismo enfoque
para el crecimiento de la empresa.
- Brinda precios bajos
Debilidades
- Poca distribución.
- Disminución del volumen de
ventas en los últimos cinco años.
- Desconocimiento de posible
mercado
- No usa propuestas de valor para
darse a conocer
Oportunidades
- Un 20% del mercado
reconoce la marca “La
Crema”
- A más del 70% de la
población le gustaría
probar los productos de la
marca y les interesaría
comercializar una marca
Boyacense
F.O
- Con la capacidad de producción y
la tecnología que posee, puede
producir y ofrecer nuevos
productos, que atraigan a ese 70%
que es receptivo a la marca.
- Como propuesta de valor puede
mencionarse a los productos
naturales.
- Al dar a conocer la calidad y los
precios bajos de sus productos,
atraería a más de la mitad de
consumidores y
comercializadores.
D.O
- Llegar a ese mercado que ya
conoce la marca, para ofrecer los
productos y, de esta manera,
aumentar las ventas y ampliar
niveles de distribución.
- Aprovechar la historia y
conocimiento de la alta gerencia
para impulsar la marca y lograr su
expansión.
Amenazas
- Nuevas empresas con
menores precios.
- Nuevos productos
sustitutos en el mercado
F.A
- Utilizar la tecnología para
aumentar la competitividad de la
empresa y reducir el impacto de
las nuevas empresas.
- Usar el enfoque de la empresa
para crear en conjunto estrategias
de comercialización y cohesión
con los clientes.
- Producir nuevos productos, dando
a conocer las propiedades
diferenciadoras de toda la cartera
de productos para disminuir el
imparto y acogida de los
productos sustitutos que vayan
saliendo al mercado.
D.A
- Aprovechar las fortalezas de la
empresa para llegar a tener
cercanía con los clientes, conocer
su mercado y crear fidelidad, para
facilitar la lucha contra las
debilidades de la empresa y estar
más preparados ante las amenazas
del entorno.
- Reducir la mala imagen con la
calidad de los productos para
poder competir con las nuevas
tendencias de logística que
aplican las nuevas empresas.
Factores
Internos
Factores
Externos
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Respecto al uso de herramientas tecnológicas, se considera (Ojeda , Angel, & Grandio , 2012)
quienes afirman que una campaña publicitaria debe contar ‒entre otros‒ con elementos tales
como: Elaboración de formatos creativos para la divulgación de la marca; elaboración de
estrategias de medios de difusión; fases y calendario; definición de objetivos y análisis de
realidad de cada medio y; por último, la delimitación de herramientas informáticas para el
seguimiento de la campaña. Con la creación de medios de divulgación masivos de
información se logra dejar inmediatamente en la mente del consumidor una visibilidad,
ofreciendo aplicaciones para medir el rendimiento con estadísticas como interacción,
impacto, cantidad de visitas o seguidores, entre otras. A continuación se presentan algunas
de las herramientas informáticas a considerar.
Una de las herramientas es el fan page, por cuyo medio siempre se está en contacto con el
cliente, compartiendo información (videos, fotografías, eventos). Al considerar las redes
sociales de fácil acceso y de mayor uso para Tunja, la investigación identifica a: Instagram,
Facebook, Twitter y Snapchat.
Otra herramienta es el portafolio virtual, donde el cliente puede beneficiarse accediendo a
ofertas de exclusividad y realizar el pedido de nuevos productos. Este servicio puede tomarse
desde cualquier lugar, junto a un dispositivo con acceso a internet; además tiene la ventaja
de la disponibilidad de horarios y precios competitivos. Hay que tener en cuenta que más del
70% de los clientes aun no confía en hacer pedidos online, debido al cumplimiento de las
especificaciones de los productos o por miedo a ser engañado con falsa publicidad y temor
al hurto; por lo tanto, para contrarrestar esto, se plantea esta estrategia que incentiva el uso
de pedidos online y procura crear confianza en la marca, sin importar el medio por el cual
los clientes obtengan sus productos.
También se identifica la herramienta denominada Google Drive; una de sus funcionalidades
es la creación de formularios que pueden utilizarse como registro de la información de
contactos, de solicitud de pedidos y opciones de recolección de opiniones sobre el producto.
Estas son alternativas interesantes para diseñar encuestas de preguntas diferentes que pueden
compartirse mediante un enlace en un sitio web. Estos formularios pueden ayudar a coordinar
situaciones cotidianas como: controlar las inscripciones a eventos; analizar resultados de
encuestas con respecto a la satisfacción de los clientes; facilitar a los clientes la ventaja de
hacer sus pedidos a través de la página en Facebook o un blog y; facilitar el seguimiento del
inventario en la organización, ya que se puede introducir la información sobre compras y
ventas de manera ágil, según fecha, cantidad, tipo de producto, entre otras.
La imagen y la experiencia en internet de una marca influyen notoriamente en el
posicionamiento y preferencia de ésta, lo que se evidencia en las encuestas realizadas, que
muestran que el 62% de los consumidores encuestados hace uso del correo electrónico,
siendo otra herramienta informática que potencia la visibilidad a la marca. Se verifica la
necesidad de un correo electrónico y una página web para brindar confiabilidad en el
producto, darle sugerencias y tener contacto sincronizado con el cliente. Igualmente, le
permite a la empresa divulgar en tiempo real nuevos productos, descuentos y eventos.
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Adicionalmente, la herramienta denominada video institucional puede apoyar a que el 42%
de los consumidores que usan internet general para temas de interés, reconozca la marca “La
Crema”. Es necesario dar a conocer los productos y tecnología que maneja la empresa. Es
recomendable el uso de la tecnología en medios de comunicación masiva para hacer videos
que divulguen el proceso y la calidad de los productos, mostrando de la misma manera los
equipos tecnológicos de punta que funcionan dentro del proceso.
Asimismo, el denominado Código QR direcciona como herramienta informática a una página
web, desde cualquier dispositivo móvil que sea Smartphone; de esa manera, es posible
obtener más información de la empresa y/o del producto. La idea es que, al redireccionar al
cliente, éste llegue a la página web de la empresa, pueda visualizar la información y hacer su
pedido con comodidad
De otra parte, se plantea una Campaña publicitaria con sitios turísticos de la región,
aplicando la herramienta citymarketing. La finalidad del mercadeo de ciudad, según (Rincón,
2010), es el desarrollo de una imagen pública de aceptación en referencia a la ciudad y los
atractivos que contenga. Dado que Boyacá es un departamento que cuenta con un corredor
turístico, es recomendable destacar los sitios que enaltecen al departamento por su
gastronomía, cultura paisajes y artesanías. Entre los lugares identificados que tienen mayor
frecuencia de visitas por los turistas, se mencionan: El lago de tota, Sierra Nevada del Cocuy,
Paipa, Villa de Leyva, Tunja histórica y religiosa, El Piedemonte Llanero y Los tesoros
escondidos y misteriosos de Occidente.
Para la empresa “La Crema-Liroyaz” es importante resaltar las propiedades del campo, la
naturaleza de sus productos y el regionalismo, resaltando su logotipo que muestra una vaca
con la cría para representar sus productos lácteos. Es pertinente exaltar los atributos
anteriormente nombrados, para hacer uso de la denominada mascota corporativa, no sólo
con fines de reconocimiento, sino para aprovecharlo en el lanzamiento de nuevos productos,
promociones o aperturas de nuevos negocios.
El plan de mercadeo de la empresa tiene como objetivo incursionar positivamente en el
mercado del municipio de Tunja, de acuerdo al posicionamiento que se pretende dar (líder
en precio o diferenciado). En este sentido, si la empresa busca posicionarse en la mente del
consumidor como proveedor diferenciado, deberá utilizar una estrategia orientada a un
mercado de exclusividad, modificando la mezcla de marketing actual, centrado en el volumen
de ventas, privilegiando incrementar la utilidad; orientando todos sus recursos a este
mercado.
Si la empresa desea posicionarse como marca boyacense líder en precio, es posible usar una
estrategia de penetración de mercado que diferencie la mezcla de mercadotecnia; realizando
modificaciones extrínsecas al producto, de tal manera que pueda expandir o comprimir su
cartera de productos. Con relación al precio, es posible tomar decisiones para equipararlo
con el de la competencia, creando beneficios de descuentos por cantidad y acuerdos
comerciales con tenderos, para descuentos por pronto pago. Es importante también estimular
descuentos adicionales por cantidades comercializadas con tenderos y autoservicios.
Finalmente, con relación a plaza y promoción, es importante hacer uso de todas y cada una
de las herramientas informáticas descritas, a través de una tienda virtual enlazando
ISSN 2523-9635
30
operaciones tácticas como degustaciones de yogur y queso, por ejemplo, en horarios
estimulantes; realizando campañas orientadas a educar al consumidor y trabajadas desde el
marketing sensorial.
También se recomienda estimular el regionalismo; así como utilizar técnicas de causalidad
usando personalidades de la región y creando programas de promoción que permitan enseñar
a los clientes la real calidad de los productos.
4. Conclusiones
La investigación revela que, para las personas del municipio de Tunja, es indispensable en
su diario vivir el consumo de productos lácteos; por tanto, están dispuestos a probar marcas
boyacenses para apoyar el crecimiento de las empresas regionales.
Para los consumidores es importante el precio en el momento de elegir la marca, por lo que
es indispensable que la empresa caracterice el producto por sus precios bajos y sus insumos
naturales.
Para la empresa es indispensable hacerse conocer previamente, debido a que la marca es
virtualmente desconocida, por lo que se sugiere difundirla por medio de la tele marketing.
Los habitantes del municipio de Tunja suelen comunicarse por medio de medios electrónicos,
utilizando las tecnologías de la información y las comunicaciones, así como las redes
sociales.
Es posible una favorable acogida de la empresa de alimentos “La Crema- Liroyaz” en el
mercado de Tunja, debido a las ventajas de precio y presentación de sus productos.
El uso de herramientas tecnológicas permite que la empresa se muestre a nivel local, regional
y nacional, haciendo que todos y cada uno de los productos sean vistos por los posibles
clientes.
Existen herramientas que brindan beneficios a la empresa de manera gratuita, sin necesidad
de incurrir en costos extras para incrementar su cartera de clientes; entre las que se mencionan
fan page, correo electrónico, redes masivas de información, entre otras.
5. Bibliografía
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32
3. Corrosión y erosión a diferentes ángulos de
impacto en películas delgadas de TiCN/TiNbCN Recibido: 15-08-2016 / Revisado: 14-11-2016 / Aceptado: 27-09-2017
Carlos Ramírez Martín, MSc. Docente Universidad de Boyacá, Colombia.
carlos.ramirez@uniboyaca.edu.co
Gabriel Ricardo Cifuentes, MSc. Director de Investigaciones Facultad de Ciencias e Ingeniería Universidad de Boyacá,
Colombia.
grcifuentes@uniboyaca.edu.co
ISSN 2523-9635
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Resumen
En este artículo se presentan los resultados experimentales de la variación del ángulo de
impacto en fenómenos de corrosión y erosión sobre recubrimientos duros de TiCN/TiNbCN,
con variación de bicapas n=1, n=50, n=100, n=150 y n=200 depositadas sobre acero AISI
4140, utilizando el proceso de magnetrón sputtering multiblanco en r.f (13,56 MHz). Los
ensayos de corrosión y erosión fueron realizados mediante técnicas electroquímicas de
polarización potencio-dinámica; los resultados muestran que los sistemas multicapa poseen
una corriente de corrosión más baja que el acero AISI 4140; mientras que su potencial de
corrosión es más noble que el sustrato, mostrando una mejora en la resistencia a la corrosión
respecto al sustrato. La caracterización microestructural se realizó mediante difracción de
rayos X, la cual sirvió para corroborar la orientación cristalográfica preferencial de los
sistemas multicapa en la dirección preferencial (111) a medida que se incrementa el número
de bicapas.
Palabras clave: Corrosión erosión; recubrimientos multicapa; AISI 4140
Erosion corrosion at different impact angles on TiCN/TiNbCN thin films
Abstract
In this article, are presented the experimental results of the impact angle variation in corrosion
and erosion phenomena on hard coatings of TiCN/TiNbCN with bilayers variation n = 1, n
= 50, n = 100, n = 150 and n = 200 deposited on AISI 4140 steel using the magnetron
sputtering multitarget process in rf (13,56 MHz). The corrosion and erosion tests were
performed using electrochemical potentiodynamic polarization techniques; the results show
that multilayer systems have a lower corrosion current than AISI 4140 steel, while the
corrosion potential is nobler than the substrate, showing an improvement in corrosion
resistance to the substrate. Microstructural characterization was performed by X-ray
diffraction, which served to corroborate the preferential crystallographic orientation of
multilayer systems in the preferential direction (111) as the number of bilayers is increased.
Keywords: Erosion corrosion; multilayered coatings; AISI 4140
1. Introducción
En una diversidad de procesos industriales, las piezas están expuestas a la acción de fluidos
de diferente naturaleza que pueden originar procesos de corrosión por erosión, disminuyendo
de manera acelerada su vida útil. La corrosión por erosión es una aceleración en la velocidad
de corrosión de un metal, debido al movimiento relativo de un fluido corrosivo y la superficie
de un metal (Meng, 2007, 355-362; Niu, 2008, 367-374; Smolik, 1999, 147-151). Si, además,
el fluido presenta contenido de partículas sólidas en suspensión, se tiende a incrementar el
efecto erosivo que causa el deterioro del metal. Actualmente, los recubrimientos duros
basados en metales de transición –depositados mediante técnicas como la deposición física
de vapor y sobre diversos sustratos de acero– se están convirtiendo en la solución de muchos
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problemas de ingeniería y, entre ellos, la corrosión (Endrino, 2006, 6840-6845; Souto, 2000,
2201-2211).
En el campo de los recubrimientos duros, se ha realizado una gran variedad de
investigaciones con respecto a fenómenos de corrosión, en la referencia (López, 2005, 684-
692) se depositaron recubrimientos de TiN sobre substratos de acero inoxidable AISI 304 y
AISI 420, con un espesor de 0,6 μm usando PAPVD, y se evaluaron en condiciones de
corrosión-erosión en una solución compuesta por una mezcla de 0,5 M de H2SO4 + 3,5% wt.
de NaCl y partículas de cuarzo, encontrando que el aumento en la velocidad y ángulo de
impacto del fluido, reducen la resistencia a la corrosión.
La resistencia a la corrosión-erosión de multicapas de CrN/NbN depositadas por PVD sobre
un acero para herramientas M2, en un electrolito basado en una mezcla de 0,1 M NaHCO3 y
0,1 M Na2CO3 y partículas de alúmina como medio erosivo, con una concentración del 20%,
fue evaluada a diferentes ángulos de impacto y velocidad constante de 3 m/s. En esta
investigación se muestra que los resultados dependen del ángulo de impacto y del potencial
electroquímico aplicado; además del efecto del ángulo de impacto sobre la erosión,
encontrando que a mayor ángulo, el efecto erosivo es mayor (Purandare, 2005, 256-262)
Nanocapas de CrTiAlN, depositadas sobre substratos de Ti-6Al-4V, fueron objeto de
investigación mediante ensayos de desgaste, erosión y corrosión. Se encontró que este
recubrimiento presentó la máxima tasa de erosión a un ángulo de incidencia de 45°; además,
presentó un potencial de corrosión más noble que el presentado por el substrato sin recubrir
en una solución de 3,5 % de NaCl, indicando que la deposición de este recubrimiento mejora
notablemente la protección frente a la corrosión. Sin embargo, ésta podría verse afectada por
defectos superficiales del recubrimiento (Bhushan, 1991, 49-119).
Sistemas multicapa de [TiCN/TiNbCN]n fueron depositadas por pulverización catódica con
períodos de bicapa que van desde 1,5 µm a 15 nm. El estudio reveló que el período de la
doble capa (λ) y el número de bicapas (n) tiene en el sistema con n=200 y λ =15 nm una
marcada influencia en la naturaleza electroquímica de los recubrimientos. La velocidad de
corrosión disminuyó de 0,57 mm/año, para el acero 4140 sin recubrimiento, a 0,50 mm/año
para el recubrimiento crecido con n=1 y 7,59X10-4 mm/año para el recubrimiento multicapa
crecido con n=200 y λ =15 nm (Caicedo, 2011, 6362-6368).
En este trabajo se estudia el comportamiento de la velocidad de corrosión, corriente de
corrosión, potencial de corrosión y desgaste de sistemas multicapa TiCN/TiNbCN expuestos
a un medio agresivo y a dos ángulos de impacto.
2. Metodología experimental
Los recubrimientos se obtuvieron mediante la técnica del magnetrón sputtering multi-blanco
en r.f (13,56 MHz) en la planta piloto del CDT ASTIN, SENA Regional Valle (Colombia).
Para la deposición de los recubrimientos se utilizaron blancos de carburo de titanio
estequiométrico, TiC, y niobio, Nb, de 4 pulgadas de diámetro (10 cm) y un espesor de 5
mm, con una pureza del 99,9%. Las multicapas de TiCN/TiNbCN se depositaron sobre
sustratos de acero AISI 4140 (diámetro 15,86 mm; espesor 4 mm) y Si (100); (1,7 cm de
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lado; 280 µm de espesor), los cuales fueron limpiados por ultrasonido en una secuencia de
15 minutos en un baño de etanol y acetona.
Los parámetros de deposición para la obtención de recubrimientos de alta calidad fueron
obtenidos con una potencia de 400 W para el TiC, 350 W para el Nb, a una temperatura para
el sustrato de 300 °C y una rotación de 60 RPM para el sustrato. Mediante este procedimiento,
se facilita la formación de la película estequiométrica cuaternaria que es necesaria para la
obtención de una estructura cristalina FCC. El gas de pulverización utilizado fue una mezcla
de 76% de Ar (50 sccm) y 24% de N2 (16 sccm), con 6x103 mbar de presión de trabajo total
y un voltaje bias desbalanceado de -50 V (r.f.).
Con el fin de estudiar el efecto del ángulo de impacto bajo corrosión y erosión, se depositaron
sistemas de TiCN/TiNbCN con periodos de n=1, n=50, n=100, n=150 y n=200 bicapas,
controlando los tiempos de apertura y cierre del obturador. El espesor de los recubrimientos
fue obtenido mediante un perfilómetro DEKTAK 8000, con un diámetro de punta de 12,00
µm ± 0,04 µm a una longitud de barrido entre 1000 µm-1200 µm. Para la muestra de 200
bicapas, el espesor fue de 3,00 µm ± 0,04 µm . Dado que los recubrimientos fueron obtenidos
bajo los mismos parámetros de crecimiento y tiempo total de depósito (3 horas), es posible
afirmar que los sistemas multicapas tienen un espesor alrededor de este valor. Para el sistema
multicapas se usaron los parámetros de capa individual y se varió el número de bicapas n=1,
n=50, n=100, n=150 y n=200; correspondiendo al periodo de la bicapa λ de 1,5 µm, 0,3 µm,
15 nm, 10 nm y 7,5 nm, respectivamente. Para la evaluación de la resistencia a la corrosión
y erosión se utilizó un potenciostato–galvanostato Gamry modelo PCI-4300. Los diagramas
de Tafel se obtuvieron a una velocidad de barrido de 0,16 mV/s, en un rango de voltajes de -
0,3 V a 0,3 V, empleando un área expuesta de 1 cm2. Las normas utilizadas en los criterios
de medición y cálculos corresponden a la norma Standard Reference Test Method for Making
Potentiostatic and Potentiodynamic Anodic Polarization Measurements (ASTM G5, 2003) y
Standard Test Method for Conducting Potentiodynamic Polarization Resistance
Measurements (ASTM G59-04, 2004). La masa molar del electrodo de trabajo (Ew), para
todas las medidas, fue asumida como 55,847 g/mol; teniendo en cuenta al (Fe) puro como
referencia, ya que este material (Fe) tiene un bajo contenido de carbono.En cuanto a la
evaluación de la resistencia a la erosión, se utilizó un equipo tipo cilindro rotatorio, que
consta de un recipiente de vidrio en el que va contenida la solución; una tapa de acrílico, en
la cual se disponen el electrodo de referencia (Ag/AgCl); el contraelectrodo (grafito) y el
portamuestras, con un área de exposición de la muestra de 1 cm2. El portamuestras se ubicó
a un ángulo de impacto del fluido de 30° y 90°. Además, el equipo consta de un impulsor de
HUMWPE (Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular), ajustado al eje de un motor que genera
el movimiento de la solución y el impacto sobre la muestra (Payan, 2008, 177-180). La
velocidad de giro fue de 2250 rpm, proporcionando una velocidad lineal máxima de la
partícula de 13 m/s.
Las muestras fueron sometidas a desgaste por erosión durante un tiempo total de 1.440
minutos de exposición, a una temperatura de 25ºC. Para evaluar el fenómeno erosivo, se
aplicó protección catódica de 1 V catódico con respecto al potencial de circuito abierto del
acero y el recubrimiento, respectivamente. De acuerdo a la norma Standard Guide for
Determining Synergism Between Wear and Corrosion (ASTM 119-93, 2009), esta
protección catódica garantiza daño superficial sólo por efecto de las partículas erosivas. Se
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realizó la prueba de inmersión en una solución de NaCl 0,5 M preparada con agua destilada
y partículas de sílice (SiO2); con tamaño de partícula entre 210 µm y 300 µm bajo una
proporción del 20%wt con respecto al medio. Las muestras se retiran de la solución en un
cierto intervalo de tiempo (15 minutos); se limpian con un chorro de agua; se secan con aire
caliente y; se pesan en una balanza con una precisión de 0,1 mg, con el propósito de
determinar la pérdida de peso debido a la erosión.
La caracterización estructural de las multicapas se realizó mediante difracción de rayos
(XRD) utilizando un difractómetro D8 Advance (Bruker AXS) y la radiación Kα del Cu
(λ=1,54060 nm). Las mediciones se realizaron con una intensidad de corriente de 40 mA,
una diferencia de potencial de 40 kV y con un barrido de 30,01° a 79,99° (2θ), configurado
con un tiempo por paso de 0,50 s y un tamaño de paso de 0,020° (2 θ) en modo continuo. Las
medidas de DRX se realizaron en configuración geométrica Bragg-Brentano. La indexación
y posiciones de los picos se realizaron con ayuda de la base de datos JCPDF 00-042-1488 y
JCPDF 01-071-03-01, tomados a partir de las cartas ICDD.
3. Resultados y discusión
Corrosión
En la figura 1, se pueden apreciar las curvas de polarización potencio-dinámica para ángulo
de impacto de 30°. Se resalta que las curvas correspondientes a los sistemas multicapas
TiCN/TiNbCN se encuentran arriba de la correspondiente al sustrato acero AISI 4140;
indicando que el potencial de corrosión de las multicapas es más positivo y que, por lo tanto,
existe una menor tendencia a sufrir corrosión. Igualmente, se observa que las curvas de
polarización potencio-dinámica están desplazadas hacia la izquierda; lo que permite deducir
que la densidad de corriente de corrosión es menor en los sistemas multicapas TiCN/
TiNbCN, respecto del acero AISI 4140 sin recubrir.
Figura 1. Curvas de polarización potencio-dinámica en una solución de 0,5 M NaCl a un
ángulo de impacto de 30°.
Fuente: Elaboración propia
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En la figura 2, se observan las curvas de polarización potencio-dinámica para ángulo de
impacto de 90°. En la figura, se puede apreciar que las curvas correspondientes a los sistemas
multicapas TiCN/TiNbCN presentan un comportamiento similar para el caso del ángulo de
impacto de 30°, equivalente al potencial de corrosión de las multicapas
Figura 2. Curvas de polarización potencio-dinámica en una solución de 0,5 M NaCl a un
ángulo de impacto de 90°.
Fuente: Elaboración propia.
Igualmente, se observa que las curvas de polarización potencio-dinámica están desplazadas
hacia la izquierda lo cual permite deducir que la densidad de corriente de corrosión es menor
en los sistemas multicapas TiCN/TiNbCN, respecto al sustrato.
El desplazamiento de las curvas de Tafel hacia potenciales positivos con el aumento del
número de bicapas aplicadas, está acorde con la naturaleza de estas estructuras multicapas,
ya que el aumento del número de multicapas aumenta el número de interfaces entre TiCN y
monocapas TiNbCN. Las interfaces son las zonas que presentan trastornos estructurales que
generan un cambio en la orientación cristalográfica; actúan como puntos de dispersión,
haciendo que la migración del ion cloro desde la superficie hacia el sustrato metálico sea
difícil y se retrase el inicio del proceso de corrosión (Aperador 2014: 183-189). Esto explica
el hecho de que la potencia requerida por los iones de la solución para migrar libremente de
la superficie hacia la interfaz película/sustrato, sea mayor con el aumento de número de
multicapas; este comportamiento se refleja en la reducción de la densidad de corriente de
corrosión y de la velocidad de corrosión en micrómetros por año (Nieto, 2010, 161-168;
Aperador, 2012, 6-11).
Comportamiento de la velocidad de corrosión
A partir de las curvas de polarización Tafel se calculó la velocidad de corrosión; se observa
que estas curvas dependen en gran medida del número de bicapas y del periodo de los
sistemas multicapa. Las curvas de polarización Tafel permiten encontrar los valores de las
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pendientes anódica y catódica en cada caso. En la tabla 1 y tabla 2 se presentan los potenciales
de corrosión, corriente de corrosión y velocidad de corrosión para los sistemas multicapa
TiCN/TiNbCN, bajo ángulos de impacto de 30° y 90°.
Tabla 1
Valores obtenidos de los parámetros de las curvas de polarización electroquímica para el
sustrato y las multicapas de TiCN/TiNbCN a un ángulo de impacto de 30°
Material Ecorr Icorr Vcorr
(mV) (μA/cm2) (μmy)
Sustrato -588 221 251,94
1 bicapa -511 15,2 21,31
50 bicapa -457 12,7 17,21
100 bicapa -423 9,04 12,74
150 bicapa -384 5,17 7,28
200 bicapa -361 4,08 5,66 Fuente: Elaboración propia
Tabla 2
Valores obtenidos de los parámetros de las curvas de polarización electroquímica para el
sustrato y las multicapas de TiCN/TiNbCN a un ángulo de impacto de 90°
Material Ecorr Icorr Vcorr
(mV) (μA/cm2) (μmy)
Sustrato -538 309,1 436,96
1 bicapa -520 94,21 132,78
50 bicapa -441 64,54 90,38
100 bicapa -468 41,13 58,59
150 bicapa -389 18,41 25,39
200 bicapa -339 9,31 12,94 Fuente: Elaboración propia
En las tablas 1 y 2 se observa una disminución de la velocidad de corrosión y de la densidad
de corriente en los recubrimientos multicapas de TiCN/ TiNbCN; esta disminución puede
atribuirse al grado de porosidad presente en las películas delgadas, lo que indica que
disminuye con el aumento del número de multicapas. La porosidad en los recubrimientos
multicapa puede ocurrir debido a fenómenos de nucleación durante el crecimiento de las
capas, generando rutas de menor resistencia para el paso de los iones cloro (Caicedo, 2011,
123-132).
En la figura 3, se representa la velocidad de corrosión de los sistemas multicapa de
TiCN/TiNbCN en función del número de bicapas bajo ángulos de impacto de 30° y 90°.
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Figura 3. Velocidad de corrosión (Vcorr) en función del número de bicapas para ángulos de
impacto de 30° y 90°.
Fuente: Elaboración propia
En la figura anterior, se observa que la velocidad de corrosión disminuye en la medida que
se incrementa el número de bicapas para ambas condiciones de ángulos de impacto; sin
embargo, se evidencia el efecto del ángulo de impacto, siendo más crítico para el caso de
90°.
Comportamiento de la corriente de corrosión
En la figura 4, se grafica la influencia del número de bicapas de los sistemas multicapas
TiCN/TiNbCN sobre la densidad de corriente de corrosión (icorr). En la figura se observa que,
cuando el número de bicapas aumenta, icorr decrece; es decir, las multicapas de períodos
menores presentan valores de corriente de corrosión bajos. Estos valores que son menores,
sugieren en la densidad de corriente de corrosión que la microestructura de las multicapas es
densa, homogénea y con granos finos, producto del intenso bombardeo de iones durante la
deposición del recubrimiento.
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Figura 4. Corriente de corrosión (icorr) en función del número de bicapas (n) para ángulos de
impacto de 30° y 90°.
Fuente: Elaboración propia.
Comportamiento del potencial de corrosión
En la figura 5 se presenta la variación del potencial de corrosión (Ecorr), en función de la
variación del número de bicapas de los sistemas multicapas TiCN/TiNbCN para ángulos de
impacto de 30° y 90°. Se observa que –cuando el número de bicapas se incrementa– el voltaje
de corrosión decrece hacia valores más nobles. Esto reafirma la aseveración hecha en un
párrafo anterior, sobre la protección que ofrecen las multicapas contra la corrosión provocada
por la solución salina. En la gráfica se observa que todos los recubrimientos lograron un Ecorr
más positivo que el del acero, para ambas condiciones de ángulo de impacto.
Figura 5. Potencial de corrosión (Ecorr), en función del número de bicapas (n) para ángulos
de impacto de 30° y 90°.
Fuente: Elaboración propia
Erosión
En la Figura 6 se ilustra la respuesta frente a fenómenos de erosión de los sistemas multicapas
de TiCN/TiNbCN como función de la variación del número de capas (n), la variación en el
periodo de la bicapa (λ) y la variación en el ángulo de impacto. En la figura se representa
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gráficamente la pérdida de material, asociada con los impactos repetidos de partículas sólidas
después de 24 horas de prueba, a un ángulo de impacto de 30°.
Figura 6. Pérdida de masa en función del número de multicapas de TiCN/TiNbCN para un
ángulo de impacto de 30°.
Fuente: Elaboración propia
En la figura anterior, se observa una mayor pérdida de masa en el sustrato con el transcurso
del tiempo, debido a su baja ductilidad. Para el caso de los recubrimientos multicapa de
TiCN/TiNbCN, se produce una disminución de la pérdida de masa en la medida en que se
incrementa el número de multicapas. Para un ángulo de impacto de 30°, el sistema multicapas
con n=200 reduce la pérdida de masa en un 97,25%.
En la Figura 7 se grafica la pérdida de material asociada con los impactos repetidos de
partículas sólidas después de 24 horas de prueba, a un ángulo de impacto de 90°. Se observa
que –para un ángulo de impacto de 90°– el sistema multicapas reduce la pérdida de masa en
un 96,3% con respecto al sustrato no recubierto para n=200 bicapas, lo cual muestra el efecto
beneficioso de la aplicación de las películas al acero AISI 4140.
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Figura 7. Pérdida de masa en función del número de multicapas de TiCN/TiNbCN para un
ángulo de impacto de 90°.
Fuente: Elaboración propia.
Se puede apreciar que el porcentaje de reducción en la pérdida de masa es inferior para el
caso del ángulo de impacto de 90°, mostrando el efecto crítico del ángulo de impacto. Los
sistemas multicapas generan mejoras en las propiedades mecánicas del sustrato –como la
dureza–, ya que absorben y distribuyen la energía del impacto generado por las partículas
abrasivas de una mejor forma y en concordancia con lo expuesto por (Barshilia, 2009, 29-
36; Jehn, 2000, 212-217; Bautista, 2011, 68).
Figura 8. Pérdida de masa en función del número de multicapas de TiCN/TiNbCN para un
ángulo de impacto de 90°.
Fuente: Elaboración propia.
En la figura 8 se puede apreciar el efecto benéfico de los sistemas multicapa sobre el sustrato
y la reducción de la pérdida de masa, en la medida en que se incrementa el número de capas
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(n). En la gráfica se evidencia el efecto que produce el ángulo de impacto de las partículas
en la pérdida de masa, siendo más crítico para el caso del ángulo de 90°.
Difracción de rayos X
En la figura 9 se presentan los patrones de difracción de rayos-X para los recubrimientos del
sistema multicapas TiCN/TiNbCN, depositadas sobre substrato AISI 4140 y sometidas a un
proceso de corrosión y erosión. En la figura se puede observar que –en la medida en que se
incrementa el número de bicapas (n) y se reduce el periodo (λ) de éstas– hay una orientación
en la dirección preferencial en los planos de Bragg (111), correspondiente a una estructura
cubica centrada en las caras (FCC) tipo NaCl, congruente con la información reportada por
(Levi, 1998, 344-350; Córdoba, 2007, 650-653; Caicedo, 2010, 2876-2886).
Figura 9. Patrones de difracción de rayos-X para el sustrato AISI 4140 y el sistema
TiCN/TiNbCN con n=150 sometidos a procesos de corrosión y erosión.
Fuente: Elaboración propia.
En la figura se observan los picos más intensos y que corresponden a las orientaciones en los
planos TiNbCN (111) y TiNbCN (200), lo que indica un crecimiento a lo largo de estas
orientaciones. Los otros picos débiles en intensidad corresponden a difracciones de los planos
TiNC (200) y (220) de la estructura FCC, congruente con la información presentada por
(Caicedo, 2010, 2876-2886).
Microscopía óptica
El análisis superficial de las muestras sometidas a procesos de corrosión y erosión se realizó
a través de microscopia óptica. En la figura 10 se pueden observar microscopias ópticas de
los sistemas multicapa TiCN/TiNbCN, sometidas a procesos electroquímicos idénticos. Las
imágenes se tomaron bajo las mismas condiciones de amplificación.
En la figura 10 b) se puede apreciar la degradación del material base, respecto al material sin
tratar presentado en la figura 10 a). El nivel de degradación de la superficie de los sistemas
multicapa TiCN/TiNbCN es más notorio en las multicapas con un periodo de bicapa con
n=50 y λ=30 nm, como se aprecia en la figura 10 c). Los sistemas multicapa que presentan
menor degradación corresponden a las multicapas depositadas con n=200 y λ=7,5 nm,
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44
presentados en la figura 10 f), constituyéndose en los más indicados para disminuir los
procesos de corrosión-erosión sobre el sustrato AISI 4140.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Figura 10. Degradación de la superficie de sistemas multicapa TiCN/TiNbCN a) sustrato sin
tratamiento b) sustrato c) n=50 d) n=100 e) n=150 f) n=200. Fuente: Elaboración propia.
La reducción en el ataque químico se origina en la contribución de las interfaces de las
multicapas, provocando un cambio de dirección de los iones cloruro, incrementando el
potencial electroquímico, que está asociado con la resistencia a la corrosión. La porosidad
también contribuye, posiblemente, ya que el efecto de la disminución de la porosidad es más
significativo en los sistemas multicapas con menores velocidades de corrosión-erosión, que
los sistemas depositados con un número reducido de interfaces o bajo número de bicapas
(Grips, 2006, 204-211).
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45
4. Conclusiones
Los resultados de las curvas de polarización potencio-dinámicas obtenidas en los ensayos de
corrosión dinámica y corrosión-erosión muestran un buen rendimiento de los sistemas
multicapas, debido a que el potencial de corrosión es más positivo cuando se incrementa el
número de bicapas. De igual forma, se observa un desplazamiento de las curvas hacia la
izquierda, lo cual permite deducir que la densidad de corriente de corrosión es menor en los
sistemas multicapas TiCN/TiNbCN, respecto al sustrato.
Se observa que la modificación de las condiciones mecánicas del medio, tales como el
impacto del fluido y de partículas erosivas en ciertos ángulos de ataque, conllevan un ligero
cambio del potencial de corrosión, efecto de la agitación del medio por la disipación de
energía en él; mientras que –al mismo tiempo– se nota un aumento de la densidad de corriente
de corrosión por efecto del ataque de las partículas y la subsecuente generación de puntos de
corrosión localizada.
En los patrones de difracción de rayos-X para los recubrimientos del sistema multicapas
TiCN/TiNbCN, depositadas sobre substrato AISI 4140, se puede observar que –en la medida
que se incrementa el número de bicapas (n) y se reduce el periodo (λ) de estas– hay una
orientación en la dirección preferencial en los planos de Bragg (111) correspondiente a una
estructura cubica centrada en las caras (FCC) tipo NaCl.
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4. Capacidad de carga turística para el Jardín
Botánico municipal de Santa Cruz Recibido: 12-02-2017 / Revisado: 25-03-2017 / Aceptado: 27-09-2017
Luisa R. Arancibia Arce, MSc. Docente Universidad Tecnológica Privada de Santa Cruz (UTEPSA), Bolivia.
luisa.arancibia.arce@gmail.com
ISSN 2523-9635
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Resumen
La capacidad de carga turística es considerada una herramienta muy útil para establecer el
número de visitantes a ingresar en un determinado sendero. En Bolivia existen muy pocos
estudios que demuestren la aplicación de este método; menos aún, dentro de áreas
municipales. El objetivo del estudio fue identificar la cantidad de turistas que pueden ingresar
dentro del sendero principal del Jardín Botánico Municipal de la ciudad de Santa Cruz de la
Sierra. Para ello, se desarrollaron tres tipos de análisis complementarios; el primero – para
medir la capacidad de carga física–, identificar la cantidad de turistas que podría soportar el
mismo; el segundo, determinar los factores que impiden la visitación dentro del sendero y;
tercero, calcular el límite máximo de visitas que se puede permitir dentro del sendero
principal, dada la capacidad para ordenarlas y manejarlas (Cifuentes 1992; et al 1999). Los
resultados muestran que la cantidad de turistas debería alcanzar a 173 visitas al día y 63.145
visitas al año; las mismas que deben ser controladas desde el ingreso al sendero principal del
jardín botánico, para evitar un impacto dentro del mismo.
Palabras clave: Capacidad de carga, turismo, capacidad de manejo, capacidad física,
capacidad de carga real, capacidad de carga efectiva
Tourism carrying capacity for the municipal Botanical Garden of Santa
Cruz
Abstract
The tourist load capacity is considered a very useful tool to establish the number of visitors
to enter a particular path. In Bolivia there are very few studies that demonstrate the
application of this method even more within municipal areas. The objective of the study was
to identify the number of tourists that can enter inside the main path of the Municipal
Botanical Garden of the city of Santa Cruz de la Sierra. To do this, three types of
complementary analyzes were developed, the first to measure the physical carrying capacity
of the trail which allowed to identify the number of tourists that could support the same, the
second to determine the factors that impede the visitation within the trail and the third is the
maximum limit of visits that can be allowed within the main path given the capacity to
organize and manage them (Cifuentes 1992, et al., 1999). The results show that the number
of tourists should be 173 visits a day and 63,145 visits a year controlled from the entrance to
the main path of the botanical garden to avoid an impact within the same.
Keywords: Carrying capacity, tourism, handling capacity, physical capacity, real carrying
capacity, effective carrying capacity
1. Introducción
El manejo de visitantes en un área protegida debe ser rigurosamente planificado para alcanzar
los objetivos de su conservación para la que fue creada y; a la vez, lograr que los visitantes
tengan una experiencia de calidad y puedan satisfacer sus expectativas. Para eso, es
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importante establecer la capacidad de carga de visitación que los sitios destinados al uso
público pueden soportar (Cifuentes, et al, 1999). En este marco, la capacidad de carga
turística se refiere al nivel máximo de uso de visitantes e infraestructura correspondientes
que un área puede soportar, sin que se provoquen efectos negativos en los recursos. Además,
la capacidad de carga turística es un tipo específico de capacidad de carga ambiental y se
refiere a la capacidad biofísica y social del entorno, respecto de la actividad turística y su
desarrollo (Wolters, 1991, citado por Ceballos-Lascuráin, 1996). De igual manera, puede
definirse como la capacidad que posee un ecosistema para soportar organismos mientras
mantiene su productividad, adaptabilidad y capacidad de regeneración. Representa el límite
de la actividad humana: si éste es excedido, el recurso se deteriorará (Ceballos- Lascuráin,
1996). Para establecer esta capacidad de carga existen diversas metodologías; entre ellas, se
destacan Visitor Impact Management”, VIM (Loomis y Graefe, 1992), “Límites de Cambio
Aceptable”, LAC (Stankey et al., 1985), y “Capacidad de Carga Turística”, CCT (Cifuentes,
1992). Como herramienta de planificación, la capacidad de carga turística permite obtener
una aproximación a la intensidad de uso de las áreas destinadas al público, por lo que sustenta
y requiere decisiones de manejo (Cifuentes 1992; Acevedo Ejzman, 1997). De acuerdo a
Moore, 1993, el cálculo se hace a través de un proceso complejo en el que se debe considerar
una serie de factores ecológicos, físicos, sociales, económicos y culturales.
Esta metodología de capacidad de carga turística ya ha sido aplicada en diferentes áreas
protegidas que han servido de base a este análisis; entre ellas, se encuentran la Reserva
Biológica Carara, (Cifuentes et al., 1990); Parque Nacional Manuel Antonio (Rodríguez,
1992); Monumento Nacional Guayabo (Cifuentes et al, 1999) y; Refugio de Vida Silvestre
“La Marta” (Acevedo Ejzman, 1997). Sin embargo, en Bolivia aún no existen senderos de
carácter municipal que cuenten con la determinación de capacidad de carga turística.
Tomando como base a estos estudios de carácter internacional, se decidió aplicar esta
metodología en el Jardín Botánico Municipal de Santa Cruz de la Sierra, espacio que requiere
del apoyo de herramientas de planificación para el manejo de visitantes y la mitigación de
sus potenciales impactos. El presente trabajo tiene como objetivo determinar la capacidad de
carga turística del sendero principal del Jardín Botánico Municipal de Santa Cruz de la Sierra,
para minimizar los impactos que se generan a partir del ingreso de turistas.
2. Metodología
Para el desarrollo del análisis de capacidad de carga turística del sendero principal del Jardín
Botánico Municipal, se siguió la metodología establecida por Cifuentes, 1992 y 1999; que
determina la cantidad de personas que puede soportar un sendero en el ámbito turístico,
disminuyendo los impactos en el momento de su visitación. Para la determinación de este
análisis se calculan los siguientes tres tipos de capacidad de carga: Capacidad de Carga
Física, Capacidad de Carga Real y Capacidad de Carga Efectiva.
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Figura 1. Relación entre los niveles de capacidad de carga turística.
Fuente: Elaboración propia adaptada de Cifuentes (1992).
La capacidad de carga física –primer paso a desarrollar– se determina a partir de ciertos
criterios básicos tales como el porcentaje de ocupación en metros que necesita un visitante al
momento de realizar el recorrido; su tiempo de duración; longitud del sendero, entre otros.
Una vez calculados e identificados estos valores, se aplica la fórmula específica para este tipo
de capacidad de carga. Con base en este resultado, se calcula la capacidad de carga real, que
representa los factores externos por los cuales un visitante no puede realizar un recorrido
dentro del sendero de manera regular. Dentro del presente análisis se tomaron en cuenta los
factores cierres temporales, social y precipitación; siendo éstos determinantes al momento de
hacer el recorrido, especialmente en temporada lluviosa. Una vez calculados los factores de
corrección, se aplicó la fórmula específica para determinar la capacidad de carga real.
Para complementar el análisis, se determina la capacidad de carga efectiva que se realiza a
partir de la capacidad de manejo que presenta el jardín botánico con respecto al sendero
principal. Una vez evaluados estos criterios –según su valoración– se determina los
resultados y se calcula la capacidad de carga que el sendero es capaz de soportar, de acuerdo
al número de visitantes.
Según Cifuentes (1992), los resultados a obtener al finalizar el análisis deben obedecer a la
siguiente lógica: la capacidad de carga física debe ser mayor a la capacidad de carga real
(Tabla 1); mientras que la capacidad de carga real debe ser igual o mayor a la capacidad de
carga efectiva, la misma que se valida dentro de los resultados obtenidos dentro de la
investigación.
3. Resultados
El primer paso para el cálculo de la capacidad de carga fue determinar la capacidad de carga
física (CCF) utilizando los siguientes aspectos:
Criterios Básicos
- El flujo de visitantes se hace en un sentido.
- Cada persona ocupa 1m. de sendero. El sendero tiene 1 m. de ancho promedio.
- La distancia mínima entre grupos para evitar interferencias es de 150 m.
CCF > CCR y CCR ≥ CCE
CCF
CCR
CCE
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- Los grupos están conformados por un máximo de 20 personas.
- Se requiere tres horas (en promedio) para completar la visita.
- El sitio está abierto 8 horas / día.
- La longitud total del sendero es de 7 km.
Para saber cuál es el espacio disponible, considerando que cada persona ocupa 1 m. de
sendero (v/a), cada grupo necesitará 20 m. Si la distancia entre grupos es de 150 m.; entonces,
en 7.000 m. caben 41 grupos al mismo tiempo (1). Estos 41 grupos requieren 820 m. de
sendero para ocuparlo al mismo tiempo. (2)
(1) 7,000 m. / 170 m. (metros que ocupa un grupo) = 41 grupos
(2) 41 grupos x 20 personas / grupo x 1 m. / persona = 820 m. requeridos
También sabemos que el sendero está abierto 8 horas / día y que cada visitante requiere 3
horas (en promedio). De acuerdo a ello, cada día una persona podría hacer 2.66 visitas.
(3) 8 hrs dia
3 hrs visita = 2.66 veces puede ser recorrido el sendero por una misma persona en un día
Así,
CCF = v/a × s × t
CCF = 1 visitante / m × 820 m × 2.66 visitas / día / visitantes
CCF = 2181 visitas / día
El segundo cálculo fue el desarrollo de la capacidad de carga real (CCR); para ello, se
analizaron factores que impiden la visitación dentro del sendero principal del jardín botánico.
Para este cálculo, se aplicó la siguiente fórmula:
CCR = (CCF – FC1) – FC2 – FCn
Donde FC es un factor de corrección expresado en porcentaje.
Por tanto, la fórmula para el cálculo sería:
CCR = CCF ×100 − FC1
100×
100 − FC2
100×
1OO − FCn
100
Los factores que afectan a un sendero generalmente no son similares a los de otros sitios.
Para este análisis, se tomaron en cuenta tres factores de corrección aplicados a la zona de
estudio: Factor Precipitación, Factor Social y Factor Cierres Temporales.
Para calcular cada factor se usa la siguiente fórmula:
FC =Ml
Mt× 100
Dónde: FC = Factor de corrección
Ml = Magnitud limitante de la variable
Mt = Magnitud total de la variable
Según Cifuentes (1992), se aplican los siguientes criterios para el cálculo de la CCR:
Factor Precipitación (FCP)
El área calculada tiene anualmente 100 días de lluvia, periodo que se da en los meses de
noviembre, diciembre, enero y febrero. Las precipitaciones pluviales se registran en periodos
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52
cortos (tres horas/ promedio, según datos del SENAMI), dificultando la visitación normal.
Entonces:
Ml = 100 días – lluvia / año × 3 horas – lluvia limitante / día
Ml = 300 horas – lluvia limitante / año
Mt = 360 días – lluvia / año × 12 horas – lluvia limitante / día
Mt = 4,320 horas – lluvia / año
FCp =300 horas − lluvia limitante /año
4,320 horas − lluvia /año× 100
FCp = 6.94 % limitante
Factor Social (FCSoc)
Esta variable corresponde al espacio mínimo requerido por cada visitante y por cada grupo;
y a la distancia entre ellos, para evitar un impacto mayor.
Criterios Básicos:
- Número de personas por grupo = 21 en total (20 personas más el guía)
- Distancia entre grupos = 150 m.
- Espacio requerido = 1 m.
Para calcular la magnitud total de este factor se consideró la longitud del sendero; mientras
que, para el cálculo de la magnitud limitante que representa la porción del sendero que no
puede ser ocupada, se tomó en cuenta la distancia por cada grupo, sumando la distancia
existente requerida, que resulta de los espacios individuales de cada integrante del grupo.
- Distancia requerida por grupo = (150) + [(1)*(21)] = 171 m de distancia
El siguiente paso fue identificar el número de grupos que pueden encontrarse
simultáneamente en el sendero principal del jardín botánico. Para lograrlo, fue necesario
realizar una división entre la longitud total del sendero y la distancia requerida por grupo.
- Número de grupos = 7,000
171= 40,93
Por último, para calcular el FCSoc, es necesario identificar el número de personas (p) que
pueden estar simultáneamente dentro del sendero, tomando en cuenta los grupos visitantes:
P = (Número de grupos) (Número de personas por grupos)
Transformando:
P= (40.93)*(21) = 859.53 personas que pueden estar ubicadas en el sendero.
Además, se consideró que, durante los recorridos por el sendero principal del jardín botánico,
cada persona ocupa un metro del sendero.
Entonces:
Ml = Mt (longitud total del sendero) – (P) (espacio que ocupa cada persona)
Ml= 7,000 – [(859.53)*(1)]
Ml = 6,140.47 metros que quedan libres cuando se sitúa un grupo dentro del sendero
Entonces:
FCSOC = 𝑀𝑙
𝑀𝑡𝑥 100
FCSOC = 6140.47
7000𝑥 100
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FCSOC = 87.72 % limitante
Factor Cierres Temporales (FCCT)
Por razones de mantenimiento u otras razones de manejo, las visitas a ciertos sitios pueden
ser restringidas o impedidas temporalmente.
Para este caso, se ha definido una semana de cierre temporal (tiempo a desarrollarse el
mantenimiento sólo en sectores del sendero, no de cierre total).
Así:
FCCT = 1 Semana limitante/año
52 semanas /año𝑥 100
FCCT = 2% limitante
Las magnitudes para los factores de corrección dentro del sendero del Jardín Botánico
Municipal se muestran en la siguiente tabla:
Tabla 1
Resultados de Factores de Corrección de Capacidad de Carga Real
Factores de corrección Abreviación Porcentaje
Factor precipitación
Factor social
Factor cierre temporal
FCP
FCSOC
FCCT
6.94 %
87.72 %
2 %
Fuente: Elaboración propia.
Una vez calculados, los factores de corrección para cada uno de los senderos establecidos, se
calculó la CCR de la siguiente manera:
CCR= CCF X100−FC1
100X
100−FC2
100X
100−FCn
100
Dónde:
CCF= 2,181 visitas / día
FC = FCP 6.94 %
FCSOC 87.72 %
FCCT 2 %
Entonces:
CCR = CCF X100−FCp
1OOX
100−FCsoc
100X
100−FCct
1OO
CCR = 2,181 visitas/ día x100−6.94
100𝑥
100−87.72
100𝑥
100−2
100
CCR =2,181visitas / día x 0.93 x 0.12 x 0.98
CCR = 238.53 visitas / día.
Para finalizar el estudio, se calculó la capacidad de carga efectiva (CCE); ésta representa el
límite máximo de visitas que se puede permitir, dada la capacidad para ordenarlas y
manejarlas. Esta capacidad de carga se obtiene comparando la CCR con la capacidad de
manejo CM de la administración del área.
La fórmula general de cálculo es la siguiente:
CCE= CCR X CM/100
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Donde CM es el porcentaje de la capacidad de manejo mínima.
En este caso, la capacidad de manejo se define como la suma de condiciones que la
administración de un área necesita para poder cumplir a cabalidad con sus funciones y
objetivos. Para tener una aproximación aceptable de la capacidad de manejo del sendero,
fueron consideradas las variables establecidas por Cifuentes et al (1999): personal,
infraestructura y equipamiento. Se tomó como base este análisis, por su facilidad de
comprensión y medición, debido a que se contó con la información requerida para el caso.
Cada variable fue valorada con respecto a cuatro criterios:
Cantidad-estado- localización y funcionalidad. La categoría personal se calificó teniendo en
cuenta el criterio de cantidad, debido a que el conocimiento y tiempo para una evaluación de
personal resultaron insuficientes.
Para establecer una estimación más objetiva de la CM, fue importante uniformizar el
mecanismo de calificación de las variables. En base a esto, los criterios aplicados fueron:
Cantidad
Relación porcentual entre la cantidad existente y la cantidad optima a juicio de la
administración del jardín botánico.
Estado En función a las condiciones de conservación y uso.
Localización De acuerdo a la ubicación y distribución espacial de cada componente.
Funcionalidad
Resultado de la combinación de los dos anteriores, es decir, utilidad práctica.
Cada uno de estos criterios recibió un valor, que fue calificado según la siguiente escala:
Tabla 2
Criterios de valoración para la capacidad de manejo
% Valor Calificación
Menor a 35 0 Insatisfactorio
36-50 1 Poco
51-75 2 Medio- Satisfactorio
76-89 3 Satisfactorio
Mayor a 90 4 Muy Satisfactorio
Fuente: Elaboración propia adaptada de (Cifuentes, 1992).
Finalmente, se estableció la capacidad de manejo del sendero a partir del promedio de los
factores de las tres variables (anexo 1) –expresado en porcentaje– de la siguiente manera:
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𝐶𝑀 =Inf±Eq±Peos
3X 100
Los resultados se expresan en la Tabla No.4
Tabla 3
Resultados de la capacidad de manejo del Jardín Botánico Municipal
Variable Valor
Infraestructura 0.812
Equipamiento 0.734
Personal 0.625
Promedio 0.7236
CM 72.36%
Fuente: Elaboración propia
La capacidad de carga efectiva, de acuerdo a todo lo planeado anteriormente, representará el
número máximo de visitas que se puede permitir en el sendero del Jardín Botánico Municipal;
considerando lo anterior, la CCE será la siguiente:
CCE=CCR*CM/100
Donde
CCR = 238.53 VISITAS/DIAS
CM = 72.36%
Entonces
CCE = 238.53*72.36/100
CCE = 172.60visitas / dias
Los resultados de la capacidad de carga turística se muestran en la siguiente tabla:
Tabla 4
Resultados de la capacidad de carga turística del sendero del Jardín Botánico Municipal
Capacidad De Carga Sendero
Física (CCF) 2,181 visitas día
Factor de corrección
Fc 1 precipitación 0.93
Fc 2 social 0.12
Fc 3 cierre temporal 0.98
Real (CCR) 238.53 visitas/días
Capacidad de manejo (CM) 72.36%
Efectiva (CCE) 172.60 visitas/días
Fuente: Elaboración propia
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Para obtener los resultados de visitantes diarios y anuales en el sendero, se hizo la siguiente
consideración:
Visitantes anuales
Visitantes /días *365=visitantes /año
173 * 365= 63.145
= 63.145 visitantes anuales
4. Discusión y conclusiones
Para el desarrollo del cálculo de capacidad de carga turística, se utilizó como base la revisión
de trabajos anteriores (Cifuentes, 1990 y 1992; Cayot, et al, 1996). Para la elaboración de la
capacidad de carga real se calculó un factor de corrección social (FCSoc), debido a que los
visitantes que asisten al sendero principal son de cantidad variable; al respecto, se logró
identificar dentro del estudio de campo que los visitantes cuentan con señalización dentro de
las áreas comunes, pero que resulta insuficiente en el sendero principal, lo que dificulta que
los visitantes se ubiquen geográficamente en el recorrido. Para corregir este aspecto, se
sugiere colocar señalización en todas las áreas del jardín botánico, poniendo énfasis dentro
del sendero principal, facilitando a los visitantes identificar las normas de comportamiento e
interpretar los recursos naturales existentes.
Con respecto a la capacidad de carga real, no se tomó en cuenta como factor limitante el daño
a la flora y fauna, debido a que no fue posible recopilar este tipo de información para el área.
El resultado obtenido sólo contempla factores de precipitación, cantidad de ingresos de
personas y cierres temporales dentro del sendero. En muchos casos, los visitantes no cuentan
con información sobre la fauna existente en la zona; a pesar de que el jardín ocupa más de
217 hectáreas. Por ende, se sugiere mejorar el sistema de información para el visitante,
poniendo a disposición datos específicos y generales sobre la historia del sitio y su
importancia ecológica, de forma clara y objetiva, con carteles y paneles atractivos y fáciles
de consultar.
El visitante debería contar con material interpretativo dentro del sendero y con material
complementario (tipo folleto o virtual), para poder ser un turista responsable en sus
recorridos. El costo extra de este servicio podría ser incluido en el precio del tiquete de
entrada, haciendo un incremento porcentualmente pequeño para realizar las mejoras
correspondientes.
Se logró identificar que el estado actual del sendero en general es satisfactorio, al igual que
su capacidad de manejo, ya que cuenta con todas las condiciones para el desarrollo y
conservación del lugar; sin embargo, se determinó también que existen aspectos como el
personal –con un valor de 0.625– que muestran la necesidad de incrementarlo, especialmente
en guías y guardaparques, lo que permitiría ejercer mayor control en la visitación. Se sugiere
el incremento del personal, lo que permitiría mejorar el sistema de información y manejo de
los visitantes, además de la vigilancia y control general del área.
Esta investigación hizo posible definir que la capacidad de carga para los turistas en el
sendero principal del jardín botánico debería ser de 173 visitas al día y 63,145 visitas al año,
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tomando en cuenta los factores externos de precipitación, factor social y factor de cierre
temporal. Sin embargo, aunque se ha determinado que la visitación podría aumentar sin
afectar la capacidad de carga del sitio, hay que considerar que todavía existen puntos frágiles
en el manejo de los visitantes, que hacen necesario ser prudentes a la hora de proponer
cambios. Según datos de la dirección de la institución, en las gestiones 2015 y 2016 los
visitantes han llegado a los 100 mil por año. Esta cantidad de personas está compuesta por
estudiantes, tanto de colegios como de universidades; académicos; familias y; grupos de
amigos. Es necesario considerar el impacto que esta cantidad de personas genera dentro del
sendero y tomar las medidas precautorias para atenuarlo.
Agradecimientos
Este estudio fue parte de la materia Gestión Ambiental y Turismo Sostenible en la
Universidad Tecnológica Privada de Santa Cruz de la Sierra. Los investigadores expresan un
agradecimiento especial al Jardín Botánico de Santa Cruz de la Sierra, cuyos responsables
permitieron el desarrollo de la investigación. Este sentimiento se hace extensivo a los
estudiantes de la materia que formaron parte del trabajo de campo, quienes ejecutaron sus
tareas con esmero y dedicación.
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5. Impactos del clima y de la concentración de
dióxido de carbono en la producción agrícola: maíz
y soya en las Tierras Bajas de Bolivia Recibido: 10-03-2017 / Revisado: 22-04-2017 / Aceptado: 27-09-2017
Federico Ernesto Viscarra Riveros, PhD. Jefe de Investigación Universidad Tecnológica Privada de Santa Cruz (UTEPSA), Bolivia.
jefe.investigacion@utepsa.edu
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Resumen
Debido al aumento de las concentraciones de CO2 en la atmósfera, se esperan incrementos
en la temperatura media y en los eventos extremos para muchas partes del planeta. Estos
efectos, combinados con una probabilidad más alta de eventos extremos (sequías e
inundaciones), tendrán serios impactos en el sector agrícola. El clima influye en el
crecimiento y rendimiento de los cultivos directamente a través de impactos en la fenología,
fotosíntesis y otros procesos fisiológicos. La temperatura y la disponibilidad de agua son los
determinantes principales en la demanda evaporativa y de transpiración de los cultivos,
factores que podrían cambiar el tiempo que transcurre desde la siembra hasta la madurez,
reduciendo en última instancia los rendimientos por hectárea. Las altas concentraciones de
CO2 en la atmósfera tambien tienen un efecto directo en el crecimiento de las plantas
(mayormente positivo, debido a la mayor cantidad de nutrientes de carbono disponibles);
impacto comunmente conocido como el efecto fertilización. En suma, el efecto neto del
cambio climático viene del balance entre estos efectos positivos y negativos. En este sentido,
se pueden encontrar muchos estudios en la literatura que describen los impactos del cambio
climático en la agricultura a nivel mundial, regional y por paises, utilizando modelos
matemáticos de cultivos. Sin embargo, no existen estudios a una escala precisa para Bolivia
como país, y mucho menos para el departamento de Santa Cruz. Es por ello que este
documento aborda la base científica de la relación del cambio climático, los cultivos y el
CO2, calibrando y validando la serie de modelos matemáticos de cultivos CERES-Maize y
CROPGRO-Soybeans incluidos en el software DSSAT v.4, para el maíz y la soya,
respectivamente. Los resultados de los modelos, coinciden con la base de la teoría científica
y se encuentran dentro del rango de resultados de estudios previos. Las variaciones de
temperatura y precipitación aisladas, modifican los rendimientos de la soya entre -18% y
+2%, y los rendimientos del maíz entre -25% y +9%, dependiento de la zona de producción.
Cuando se incluye al efecto fertilización, adicionalmente a los efectos del clima, las
variaciones del rendimiento de la soya fluctùan entre +25% y +42% y; para el maíz, entre -
10% y +19%, dependiendo de la zona de producción. El rango de variación es elevado,
especialmente para el maíz, dadas las diferentes zonas agro-ecológicas de producción
analizadas. Los cultivos pertenecientes a la familia de plantas C3 tienen la tendencia a ser
afectados de una manera más positiva por las concentraciones de CO2 que los cultivos
pertenecientes a la familia de plantas C4. De la misma manera, los resultados muestran que
la soya es más resistente a incrementos en la temperatura que el maíz.
Palabras Clave: Cambio Climático, Efecto Fertilización, CO2, Modelos de Cultivos, Soya,
Maíz, Bolivia.
Understanding Climate Change and Carbon Dioxide Effects in
Agriculture: Soybeans and Maize in the Bolivian Lowlands
Abstract
Increases in both mean and extreme temperatures are expected for many places of the globe
accompanied by a rise of CO2 concentration in the atmosphere. The combined effects plus
the increased probability of extreme events (droughts, floods), will have serious effects in
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the agricultural sector. Climate influences crop growth and yields directly through impacts
on phenology, photosynthesis, and other physiological processes. Temperature and water
availability are key determinants in the evaporative and transpiration demand of crops, which
might change the time from planting to maturity, ultimately reducing their yields. High
concentrations of CO2 in the atmosphere also have a direct effect on plant growth (mostly
positive because of higher quantities of carbon nutrients), known as the fertilization effect.
The net effect of climate change comes from a balance of these positive and negative effects.
Several studies are found in the literature describing the impacts of climatic change in
agriculture at a world, regional and country level using crop models. However, studies at a
finer scale for Bolivia are not available yet. In this sense, this paper explains the scientific
basis behind the relation of crop production, climate change and CO2 fertilization specifically
for yields of soybeans and maize (C3 and C4 family of plants, respectively) in the most
important production zones of Bolivia, comparing the effects of climate change (isolated)
and the effects of climate change plus the CO2 fertilization effect using the CERES – Maize
and CROPGRO – Soybeans Models of the DSSAT v.4 software. The model results agree
with the scientific basis and are inside the range of results from previous studies. Just
temperature and precipitation changes alter soybeans yields between -18% to +2%, and
maize yields from -25% to +9%. When including CO2 fertilization, the yield variations for
soybeans range from +25% to +42% and for maize from -10% to +19%. The range of
variation is high, especially for maize, given the different agro-ecological production areas.
C3 plants will likely be more positively affected by CO2 concentrations than C4 plants and
soybeans are more resilient to warming than maize.
Keywords: Climate Change, CO2 fertilization effect, Crop Model, Soybeans, Maize, Crop Yields,
Bolivia, DSSAT.
1. Introducción
El clima influye directamente en el crecimiento de los cultivos y sus rendimientos, a través
de impactos en su fenología, fotosíntesis y otros procesos fisiológicos. La temperatura y la
disponibilidad de humedad afectan el tiempo que transcurre desde la siembra hasa la madurez
y, en última instancia, a los rendimientos. La temperatura y humedad del ambiente están
intrínsecamente relacionadas, dado que la temperatura es determinante en la demanda
evaporativa y en la transpiración de los cultivos. Los efectos indirectos se relacionan con la
disponibilidad de nutrientes, malezas, pestes y enfermedades, así como con la habilidad de
los agricultores para trabajar en el campo. De esta manera, los cambios en la temperatura y
precipitación afectan directa e indirectamente al crecimiento de la planta y a sus
características. En algunos casos, el calentamiento global será beneficioso para el crecimiento
de la planta, mientras que en otros, éste será muy dañino. La misma lógica se aplica para los
cambios en las precipitaciones. Por otro lado, las concentraciones de CO2 en la atmósfera,
también tienen un efecto directo en el crecimiento de las plantas. Cuanto mayor sea la
concentración de CO2, mayor será la eficiencia del proceso de fotosíntesis de la planta. Altas
concentraciones de CO2 incrementan el crecimiento de la planta, porque la planta puede
absorver más facilmente mayores cantidades de nutrientes del carbono. Con suficiente
disponibilidad de agua y nutrientes, el incremento del CO2 será beneficioso para las plantas
en general y para los cultivos en particular; a este fenómeno se lo conoce como el efecto
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fertilización. Para estimar el efecto neto del cambio climático en el crecimiento de las plantas,
es necesario realizar experimentos que modifiquen las condiciones climáticas y atmosféricas
bajo las cuales el cultivo es producido, en un ambiente controlado. Esto es muchas veces
dificil de reproducir; sin embargo, se han realizado algunos intentos, como el trabajo
realizado por Ainsworth y Long, 2005, que muestran resultados muy interesantes. Por otro
lado, el uso de modelos matemáticos de cultivos es una opción muy conveniente para
cuantificar los impactos del cambio climático y de las condiciones atmosféricas en los
rendimientos de los cultivos. Muchos estudios que se encuentran en la literatura describen
los impactos del cambio climático a escalas mundial, regional y por país, utilizando modelos
matemáticos de cultivos; entre ellos, el trabajo realizado por Parry, et al., 1999 y 2004, y
Gerald, et al., 2009. Sin embargo, la mayor parte de estos estudios muestran resultados
solamente en promedios a nivel país en términos de rendimiento, por un lado (por ejemplo,
rendimiento por hectárea promedio para un grupo de cereales) y; por otro, resultados
regionales promedio en términos de rendimiento por hectárea (por ejemplo, para toda
Latinoamérica). A pesar de ello, en la realidad, la mayoría de los países muestran variaciones
en términos agro-ecológicos, condiciones climáticas y tecnologías de producción. Por esta
razón, existe la necesidad de tener resultados para cada uno de los cultivos individuales a una
escala más precisa, para poder plantear políticas y respuestas más apropiadas al contexto. En
este sentido, en el presente trabajo se experimentan y se analizan los efectos de diferentes
escenarios de cambio climático en los rendimientos de la soya y el maíz. Para ello,
previamente se calibran y validan los modelos matemáticos de cultivos CERES-Maize y
CROPGRO-Soybeans, para las zonas agrícolas más importantes de Bolivia, en términos de
producción. Primeramente, se cuantifican los efectos aislados de las variables climáticas; y
después, se cuantifican y analizan los efectos de las variables climáticas, más el efecto
fertilización proveniente de las concentraciones de CO2 en la atmósfera. Finalmente, ambos
resultados son comparados.
1.1 Interacciones Clima – Cultivos
La Guía para Prácticas Meteorológicas Agrícolas, elaborada por la Organización
Meteorológica Mundial (WMO, 2010), sirve como buen punto de partida y literatura de
consulta indispensable sobre las interacciones entre indicadores climáticos y rendimientos de
cultivos. En las siguientes líneas, cada uno de los principales indicadores climáticos es
analizado en los acápites 1.1.1 a 1.1.5, comenzando por los efectos de la temperatura y
finalizando por el efecto fertilización, proveniente de las concentraciones de CO2 en los
rendimientos de los cultivos.
1.1.1 Efectos de la temperatura
El cambio climático afecta tanto a la temperatura promedio como a las temperaturas
extremas. Si las temperaturas mensuales promedio se incrementan debido a un aumento de
la temperatura mínima (por ejemplo, en las noches), las consecuencias para un cultivo pueden
ser diferentes que el mismo cambio a consecuencia de un incremento en la temperatura
diurna. Como mencionan Kukla y Karl, 1993, al incrementarse la temperatura nocturna se
puede observar disminuciones en los rendimientos; mientras que al incrementarse las
temperaturas diurnas, se advierten incrementos en los rendimientos en latitudes más al norte
del planeta (al incrementarse la duración del ciclo de crecimiento); pero, en latitudes más al
sur, se aprecian reducciones en los rendimientos (debido a una maduración más temprana)
(Droogers, et al, 2004). Para la mayoría de los cultivos, las temperaturas elevadas reducen
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los rendimientos, dado que existe menor cantidad de tiempo para capturar luz, agua y
nutrientes (Lawlor y Mitchell, 2000). En latitudes más bajas, a causa del umbral de
temperatura máxima, también se reproducen esos efectos. Las temperaturas elevadas durante
las etapas tempranas de crecimiento, serán normalmente beneficiosas para los cultivos, pero
durante etapas posteriores (como la de máximo crecimiento) pueden ser perjudiciales, debido
a la disminución de la duración de este periodo. En lugares mas fríos (como es el caso de las
latitudes más altas), un incremento en las temperaturas elimina las limitaciones de frío; por
lo tanto, las productividades y rendimientos de cultivos podrían aumentar aún mucho más.
En general, temperaturas más altas durante el periodo de crecimiento, estarán asociadas con
una mayor radiación y una mayor demanda de agua que, juntamente con concentraciones
elevadas de CO2, generan interacciones primordiales que deben ser consideradas.
1.1.2 Disponibilidad de agua
La disponibilidad de agua es crucial para la actividad agrícola. Como se menciona en WMO,
2010, el impacto del cambio climático puede ocurrir a través de tres rutas principales: i)
sequía: escasez de agua en un periodo de tiempo que cause un estrés fisiológico severo a los
cultivos; ii) inundación: un exceso de agua durante un periodo de tiempo que puede causar
un estrés físico directo y fisiológico en los cultivos; iii) disponibilidad de agua estacional:
cuando no ocurre una severa escasez o un exceso de agua, pero su disponibilidad durante el
año cambia, a tal punto que el lugar ya no es adecuado para las prácticas y cultivos agrícolas
actuales. Al evaluar los impactos del cambio climático en áreas que utilizan irrigación, el
análisis de disponibilidad de agua debe también considerar cómo la oferta es satisfecha y/o
si existe la capacidad de almacenaje suficiente de agua para irrigación. La demanda por
irrigación tiende a incrementarse en regiones que sufren un incremento en las temperaturas,
debido a la evapotranspiración incrementada y a posibles disminuciones en las lluvias, en
tiempos críticos, durante el periodo de crecimiento. Teoricamente, los cultivos pertenecientes
a la familia de plantas C4, requieren menor cantidad de agua por gramo de carbono asimilado
que aquellos cultivos de la familia C3 (Young y Long, 2000). Esto significa que los cultivos
como el sorgo y el maíz, deben ser más tolerantes al estrés hídrico que otros cereales. Empero,
en la vida real, se observa que el maíz sufre daños irreparables debido al estrés hídrico en
comparación al sorgo (Doggett, 1988) y; es menos adecuado para condiciones de sequía,
debido a su morfología y fisiología. Interesantemente, el sorgo es también más tolerante a
episodios esporádicos de escasez de agua que el maíz. Existe evidencia de que los
rendimientos de la soya son afectados tanto por escasez de agua temprana como tardía,
durante el periodo de crecimiento (Jones, et al., 1985) y; por lo tanto, podría ser importante
la disponibilidad de agua uniforme durante todo el proceso de crecimiento.
1.1.3 Efectos del viento
Siguiendo a WMO, 2010, el viento puede afectar a los cultivos, bosques, animales y suelo,
teniendo un impacto directo en la productividad y sostenibilidad de los sistemas de
producción. Para la mayoría de los cultivos, el viento es un importante regulador de la
evapotranspiración y modificador de la estructura del dosel. La ocurrencia de un viento
moderado relativamente constante es beneficiosa para el control de virus y enfermedades en
cultivos como la papa (Mercer, et al., 2004), pero estos aspectos son muy dificiles de capturar
de manera precisa por la mayoría de los modelos, como en el caso de los modelos utilizados
en este estudio, en los que los efectos del viento en las pestes y enfermedades no son
considerados. Sin embargo, en áreas con estrés por frío (heladas), el viento magnifica este
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problema. El impacto del viento ocasional y eventos extremos de ráfagas de viento, tendrán
diferentes impactos que aquellos causados por el viento continuo de largo tiempo. Altas
velocidades del viento en periodos cortos, ocasionan que la planta sea arrancada o destruida,
mientras que vientos continuos de larga duración (entre 7 y 15 m/s), pueden causar
deformación de los cultivos o crecimiento atrofiado. En áreas donde el suelo es pobremente
estructurado y dominado por limo o arena fina, el viento continuo igual o mayor a 10 m/s
puede causar erosión. En resumen, los dos tipos de impactos son: i) altas velocidades del
viento en periodos cortos (huracanes, tormentas tropicales, ráfagas, tornados, entre otros) y;
ii) cambios en la velocidad del viento en periodos largos (incremento o reducción progresiva
pero pequeña en la velocidad promedio del viento o cambio en la distribución de su
dirección). En situaciones donde el viento afecta las tasas de secado y el contenido de agua
en el suelo ‒que, a su vez, influirá la producción y rendimiento de los cultivos y demanda de
agua‒ el efecto del viento debe ser considerado, pero debe ser capturado en términos del
cambio en las tasas de evapotranspiración. En áreas donde el viento tendrá un efecto
devastador (zonas de monzón o en el Caribe), es necesario al menos interpretar los resultados
de los modelos matemáticos de cultivos en términos de la probabilidad de una pérdida total
de los rendimientos de los cultivos, a causa de estos eventos extremos.
1.1.4 Radiación fotosinteticamente activa (PAR)
De acuerdo a WMO, 2010, la radiación fotosinteticamente activa (PAR, por sus siglas en
inglés, Photosyntetically Active Radiation), es la proporción de radiación solar (alrededor de
50%) que activa la fotosíntesis (longitudes de onda entre 0,4 y 0,7 μm). Monteith, 1977,
establece que el crecimiento de la biomasa puede expresarse como una función de PAR, la
fracción de PAR interceptada por el foliage (fPAR), la eficiencia del uso de la radiación
(RUE) y el tiempo. En términos de la fotosíntesis, es el número de fotones por unidad de área
y por unidad de tiempo; lo que es importante porque todos los fotones en PAR tienen una
habilidad similar de impulsar las reacciones de la luz en la fotosíntesis (Finkele, et al., 2004).
Definiciones similares y fórmulas han sido definidas en la serie de modelos matemáticos de
cultivos incluidos en el software DSSAT, para simular el comportamiento de los cultivos. El
tema principal a considerar ‒cuando se simulan los impactos del cambio climático que
ocasionan cambios en el PAR‒ es saber si la planta o cultivo está creciendo en condiciones
de irradiancia saturada o no. Si la planta o cultivo permanece en condiciones de irradiancia
saturada, entonces un cambio en PAR no tendrá ningún efecto. De todas maneras, si PAR
disminuye al punto que la fotosíntesis de la planta o cultivo se relacione con la densidad de
flujo de fotones, será necesario capturar esta situación en el modelo matemático aplicado. La
naturaleza de la relación entre la densidad de flujo de fotones, fotosíntesis y la cantidad de
energía requerida para llevar acabo la fotosíntesis, está definida por el tipo o familia de planta
(particularmente C3 o C4) y; también, es específica por la variedad de cultivo. Para
monocultivos y forrajes de manejo intensivo, existe la necesidad de considerar la
competencia de las plantas por luz, si se toma en cuenta al cambio climático; pero para la
agricultura que es sostenible por ecosistemas “semi - naturales” (porque ya existe una
intervención del ser humano), el cambio en la competencia por la luz (PAR) es muy
importante, así como las interacciones con los nutrientes provenientes del CO2 y la
disponibilidad de agua.
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65
1.1.5 Efectos de las concentraciones de CO2 elevadas
Siguiendo a WMO, 2010, es ampliamente reconocido que la concentración elevada de CO2
en la atmósfera tendrá un “efecto fertilización” en las plantas y cultivos, incrementando su
biomasa, posiblemente su rendimiento por hectárea pero no necesariamente la calidad del
cultivo. Los efectos directos de las concentraciones elevadas de CO2 en la productividad de
las plantas son substanciales. En condiciones ideales, la fotosíntesis puede incrementarse en
+30 a +50% para las plantas de la familia C2 y de +10 a +25% para plantas de la familia C4
(Aisworth y Long, 2005). Sin embargo, tales incrementos no se traducen facilmente en la
productividad de los cultivos. En el mundo real, condiciones del suelo, disponibilidad de
nutrientes, pestes y enfermedades y la competencia de las hierbas malas y otros cultivos,
hacen que estos rendimientos sean aún menores. En este sentido, experimentos con cultivos
desarrollados en Cámaras Enriquecidas con Altas Concentraciones de CO2 (FACE), sugieren
que, al duplicar la cantidad de CO2 en la atmósfera, se aumentarían los rendimientos de trigo
y arroz de +10 a +15%; y de las papas, en +30% (Derner, et al., 2003). Por otra parte, las
pasturas muestran un incremento de +15 a +20% en su productividad (Nowak et al., 2004).
Similarmente, resultados positivos se obtienen para muchas especies forestales ‒
especialmente de las variedades comerciales‒ si es que se complementan con fertilizantes
(Wittig, et al., 2005). Interesantemente, muchos bio - combustibles potenciales tales como el
miscanthus y el sauce, también incrementan su rendimiento bajo altas concentraciones de
CO2 (Veteli, et al., 2002). Existe menos confianza en que cualquier incremento en el
rendimiento de los cultivos automaticamente se traduzca en incrementos de la calidad de
nutrientes; algunos experimentos muestran reducciones en los nutrientes minerales y en el
contenido de proteinas (Wu, et al., 2003). Para el periodo 2010 a 2030, se estima que los
rendimientos se incrementarán para muchos cultivos (CSCDGC, 2002): arroz en +15%;
algodón, en +19%; trigo, en +15%; maíz, en +8%; remolacha, en +8% y; tomate, en +12%.
En promedio, se espera un incremento promedio de +17% en el rendimiento de todos los
cultivos cuando las concentraciones de CO2 en la atmósfera alcancen las 500 partes por
millón (ppm) (Long, et al., 2004), fenómeno que es muy probable que suceda antes del 2050,
según las proyecciones de diferentes escenarios de cambio climático. Sin embargo, un
enfoque tan simplista de la modelización del impacto es inaceptable en situaciones en las que
los recursos no se manejan intensivamente; más específicamente, para pastoreo abierto y
pasturas naturales. En estas situaciones, la elevada concentración de CO2 es probable que
cause cambios en la calidad de los alimentos disponibles para el pastoreo (por ejemplo, el
contenido de proteína) y los tipos de alimento (cambios en las comunidades de plantas, o
hierbas malas) (Ehleringer, et al., 2002). De hecho, los factores de fertilización del CO2
utilizados en modelos matemáticos antiguos para proyectar rendimientos futuros, fueron
derivados de estudios realizados en recintos controlados hace aproximadamente 20 años.
Estudios más recientes, que utilizan la tecnología de Enriquecimiento de CO2 en Ambientes
Libres de Aire (FACE, por sus siglas en inglés, Free Air Concentration Enrichment), han
facilitado pruebas a larga escala de los cultivos más utilizados, bajo condiciones de elevada
concentración de CO2. En estos experimentos, las altas concentraciones de CO2
incrementaron los rendimientos de los cultivos en una menor proporción que los estudios
más antiguos (menos del 50% de los anteriores estudios). Esto arroja serias dudas sobre las
proyeciones de que el aumento del CO2 compensará completamente las pérdidas debidas al
cambio climático; por lo tanto, los modelos matemáticos de cultivos podrían estar
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sobrestimando los efectos positivos del CO2. En este sentido, una revisión de los efectos del
CO2 en las plantas, especialmente en su fotosíntesis, se puede encontrar en Long, et al., 2006;
Tubiello, et al., 2007; Ainsworth, et al., 2007 y 2008. Por otra parte, mientras que los
impactos mayores como el estrés térmico y la sequía pueden compensar la influencia del CO2
en las comunidades de plantas en el trópico y climas semi-áridos y del Mediterráneo, un
cambio en la comunidad de las plantas y de la calidad de los alimentos, debe ser capturado
cuando se modelan sistemas de pastoreo extensivamente manejados en condiciones de clima
templado. Las interacciones cambiantes de la comunidad de plantas, probablemente, se
extenderá a plagas y enfermedades y la interacción de concentraciones elevadas de CO2 y
temperaturas más calientes, probablemente resultará en pérdidas en los rendimientos de
cultivos mucho más elevadas (Stacey y Fellows, 2002). Independientemente de los
beneficios teóricos del CO2 en la agricultura y bio-recursos, las infuencias secundarias del
cambio climático ‒como, por ejemplo, los cambios en las temperaturas y precipitaciones‒
serán, en la mayoría de los casos, contraproducentes. Sin embargo, el grado en que estas
influencias secundarias contrarrestarán los efectos positivos directos de la fertilización de
CO2, no está del todo claro ‒se necesita mayor y mejor investigación en el tema‒ y es difícil
establecer cúal de las influencias predomina en los rendimientos de los cultivos. Este
resultado es también probable que varíe espacialmente, así como para cultivos específicos y
prácticas de manejo local diferentes. Ciertamente, mayores temperaturas extenderán el
periodo de crecimiento en latitudes medias, fenómeno que ya puede ser aparentemente
observado en la actualidad (Sweeney, et al., 2002). Esto incrementa substancialmente los
rendimientos potenciales de los cultivos en latitudes más altas y, a su vez, permite que el
margen de producción agrícola se mueva a latitudes más altas (norte y sur, más lejanas a la
línea del Ecuador). Por último, el daño por heladas será substancialmente reducido en algunas
zonas (Howden, 2003). Mayor calor en el verano también inducirá a mayor nivel de estrés
por calor.
2. Métodos y Materiales
2.1 Modelos matemáticos de cultivos CERES y CROPGRO
Diversos estudios sobre el impacto del cambio climático en la agricultura han sido realizados
utilizando diferentes clases de modelos matemáticos, desde los llamados “top-down” hasta
los llamados “bottom-up”. Ellos proporcionan una primera indicación de los diferentes tipos
de impactos a esperar y; por lo tanto, son los métodos de análisis más efectivos para
implementar en este campo. Los impactos potenciales en la oferta mundial de alimentos han
sido estimados para diferentes escenarios socio-económicos de cambio climático. Es el caso
del trabajo realizado por Mendelsohn, et al. (2006), que utiliza una metodología Ricardiana
del tipo “top-down”, que muestra que algunas regiones mejorarán su producción agrícola,
mientras que otras sufrirán pérdidas en términos de rendimientos por hectárea; causando, en
última instancia, efectos distributivos entre paises pobres y ricos (en vías de desarrollo o
desarrollados, respectivamente) y; por lo tanto, se requerirá de una reorganización de la
producción agrícola a nivel mundial.
Por otra parte, algunos estudios del tipo “bottom-up” también han sido desarrollados, como
el trabajo realizado por el IFPRI (2009), utilizando los modelos matemáticos de cultivos
CERES y CROPGRO, contenidos en el software DSSAT, observandose resultados muy
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similares, pero a una escala diferente (a escala continental). El estudio cuantifica los impactos
del cambio climático provenientes del escenario A2 con y sin el efecto fertilización del CO2
(escenarios climáticos desarrollados por dos Modelos de Circulación Global “GCM”, del
National Center for Atmospheric Research de Estados Unidos “NCAR” y, del
Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization de Australia (CSIRO)). El
modelo NCAR muestra incrementos en la temperatura de +2 a +3.5 grados centígrados para
el periodo 2000 – 2050; mientras que los incrementos en el modelo CSIRO son aún mayores
(+3 a +5 grados centígrados) para Bolivia. Los patrones de precipitación para Latinoamérica
son similares para ambos modelos, con incrementos de +10 a +100 mm por año. En este
sentido, los impactos esperados para la soya a secano en la región pueden variar de -2.6 a
+4.2% para el escenario A2, sin efecto fertilización del CO2 y; de +19.1% para el mismo
escenario, considerando el efecto fertilización del CO2. Por otro lado, para el maíz a secano,
las reducciones en el rendimiento varían de -1.9 a -0.4% para el escenario A2 aislado,
mientras que para el escenario A2 más el efecto fertilización del CO2, se espera incrementos
en el orden de +0.4 a +2.2%. Otros estudios, como el realizado por Parry, et al., 2004
utilizando los mismos modelos matemáticos de cultivos, cuantifican los impactos del cambio
climático en la producción mundial de cereales (maíz, arroz, trigo y soya) a un nivel de
promedio por país. El cambio porcentual en los rendimientos promedio de los cereales para
el escenario climático A2 del modelo del Hadley Center en el Reino Unido ‒ “HAdCM2”
para Bolivia‒ se encuentra alrededor de -10%. En el mencionado estudio, el cambio climático
aislado (sin efecto fertilización del CO2) ocasiona una reducción de los rendimientos de -2 a
-30% para Bolivia en el corto y largo plazo, respectivamente, para los escenarios A2 y B2.
Por otra parte, cuando se introduce adicionalmente al efecto fertilización del CO2, las
variaciones en los rendimientos de los cereales oscilan entre -2.5% en el corto plazo a +2.5%
en el largo plazo para el escenario A2, mientras que para el escenario B2 se observa una
disminución de -2.5%. Sin embargo, estos resultados siguen siendo muy generales y se
observa la necesidad de tener resultados con un mejor nivel de detalle o mayor escala
espacial, dadas las diferentes zonas agroecológicas existentes dentro de Bolivia (desde los
Andes hasta la Amazonía). En este sentido, los modelos matemáticos de cultivos utilizados
en este estudio son el CROPGRO para la soya y el CERES para el maíz, que son calibrados
y validados para las condiciones locales antes de realizar el análisis de impacto del cambio
climático. La elección de estos modelos se debe a que los mismos han sido relativamente
bien utilizados y testeados en un rango de diferentes condiciones ambientales y
agroecológicas. La serie de modelos CROPGRO y CERES está incluida en el sistema de
modelaje DSSAT v.4 (Tsuji, et al, 1994; Hoogenboom, et al., 1999), desarrollado
originalmente por el International Consortium for Agricultural System Applications
(ICASA). En este sentido, existen modelos de simulación para la soya y el maíz,
respectivamente, que describen el desarrollo fenológico diario, tal como la duración de las
etapas de crecimiento, crecimiento vegetativo y reproductivo de las partes de la planta,
crecimiento de hojas y ramas, senescencia de las hojas, producción de biomasa y partición
entre las partes de la planta y la dinámica de su sistema de raices. Los modelos incluyen sub
- módulos para simular el balance de agua y de nitrógeno en el suelo y en las plantas, y estos
tienen la habilidad de simular los efectos de la deficiencia de nitrógeno y déficit de agua en
el proceso de la fotosíntesis y el movimiento de los carbohidratos del suelo a la planta. En
resumen, como primer paso, se cuantifican los impactos del cambio climático aislados para
diferentes zonas, introduciendo variaciones en cada uno de los componentes o parámetros
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climáticos (temperatura, precipitación, radiación solar, concentración de CO2, entre otros).
Seguidamente, como segundo paso, se introducen los efectos combinados en la serie de
modelos matemáticos de cultivos, utilizando los escenarios SRES A2 y B2 del IPCC, para el
corto y largo plazo, con y sin el efecto fertilización del CO2.
2.2 Modelos matemáticos de cultivos CERES y CROPGRO aplicados para Bolivia
Muchos modelos de cultivos han sido desarrollados para explorar los impactos del cambio
climático en la producción de alimentos y posibles medidas de adaptación a escalas globales,
nacionales y regionales. Sin embargo, existen muchas fuentes de incertidumbre en tales
estudios, incluyendo posibles emisiones de Gases con Efecto Invernadero, GHG (por sus
siglas en inglés “Green House Gass Emissions”), y las diferencias entre los diferentes
escenarios de cambio climático generados por varios Modelos de Circulación Global
(General Circulation Models, GCM’s). De la misma manera, existe incertidumbre con
respecto al uso de modelos matemáticos de cultivos a nivel parcela para la estimación de la
producción agrícola en grandes áreas. Esto surge de los desfaces de escala entre los modelos
de cultivo específicos de parcela, los GCM’s y los resultados de los Modelos de Circulación
Regional (Regional Circulation Models, RCM’s), y la producción agrícola regional. La
mayoría de los modelos de cultivos está diseñada para representar la producción a nivel
parcela, como es el caso de los modelos CERES y CROPGRO; esto crea dificultades en la
predicción de los impactos del cambio climático a nivel regional, a no ser que se adopten
algunos supuestos para poder ampliar la escala de los resultados. El enfoque convencional
para los estudios de impacto del cambio climático ha sido, o bien, correr los modelos para
diferentes sitios y luego ampliar la escala de los resultados a nivel regional o; de lo contrario,
modelar los rendimientos regionales, utilizando tipos de suelo, variedades de cultivos y
prácticas de manejo representativas y específicas de la región de estudio, lo cual ha sido
aplicado en el presente estudio. Como menciona Xiong, et al., 2008, todos los modelos de
cultivos deben ser calibrados y validados en el ambiente de interés, si se quiere que los
resultados sean sólidos. La calibración del modelo engloba la minimización del error entre
los resultados del modelo y los datos observados. Además, incluye la determinación de los
parámetros del modelo matemático para algún propósito en particular. La validación de estos
modelos evalúa la habilidad de un modelo calibrado para simular las características de una
diferente base de datos. La evaluación regional del impacto del cambio climático, el área
geográfica y los datos observados limitados, usualmente confinan a la calibración a utilizar
los resultados de experimentos de campo ya sea de: i) estaciones agrícolas experimentales o;
ii) variedades más comunmente sembradas en la zona de estudio. En la mayoria de los casos,
la selección de los sitios de calibración puede ser más bien arbitraria e influenciada por la
disponibilidad de datos, más que por una verdadera representación de prácticas regionales o
de una heterogeneidad espacial. Por las razones mencionadas, las cinco principales zonas
productivas de Santa Cruz – Bolivia, fueron seleccionadas y analizadas, tomando en cuenta
las variedades de cultivos y prácticas de manejo más aplicadas. En este sentido, el proceso
de calibración y validación, es resumido en las siguientes secciones1.
1 Una revisión completa del proceso de calibración y validación para el arroz, maíz y soya, puede ser encontrada en Viscarra, 2010.
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69
2.2.1 Calibración
Para el proceso de calibración del modelo matemático CROPGRO – Soya, fueron utilizados
los experimentos de campo del CIAT – Bolivia para la campaña 2001/2002 en Okinawa 1 y
Saavedra. Partiendo de la variedad M GROUP 9, disponible en el modelo matemático
CROPGRO y siguiendo la metodología de calibración mencionada en los manuales de
DSSAT (Hoogenboom, et al., 1999), los parámetros genéticos fueron calibrados (tanto
vegetativos, como reproductivos). Se tomó en cuenta la variedad mencionada para poder
crear la nueva variedad específica de UIRAPURU, que es la más utilizada en Bolivia. Por
otra parte, para el proceso de calibración del modelo matemático CERES – Maize, fueron
utilizados los experimentos de campo conducidos por el CIAT – Bolivia en la campaña
2001/2002 para las localidades de Mairana y Gutierrez. Partiendo de la variedad SUWAN –
1, disponible en el modelo matemático CERES, y siguiendo la metodología mencionada en
los manuales de DSSAT (Hoogenboom et al., 1999), se calibraron los parámetros genéticos
(tanto vegetativos, como reproductivos). Se tomó en cuenta la mencionada variedad para
poder crear la nueva variedad específica de SUWAN – Saavedra, que es la más utilizada en
Bolivia.
A estos datos de campo se sumó la información diaria de las estaciones meteorológicas del
Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI), donde se registran:
temperatura máxima, temperatura mínima, precipitación y radiación solar. También se tomó
en cuenta los datos del suelo físicos y químicos obtenidos de las bases de datos del CIAT –
Bolivia. Con este bagaje de información, se alcanzaron los siguientes resultados para la
calibración:
Tabla 1
Simulación del rendimiento después de la calibración para la soya
Fuente: Elaboración propia con base en los resultados del modelo matemático de cultivos
CROPGRO – Soybeans.
Tabla 2
Simulación del rendimiento después de la calibración para el maíz
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Fuente: Elaboración propia con base en los resultados del modelo matemático de cultivos
CERES – Maize.
Los datos simulados, son muy cercanos a los datos de campo observados en el trabajo
realizado por el CIAT – Bolivia, lo que significa que los modelos matemáticos CROPGRO
– Soya y CERES – Maiz, se comportan muy bien para las condiciones locales de Bolivia con
las nuevas variedades específicas calibradas.
2.2.2 Validación
Para validar los modelos, fueron utilizados los experimentos de campo llevados a cabo por
el CIAT – Bolivia en Okinawa 1 para la soya y en San Pedro para el maíz. Estos datos fueron
obtenidos de los Reportes Técnicos Anuales para las campañas 2001/2002, 2002/2003,
2003/2004 y 2004/2005, con las variedades UIRAPURU y SUWAN – Saavedra,
considerando todos los datos de manejo, tales como: fecha de siembra, aplicación de
fertilización, condiciones de suelo, factores climáticos locales, entre los principales. Los
resultados del proceso de validación fueron los siguientes:
Figura 1. Rendimientos observados y simulados para la soya y el maíz. Fuente: Elaboración
propia con base en los resultados del modelo matemático de cultivos CROPGRO – Soybeans
y CERES – Maize.
En la Figura 1 se puede observar que todos los rendimientos simulados con las variedades
calibradas, siguen la misma tendencia de las variedades observadas en el trabajo de campo
realizado por el CIAT – Bolivia para las diferentes campañas seleccionadas, que son
diferentes de la campaña de calibración. Sin embargo, para una validación más robusta, Jones
y Kiniry, 1986, utilizan técnicas de regresión de la fórmula y = a + bx, donde la variable
dependiente son los resultados simulados y la variable explicativa son los resultados
observados en campo. En este sentido, se obtiene un buen desempeño cuando el intercepto
del modelo (a) se acerca a 0 y la pendiente de la regresión (b) se acerca a 1, indicando una
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71
relación casi perfecta entre los resultados observados y simulados. Los resultados de la
regresión para la soya y el maíz en el presente estudio fueron los siguientes:
Figura 2. Regresión lineal de rendimientos observados y simulados para soya y el maíz.
Fuente: Elaboración propia con base en los resultados del modelo matemático de cultivos
CROPGRO – Soybeans y CERES – Maize.
La Figura 2 muestra las regresiones para el maíz con un intercepto de -6257 (menor a 0), y
una pendiente de 2.46 que se acerca a 1 y un R2 de 0.93 (el porcentaje de variación que es
contabilizado por el modelo); esto muestra un buen desempeño en la capacidad de predicción
del modelo. Por otro lado, la regresión para la soya muestra un intercepto de -270 (menor a
0), y una pendiente de 0.89 que se acerca a 1, y un R2 de 0.92, resultados que también
muestran un muy buen desempeño en la capacidad de predicción del modelo.
Complementariamente a este análisis de regresión, de acuerdo a Jones y Kiniry, 1986, el
coeficiente de correlación de Pearson, Kendall y/o Spearman, puede ser aplicado a los
rendimientos observados y simulados indicando similitud directa o inversa de una respuesta
en y por una respuesta en x. Los resultados son presentados en la Tabla 3.
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Tabla 3
Coeficientes de correlación del maíz y de la soya
Fuente: Elaboración propia con base en los resultados del modelo matemático de cultivos
CROPGRO – Soybeans y CERES – Maize y análisis estadístico en el paquete SPSS.
La Tabla 3 muestra que las variedades SUWAN – Saavedra y UIRAPURU observadas y
simuladas, para el maíz y la soya, respectivamente, están altamente correlacionadas. Esto
significa que los modelos calibrados y validados, están muy ajustados a los datos de campo
observados y; por lo tanto, pueden ser utilizados para realizar un análisis de impactos en las
condiciones locales de las áreas de estudio.
2.2.3 Áreas de Estudio para el Análisis de Impactos
Después de conocer la base científica de la relación entre las plantas y el medio ambiente y,
de la misma manera, teniendo los modelos matemáticos para la soya y el maíz calibrados y
validados, se eligieron tres zonas de producción agrícola en Bolivia, localizadas en el
Departamento de Santa Cruz, para de esta manera poder cuantificar los impactos del cambio
climático y efecto fertilización del CO2 en los rendimientos de los cultivos, con una mejor
escala de resolución. Fueron seleccionadas tres zonas de producción por su importancia en
términos de cantidad de grano, las mismas que se diferencian en clima y suelos, capturando
de esta manera, los efectos de diferentes zonas agroecológicas. Las zonas seleccionadas son
Mineros, Pailón y San Julián; sus principales características son detalladas en la Tabla 4:
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73
Tabla 4
Principales zonas de producción de soya y maíz en Santa Cruz – Bolivia
Zona de Producción Obispo
Santistevan Ñuflo de Chavez Chiquitos
Estacion Meteorológica Mineros San Julián Pailón
Latitud 17º06'36''Sur 16º45'00''Sur 17º38'00''Sur
Longitud 63º14'30''Oeste 62º30'00''Oeste 62º14'00''Oeste
Elevación (m) 245 m.s.n.m 305 m.s.n.m. 279 m.s.n.m.
Precipitación Anual
Promedio 1370,8 1280,9 1063,6
Temperatura Máxima
Promedio (C ) 30,985 31,775 32,142
Temperatura Mínima
Promedio (C ) 18,417 22,533 19,225
Fuente: Elaboración propia con base en datos de Estaciones Meteorológicas del SENAMHI.
En la Tabla 4 se pueden observar las principales características climáticas de las diferentes
zonas de producción elegidas, utilizando los datos diarios de las estaciones meteorológicas
del SENAMHI de 2001 a 2007. Mineros es la zona más húmeda, con una precipitación anual
promedio de 1370.8 mm pero, a su vez, esta zona tiene la temperatura máxima más baja de
las tres (30.9 grados centígrados). Por su parte, San Julián es la zona intermedia en términos
de humedad, mostrando la segunda más alta precipitación anual (1280.9 mm) y la segunda
temperatura máxima más alta (31.7 grados centígrados). Finalmente, Pailón es la zona más
seca con solamente 1063.6 mm de lluvia al año, pero a su vez cuenta con la temperatura
máxima mas alta (32.1 grados centígrados). En la Figura 3 se muestra la distribución mensual
promedio de las precipitaciones, radiación solar, temperatura máxima y mínima en las tres
diferentes zonas de producción. La precipitación, la temperatura máxima y la mínima
promedio son cuantificadas utilizando los datos diarios de las estaciones meteorológicas del
SENAMHI (2001 a 2007), mientras que la radiación solar es estimada utilizando la
metodología de Allen et al. (1998), donde los datos necesarios son: locación (latitud y
longitud), día del año y cantidad de horas de luz solar directa.
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Figura 3. Distribución media mensual de los principales indicadores meteorológicos. Fuente:
Elaboración propia con base en datos de estaciones meteorológicas del SENAMHI y
siguiendo a Allen et al., 1998.
Como se observa en la Figura 3, los meses lluviosos comienzan en octubre y terminan en
marzo, llegando al umbral entre diciembre y enero con diferentes cantidades entre las tres
diferentes zonas. Las temperaturas son casi constantes durante todo el año, pero el ambiente
es más caliente de septiembre a marzo; en tanto que las temperaturas mínimas se alcanzan
entre abril y agosto.
2.3 Escenarios de Emisiones del IPCC
Los escenarios se diferencian de las estimaciones o proyecciones, dado que las últimas
extrapolan patrones pasados al futuro. Las descripciones de los escenarios pretenden ser
internamente consistentes, coherentes y capaces de describir posibles estados futuros del
mundo (IPCC, 2001). Estos, usualmente, cubren un rango de futuros alternativos. Las causas
principales pueden ser económicas, sociales, institucionales, administrativas y culturales
(Nakicenovic, et al., 2000). En este sentido, el IPCC desarrolló una serie de escenarios de
emisiones de gases con efecto invernadero GHG. Estos proporcionan cambios de alta
resolución en las variables climáticas, tales como temperatura, radiación solar y
precipitación, que son resultantes de estos escenarios alternativos. Estos escenarios están
basados en diferentes perfiles de desarrollo socio-económico mundial, en términos de
gobernanza y orientación hacia temas sociales y ambientales, así como de otros valores
prevalecientes. Estos son subsecuentemente revisados y actualizados, para considerar
cambios en las metodologías y también en el entendimiento de las causas de las emisiones,
incluyendo cambios en la comprensión de la intensidad del carbono u oferta de energía; la
brecha de ingresos entre paises desarrollados y en desarrollo y; las futuras tasas de emisiones
de diferentes gases GHG y sulfuro (Nakicenovic, et al., 2000). Sin embargo, recientemente,
otro tipo de escenarios están en desarrollo; son los llamados patrones de concentración
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75
representativos, RCPs (por sus siglas en inglés, Representative Concentration Pathways)
(Moss, et al., 2010). Estos patrones, en lugar de empezar con escenarios socio-económicos
que dan lugar a emisiones de gases GHG, describen nuevos escenarios que toman futuros
alternativos en las concentraciones globales de gases GHG y aerosoles, como punto de
partida. Los escenarios RCPs pueden ser utilizados en paralelo con los escenarios SRES pero,
en el presente estudio, solamente los escenarios SRES son utilizados, debido a su
disponibilidad a escala detallada y principalmente por motivos comparativos con estudios
previos.
Figura 4. Escenarios SRES del IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). Fuente:
Extraído de Nakicenovic et al., 2000.
Este conjunto de escenarios de emisiones es conocido como los Escenarios SRES del IPCC,
los que han sido ampliamente utilizados para evaluar los impactos del cambio climático y
opciones de mitigación y/o adaptación. Las familias o ramas de estos escenarios pueden ser
resumidos de la siguiente manera:
Escenario A1: Un mundo materialista y consumista, en el cual existe una creciente
globalización y convergencia, desarrollo económico rápido e innovación tecnológica
uniforme.
Escenario A2: Un mundo muy heterogéneo, con una población continuamente
creciente y una orientacion mundial dirigida regionalmente; el mismo que es más
fragmentado y lento en comparación con el escenario A1.
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Escenario B1: Un mundo convergente, con cambios rápidos en la estructura
económica hacia los servicios e información; con una reducción en la intensidad material y;
la introducción de tecnologías limpias y eficientes en el uso de recursos.
Escenario B2: Un mundo próspero y justo, en el cual, como resultado de la
orientación general hacia el desarrollo sostenible, se producen tasas relativamente bajas de
emisiones de gases GHG.
En el presente estudio, dos posibles escenarios de cambio climático son utilizados: el
pesimista A2, y el optimista B2, para los periodos 2001 – 2030 (20s) Corto Plazo, y para
2071 – 2100 (70s) Largo Plazo. Las principales características socio – económicas son
mostradas a continuación:
Tabla 5
Características de los escenarios SRES de cambio climático A2 y B2
Fuente: Elaborado a partir de Nakicenovic et al., 2000.
Tabla 6
Principales Indicadores Económicos y Ambientales
Fuente: Extraido de IPCC, 2007.
Emissions
Scenario
Global
Population
(Billions)
Global GDP1
Per Capita
Income
Ratio2
CO2
Concentration
(ppm)
Global Δ
Temperature
(ºC)
Global Sea -
Level Rise
(cm)
1990 5.3 21 16.1 354 0 0
2000 6.1 - 6.2 3
25 -28 3
12.3 - 14.2 3
367 4 0.2 2
SRES A2 11.3 82 6.6 536 1.4 16
SRES B2 9.3 110 4 478 1.4 16
SRES A2 15.1 243 4.2 857 3.8 42
SRES B2 10.4 235 3 615 2.7 36
2050
2100
1 Gross Domestic Product (trillion 1990 US$ per year)
2 Ratio of development countries and economies in transition (UNFCCC - defined Annex I) to developing
countries (Non - Annex I)3 Modeled range across the six illustrative SRES scenarios
4 Observed 1999 value (Prentice et al., 2001)
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77
Los dos escenarios fueron elegidos tomando en cuenta su alta resolución disponible en
Bolivia. Estos datos vienen de una reducción de un Modelo de Circulación Regional (RCM)
llamado PRECIS (Providing Regional Climates for Impact Studies). Este RCM está basado
en el sistema de modelaje del Hadley Center en el Reino Unido; se utiliza para generar
información de alta resolución sobre el cambio climático para cualquier región del planeta.
El Programa Piloto Departamental de Adaptación al Cambio Climático utilizó los escenarios
A2 y B2 para generar escenarios de cambio climático regionales para todo el país, en los
siguientes periodos: 1961 – 1990, 2001 – 2030 y 2071 – 2100, utilizando la metodología de
Seiler, 2009. La metodología considera un modelo climático anidado, con resultados de un
Modelo de Circulación Global (GCM) oceano – atmósfera, llamado ECHAM4 (rango de
grillas de 250 km aproximadamente), el cual es utilizado para crear un RCM de alta
resolución (rango de grillas de 25 km aproximadamente) para Bolivia. PRECIS toma los
resultados del Modelo ECHAM4 como límites laterales, heredando las caracteristicas de gran
escala del Modelo ECHAM4. Tiene la ventaja de poseer una resolución espacial mucho
mayor, tanto espacialmente (25 km), como temporalmente (datos diarios); un mejor detalle
espacial (topografía) y; una mejor capacidad de simulación para eventos climáticos extremos.
Como se explicó anteriormente, los impactos del cambio climático en la agricultura vienen
de una combinación de efectos positivos y negativos; estos efectos son cuantificados
utilizando los escenarios del IPCC reducidos y desarrollados para Bolivia por Seiler, 2009.
Los escenarios A2 y B2 son utiizados; siendo A2 un escenario “business as usual” o todo
sigue igual con altas emisiones de gases GHG y; B2 un escenario con menores emisiones,
considerando una sociedad más orientada a lo “verde y sostenible”. Ambos otorgan un rango
plausible de impactos del cambio climático en el futuro, reduciendo de esta manera la
incertidumbre. Las variaciones promedio mensuales de la tempertatura máxima, temperatura
mínima, precipitación y radiación solar, son introducidas en el escenario base que cuenta con
datos meteorológicos observados diariamente (2001 – 2007), para el corto (2000 – 2030) y
largo plazo (2070 -2100). Finalmente, para el análisis de impacto del clima aislado, las
concentraciones de CO2 se mantienen constantes a 330 partes por millon (ppm). Asimismo,
para el análisis de impactos del clima en conjunto con el efecto fertilización del CO2, se
consideran diferentes concentraciones siguiendo a Nakicenovic, et al., 2000:
Escenario Base “Baseline” 330 ppm.
A2 20s 536 ppm.
A2 70s 857 ppm.
B2 20s 478 ppm.
B2 70s 615 ppm.
Finalmente, los resultados obtenidos en esta etapa son comparados con los resultados de otros
estudios realizados a escalas con una menor resolución espacial.
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3. Resultados y Discusión
3.1 Impactos Aislados de la Temperatura, Precipitación y Radiación Solar
Figura 5. Impactos del Cambio Climático Aislados en la SOYA (C3). Fuente: Elaboración
propia con base en resultados del modelo CROPGRO – Soybeans calibrado y validado para
Bolivia.
Temperatura Máxima: Los incrementos en la temperatura máxima son positivos para
todas las zonas de producción, solamente cuando se cuenta con la suficiente disponibilidad
de agua. En los lugares más calientes (como es el caso de Pailón y San Julián), los beneficios
se convierten en pérdidas a partir de los 37 grados centígrados. Por lo tanto, de acuerdo a los
resultados del modelo, temperaturas más altas que 37 grados centígrados, son
contraproducentes para los rendimientos de la soya.
Temperatura Mínima: Incrementos en la temperatura mínima, son contraproducentes
para los rendimientos de la soya en todas las áreas de producción, dado que estas
temperaturas son alcanzadas en la noche. Sin embargo, cuando las temperaturas mínimas
alcanzan los 24 grados centígrados, la pendiente de la curva cambia. Como se esperaba, al
aumentar la temperatura por las noches, se producen reducciones en el rendimiento de la
soya.
Precipitación: Incrementos en las precipitaciones son contraproducentes para las
zonas más húmedas (como es el caso de Mineros) pero; para las zonas más secas, estos
incrementos tienen efectos positivos, hasta que la zona se convierte en demsiado húmeda
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79
(1,200 a 1,500 mm al año). Por otra parte, como se esperaba, una reducción en las
precipitaciones ocasiona una reducción en los rendimientos de la soya.
Radiación Solar: Incrementos en la radiación solar para todas las zonas de producción
de soya tienen un efecto positivo en los rendimientos, dado que este cultivo pertenece a la
familia de plantas C3.
Figura 6. Impactos del cambio climático aislados en el maíz (C4). Fuente: Elaboración propia
con base en resultados del modelo CERES – Maize calibrado y validado para Bolivia.
Temperatura Máxima: Incrementos en la temperatura máxima son contraproducentes
para todas las áreas. Sin embargo, cuando las temperaturas son mayores a 37 grados
centígrados, los resultados del modelo muestran un pequeño incremento en los rendimientos
de los cultivos.
Temperatura Mínima: Incrementos en la temperatura mínima van también en
detrimento de los rendimientos del maíz en todas las áreas; la temperatura mínima más alta
que el maíz puede tolerar es de 17 grados centígrados; con mayores temperaturas mínimas,
el maíz sufre de estrés por calor.
Precipitación: Incrementos de las precipitaciones en las zonas más húmedas son
contraproducentes para los rendimientos del maíz (Mineros). Sin embargo, estos
incrementos, tienen un efecto positivo en áreas más secas como Pailón y San Julián. La
cantidad de lluvia óptima para el maíz está alrededor de los 1,000 mm por año. De acuerdo
a los resultados del modelo, el maíz es menos resiliente al estrés por agua que la soya.
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80
Radiación Solar: Incrementos en la radiación solar, tienen un efecto negativo en los
rendimientos del maíz para todas las áreas en contraste con la soya. Esto se puede explicar
porque el maíz pertenece a la familia de plantas C4.
Figura 7. Resumen de los efectos probables del CO2 en los rendimientos de diferentes
cultivos. Fuente: Extraido de Parry, et al., 2003.
Efecto Fertilizacion del CO2: Incrementos en las concentraciones de CO2 son
positivos para todos los cultivos pero, como se observa en la Figura 7, dentro de los cultivos
observados, el trigo, el arroz y la soya, pertenecen a la familia de plantas C3; mientras que el
maíz pertenece a la familia de plantas C4. Como se esperaba, las plantas C3 son las que más
se benefician por las mayores concentraciones de CO2. La Figura 7 es extraida del Godard
Institute for Space Studies (GISS) de la NASA, cuyos autores utilizaron diferentes artículos
científicos que aplicaron los modelos matemáticos de cultivos CERES y CROPGRO, para
poder desarrollar el gráfico. Sin embargo, como se explicó antes, estos impactos son muchas
veces sobrestimados y los beneficios netos del CO2, en la realidad, pueden ser mucho más
modestos.
3.2 Impactos del Cambio Climático Conjuntos
Los resultados obtenidos de los escenarios de cambio climático A2 y B2 del IPCC,
introducidos en la serie de modelos CERES y CROPGRO para el maíz y la soya,
respectivamente, se muestran en las Tablas 7 y 8, y la Figura 8:
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81
Tabla 7
Variaciones e impactos promedio del cambio climático para la soya y el maíz, en las
diferentes zonas de producción
Fuente: Elaboración propia con base en resultados del modelo CROPGRO – Soybean y
CERES – Maize calibrado y validado para Bolivia.
Mineros: Se espera un incremento del +1 al +3% para los escenarios A2 y B2, y una
reducción del -6% en el escenario A2 para el largo plazo. Esto se puede explicar porque en
el corto plazo, la temperatura máxima será constante y existirá un incremento de solamente
3 grados centígrados para el escenario B2 y 4 grados centígrados para el escenario A2.
Además, la precipitación y la radiación solar también serán incrementadas, aumentando de
esta manera los rendimientos de los cultivos. Finalmente, cuando se introduce el efecto
fertilización proveniente de la concentración de CO2, el incremento en los rendimientos es
mucho mayor (+33 a +42%). En este sentido, el maíz experimentará un incremento para todos
los escenarios, excluyendo el escenario A2 70s, donde se observa que la precipitación y
radiación solar es demasiado elevada, siendo contraproducente en los rendimientos de los
cultivos.
Pailón: Para esta zona, los resultados son muy similares para la soya, manteniendo
los rendimientos casi constantes para ambos escenarios, en el corto plazo. Sin embargo, en
el largo plazo, se observan reducciones de -9 a -18%. Esto se puede explicar porque Pailón
es una zona más seca que Mineros. Por otra parte, cuando se aplica el efecto fertilización del
CO2, se observa un incremento para todos los escenarios, pero en una menor magnitud que
en el caso de Mineros (de +32 a +41%). Mientras que, para el maíz, se observa una reducción
para todos los escenarios (de -7 a -25%); solamente el escenario A2 20s muestra un moderado
incremento (+2%), lo cual puede ser explicado por el incremento moderado en la
precipitación y la radiación solar.
San Julián: En el corto plazo, se observa un moderado incremento para los escenarios
A2 y B2 (+2%), dado que la temperatura permanecerá casi constante y, adicionalmente, se
observa un incremento en la precipitación. Por otra parte, en el largo plazo, las temperaturas
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82
serán mas altas (con incrementos de hasta 5 grados centígrados), y también habrá un leve
incremento en la precipitación, causando en última instancia una disminución de los
rendimientos de la soya, de alrededor de -15%. Por otro lado, el rendimiento del maíz en esta
zona, muestra las pérdidas más grandes (de -10 a -18%), dado que se observa un incremento
muy grande de la radiación solar (el más alto de entre las tres zonas de producción
analizadas). En este sentido, los impactos son menores en el largo plazo, porque existe un
pequeño incremento de los rendimientos a causa de un moderado incremento en las
temperaturas, que es beneficioso para el maíz hasta que se alcanza el umbral de temperatura
de 37 grados centígrados. Con temperaturas máximas más elevadas, se esperan reducciones
en el rendimiento del maíz.
Figura 8. Impacto del cambio climático promedio, en los rendimientos de la soya y el maíz,
a nivel departamental. Fuente: Elaboración propia con base en resultados del modelo
CROPGRO – Soybean y CERES – Maize calibrado y validado para Bolivia.
Como se puede observar en la Figura 8, algunos cultivos y algunos lugares se beneficiarán
con el cambio climático, mientras que otros se verán perjudicados. Sin embargo, en general,
el impacto neto promedio del cambio climático en la producción agrícola de Santa Cruz, sin
considerar el efecto fertilización del CO2, será levemente beneficioso para la soya en el corto
plazo (incrementos de +1 a +2%), pero negativo en el largo plazo (reducciones de -8 a -12%).
Por otra parte, al considerar los efectos del CO2, los impactos observados son positivos, con
incrementos de +33 a +40% en los rendimientos por hectárea de la soya. Por su parte, la
producción de maíz se verá severamente afectada en el escenario sin efecto fertilización del
CO2, con reducciones de -3 a -16%; los impactos más severos son esperados para el largo
plazo. Finalmente, cuando se incluye el efecto del CO2, se observa un pequeño incremento
en los rendimientos del maíz para todos los escenarios (de +3 a +8%), pero en el escenario
A2 70s, se muestra una reducción de -2% para el rendimiento del maíz.
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Tabla 8
Variaciones de los rendimientos simulados para la soya y el maíz, comparados con
resultados de estudios previos
Fuente: Elaboración propia con base en resultados del modelo CROPGRO – Soybean y
CERES – Maize calibrado y validado para Bolivia, así como datos extraidos de Parry et al.,
2004 y Gerald et al., 2009.
En la Tabla 8, los resultados de las simulaciones del presente estudio (DSSAT Bolivia) son
comparados con los resultados obtenidos por otros estudios con menor resolución espacial.
Estas simulaciones se encuentran dentro del rango de resultados de dichos estudios, pero se
debe recalcar que el estudio realizado por Parry, et al., 2004, muestra un rendimiento
promedio de un grupo de cereales (maíz, trigo, arroz y soya), lo que introduce incertidumbre
adicional en los resultados. Por su parte, los resultados de Gerald, et al., 2009, son obtenidos
por cultivos individuales, pero su resolución espacial es muy general, con resultados que
muestran la variación esperada en el rendimiento de cultivos para toda Latinoamérica y El
Caribe (considerados como una sola región), algo que también crea incertidumbre en los
resultados.
4. Conclusiones
Después de correr el modelo para impactos individuales o aislados, así como para impactos
combinados, se puede concluir que los rendimientos de la soya en Bolivia son más resilientes
a incrementos en la temperatura máxima y reducciones en las precipitaciones, mientras que
estos son más reactivos a altas concentraciones CO2. Por otra parte, el maíz parece ser muy
sensible a incrementos en radiación solar y precipitaciones, menos resiliente al estrés por
altas temperaturas y menos reactivo a las concentraciones de CO2. Estos resultados pueden
ser extendidos a los cultivos que pertenecen a la misma familia –C3 para la soya y C4 para el
maíz–, dadas sus características similares en el proceso de fotosíntesis y evapotranspiración.
Para comparar tales diferencias, se realiza un análisis de impacto en los rendimientos de la
soya y del maíz, considerando al cambio climático y también al efecto fertilización del CO2.
Como la soya pertenece a la familia de cultivos C3, se observa que el efecto positivo del CO2
excede los impactos negativos del cambio climático para todas las zonas de producción
estudiadas. Los incrementos en sus rendimientos fluctúan entre +30 y +40%, en comparación
a los impactos del escenario de cambio climático aislado. Mientras que el maíz, al pertenecer
a la famila de cultivos C4, tiene beneficios mucho más modestos al considerar el efecto
fertilización del CO2, siendo solamente de +7 a +15% mejores que el escenario de cambio
climático aislado. Los efectos positivos del CO2 son mayores en el corto plazo, dado que
existe menor incremento de las temperaturas y mayor disponibilidad de agua. Sin embargo,
los efectos positivos de la fertilización del CO2 pueden estar siendo sobrestimados, como lo
muestran los experimentos de campo FACE. La combinación de temperaturas más altas con
una menor disponibilidad de agua puede ser devastadora, como se observa en las zonas de
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84
estudio más secas (Pailón y San Julián). Por otra parte, con mayores temperaturas y una
mayor disponibilidad de agua, se pueden observar algunos beneficios provenientes del
cambio climático; por lo tanto, el manejo y control eficiente del agua es crucial para poder
incrementar los rendimientos de los cultivos como medida de adaptación al cambio climático.
Finalmente, las relaciones medio ambiente – cultivo, así como la base teórica del cambio
climático y del efecto fertilización en los cultivos, fueron confirmados por los resultados
obtenidos en las simulaciones de la serie de modelos matemáticos de cultivos CROPGRO y
CERES calibrados y validados para Bolivia. Estos resultados, se encuentran dentro de los
rangos de los resultados de otros estudios realizados para Bolivia y para Latinoamérica, con
el beneficio adicional de que estos son obtenidos a una escala más detallada, proveniente de
los SRES escenarios reducidos del IPCC (mayor resolución espacial) y; también, debido a
que se realiza un análisis individual para cada cultivo y para las zonas de producción más
importantes en nuestro país. Esto es muy importante para cuantificar los impactos del cambio
climático, y acortar la brecha que separa a la ciencia de la toma de decisiones políticas a una
escala regional, donde es muy necesaria la aplicabilidad de los resultados.
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6. Estilos de vida en los universitarios cruceños Recibido: 12-03-2017 / Revisado: 15-04-2017 / Aceptado: 27-09-2017
Roger Mario Lino Valverde, PhD. Vicerrector Académico Universidad Tecnológica Privada de Santa Cruz (UTEPSA), Bolivia.
vicerrector@utepsa.edu
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Resumen
El presente trabajo tiene el objetivo de realizar una segmentación de mercados por estilos de
vida en las universidades privadas de la ciudad de Santa Cruz de la Sierra, con el fin de
describir de manera más completa y precisa las características de cada segmento. Se realiza
una investigación de tipo descriptiva, aplicando un muestreo estratificado, con un
cuestionario autoadministrado a 1037 estudiantes de 14 universidades de la ciudad. Se
procesa la información con técnicas de análisis multivariable de datos como el análisis
factorial y el análisis de Cluster. Se ha logrado identificar ocho segmentos de universitarios
por estilos de vida.
Palabras clave: Segmentación de mercados, Estilos de vida.
Lifestyles in college students in Santa Cruz de la Sierra
Abstract
This work has the main objective to create a market segmentation defined by life style of the
private universities in Santa Cruz de la Sierra city, with the main goal to describe in the most
complete and precise scope the characteristics of each segment. A descriptive research is
carried out, applying a stratified sampling, with a self-administered questionnaire to 1037
students from 14 universities in the city. The information is processed with multivariate data
analysis techniques such as factor analysis and Cluster analysis. It has been possible to
identify eight segments of university students by lifestyles.
Keywords: Market segmentation, lifestyle.
1. Introducción
Todo lo relacionado a la segmentación de mercados es de gran interés para los estudiosos del
marketing, las organizaciones, las empresas y las universidades. Es conceptualizada como un
proceso de dividir el mercado en grupos homogéneos de individuos, según ciertas variables
comunes; de tal manera que lleve a responder un programa de marketing similar por parte de
la empresa (Walker, Boyd y Mullins, 2005; Cravens y Piercy, 2007; Stanton, Etzel y Walker,
2007; Valderrey, 2011). Es considerada por Kotler y Keller (2006) como un arte; por
Fernández (2008) como una herramienta; por Shiffman y Kanuk (2005) como un
procedimiento y; por Picón, Valera y Lévy (2004) como una estrategia.
Todos coinciden en los múltiples beneficios y utilidades que reporta la segmentación del
mercado, facilitando las ofertas de productos, las estrategias de la empresa, optimizando los
recursos de la organización, mejorando el nivel de satisfacción de los clientes y el valor de
la organización.
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90
Las variables iníciales de segmentación fueron criterios básicos que se denominaron
demográficas y geográficas (González, 1998; Corraliza y Martín, 2000; Arellano, 2005); y
han sido ampliamente utilizadas. Dado que estos criterios explicaban sólo una parte del
comportamiento social, aparecieron luego otras variables como las socioeconómicas, pero
que tienen también una limitación explicativa (González, Cervantes y Muñiz, 1998). Lambin
(1995) indica que, con el ascenso del progreso económico, la acumulación material y la
mejora de la educación, se observa una creciente personalización de comportamientos de
consumo que los criterios socioeconómicos explican cada vez menos.
Por su parte, Arellano (2005) realiza un análisis detallado de los principales beneficios y
desventajas de la clasificación socioeconómica; presenta clasificaciones por este criterio en
países como Francia, Colombia, México, Venezuela y Perú; concluyendo que los niveles
socioeconómicos constituyen siempre una condición necesaria –pero ya no suficiente– para
entender aspectos del consumo.
Con el avance de la psicología aparecen los criterios psicológicos y, de la mezcla de este
criterio con los demográficos, los psicográficos (Valette-Florence, 1993). Para este caso,
Arellano (2005) hace referencia y cita los estudios de los trabajos científicos de Fishbein &
Ajzen (1975) y Triandis, sobre las actitudes; y de Rokeach (1973), Kahle (1983, 1984)
creador de LOV (La Lista de Valores) y Yankelovich (1971, 1974) sobre los valores; todos
ellos pioneros de este tipo de criterio de segmentación. Concluye que las personas no sólo se
pueden clasificar por lo que eran (demográficos) o lo que podían (económico), sino por lo
que querían ser o hacer (psicográfica).
Siguiendo la búsqueda por segmentar mejor el mercado, Kotler (1980) concentra su enfoque
en la ciencia del comportamiento del consumidor, haciendo referencia a sus variables como
una manera apropiada para segmentar el mercado. Con mayor exactitud se refiere a los
atributos o ventajas que busca un consumidor de un producto; las ocasiones de compra o de
uso; el grado de fidelidad y; el grado de información que tiene. De esta manera, procura
comprender y predecir el comportamiento del consumidor. Así se configura el criterio de
segmentación comportamental, como un gran aporte al entorno principalmente empresarial.
Vicente y Mediano (2002), Picón et al. (2004), Fernández (2008) y Valderrey (2011), si bien
su uso no está muy extendido, ofrecen un aporte importante para la comprensión del
individuo y la sociedad.
Posteriormente, con el avance de la estadística y la tecnología, fueron apareciendo las formas
híbridas de segmentación, como ser: los perfiles demográficos - psicográficos, factores geo
demográficos y los referentes a los estilos de vida. Ellos son una combinación de las
diferentes variables de los criterios comunes de segmentación para crear perfiles más
completos de segmentos de consumidores (Shiffman y Kanuk, 2005); son denominados por
Arellano (2005) como las clasificaciones mixtas avanzadas de segmentación. A
continuación, se describe con más detalle el origen y la conceptualización de la segmentación
por estilos de vida.
Los estilos de vida datan de los primeros pensadores griegos. Aristóteles (384-322 a.C.), ya
hablaba del habitus, que permitía caracterizar la manera de ser, la forma de vivir, el estatus
y el carácter de un individuo (González, 1988). Asimismo, el término estilo apareció citado
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por primera vez en la obra del filósofo inglés Robert Burton (1577-1640): Stylus virum argit
(nuestro estilo nos revela). Más tarde, Max Weber (1864-1920) utiliza este término bajo la
óptica esquema de vida, cuyo significado sería la pertenencia a un grupo y la voluntad de una
persona de diferenciarse de aquellos que no pertenecen a dicho grupo (González, 1988).
Sin embargo, se considera al médico Alfred Adler (2000) como uno de los principales
responsables de desarrollar el término estilo de vida, en el concepto exclusivo y amplio. En
sus teorías recalca la unicidad del individuo, la unicidad de su personalidad y las
características propias de su comportamiento. Explica que el estilo de vida es cómo el
individuo se ve a sí mismo y cómo ve el mundo.
Por su parte, Nawas (1971) hace una descripción y revisión sistemática de las diferentes
acepciones del término, trazando algunos antecedentes e historia sobre el tema,
principalmente con un enfoque psicológico. Una de sus conclusiones es que el estilo de vida
es esencialmente un enfoque holístico y orgánico del individuo.
Desde el enfoque del marketing, uno de los primeros autores en estudiar los estilos de vida
fue el sociólogo Paul Lazarsfeld, quien fue el precursor de la metodología AIO (Actividades,
Intereses y Opiniones) propugnada y defendida fundamentalmente en Estados Unidos y una
de las más utilizadas hoy en día (Shiffman y Kanuk, 2005). Asimismo, el enfoque centrado
en los valores ha sido utilizado por algunos autores de marketing para determinar los estilos
de vida o como variable para describir el perfil psicográfico del consumidor. Uno de los más
representativos es Lynn R. Kahle (1983), quien propone 15 valores que, luego, son ajustados
a nueve valores (Homer y Kahle, 1988). Esta tipología propone valores internos y externos
y destaca las relaciones interpersonales dentro de los propios valores internos. Define valores
que los individuos consideran más importantes en su papel de consumidores y en su vida
diaria. Muchos estudios sostienen que LOV se puede relacionar con un comportamiento
predictivo del consumidor y con actividades relacionadas con el mismo (Kahle y Homer,
1988). LOV fue muy aceptado por la comunidad científica por sus características, por su
relación con el comportamiento del consumidor, por su facilidad de aplicar y por la poca
cantidad de variables que lo conforman con relación a otros métodos; sin embargo, es
importante considerar que para su aplicación es necesario contextualizarlo a su entorno
(González, 1999; Sarabia et al., 2009).
Asimismo, se sabe que, por el grado de interés y orientación de las empresas al mercado, en
la década de los 90 surgieron varias corrientes, dando lugar a numerosas definiciones y
modelos de medición de los estilos de vida, en el ámbito del marketing. Entre algunas de
estas corrientes, destacan las empresas de investigación de mercados americanas como SR
Internacional, o la francesa Ipsos, quienes fueron pioneras en considerar a nivel empresarial
el uso de la segmentación por estilos de vida de los consumidores, como forma de predecir
su comportamiento, de tal forma que permitiese posicionar mejor sus marcas, adaptar el
lanzamiento de nuevos productos y optimizar la planificación del marketing, entre otras
posibles aplicaciones (Sarabia et al., 2009).
Por el lado de Sud América, a principios del presente siglo, destaca la empresa peruana de
investigación y consultoría Arellano Marketing (2013); siendo una de las que más
contribuciones ha realizado en la región. De estos precursores y autores acerca del tema, los
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trabajos de Arellano (2005:48) serán los más utilizados en la presente investigación; este
autor define los estilos de vida como: “Formas de ser, tener, querer y actuar compartidas por
un grupo significativo de personas”. Basa sus investigaciones según esta definición,
indicando que los segmentos por estilos de vida se parecen por razones sociodemográficas
(edad, sexo, clase social); psicológicas (actitudes, motivaciones, intereses); de
comportamiento (qué compran, qué consumen); de equipamiento (qué posee y cómo lo
utiliza); de infraestructura (vivienda, mercados), entre otras. Para Arellano (2005), los estilos
de vida llegan a ser una clasificación mixta avanzada de segmentación, como resultado de la
combinación de los criterios comunes de segmentación: demográficas, geográficas,
socioeconómicas, psicográficas, comportamentales, de hábitat y, al mismo tiempo, de
consumo.
La obtención de resultados –según estas variables– identifica segmentos de mercado de
forma más precisa, explicativa y apropiada, permitiendo conocer el comportamiento de
compra de bienes y servicios (Herrero, Pérez y Rodríguez, 2005).
En Bolivia, a través de una investigación exploratoria, se evidencian escasos estudios
referentes a la segmentación de mercados por estilos de vida. No se logró identificar ningún
artículo científico relacionado al tema; aunque sí trabajos de alguna empresa de consultoría
especializada en investigaciones de mercado y estudios de opinión.
Específicamente, con relación a los centros universitarios de enseñanza superior, se da una
situación muy parecida. Tanto el experto en marketing educativo Nelson de la Quintana
(2012) como el ex presidente de la Asociación Nacional de Universidades Privadas de
Bolivia (ANUP) Antonio Carvalho (2012), describen que las universidades privadas
segmentan su mercado usando variables geográficas y demográficas. Puntualmente, indican
que las universidades categorizan su mercado en tres tipos según el colegio de procedencia:
tipo A, estudiantes de colegios particulares; tipo B, estudiantes de colegios de convenios y;
tipo C, estudiantes de colegios fiscales.
En ese sentido, el objetivo de la presente investigación es realizar una segmentación de
mercados por estilos de vida, en las universidades privadas de la ciudad de Santa Cruz de la
Sierra, con el fin de describir de manera más completa y precisa la composición de cada
segmento.
2. Metodología
Para determinar los perfiles de segmentos por estilos de vida de los universitarios de la ciudad
de Santa Cruz, se siguieron los siguientes pasos:
Se identificó a la población y a la unidad de análisis: "Estudiantes de universidades
privadas de la ciudad de Santa Cruz, que se encuentran cursando una carrera de
licenciatura al segundo semestre del año 2013".
Se determinó que la investigación es exploratoria y descriptiva, dejando la
investigación cualitativa para el futuro.
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Para la construcción del modelo de segmentación de mercados por estilos de vida se
consideraron los siguientes elementos: como base de todo el modelo se toma en cuenta
el enfoque de estilos de vida, explicado como segmentación mixta avanzada por
Arellano (2005). Para configurar las subvariables específicas de la variable
psicográfica, se consideró y adaptó la lista de valores de LOV. Al respecto, se
consideraron los siguientes fundamentos: su aceptación por la comunidad científica
debido a sus características intrínsecas; su relación con el comportamiento del
consumidor; facilidad de ser aplicado y; cantidad apropiada de variables que lo
conforman, con relación a otros métodos. Para configuración de las subvariables
específicas de la variable comportamental, se consideró y adaptó la corriente AIO –
Actitudes, Intereses y Opiniones–, principalmente por los siguientes aspectos: tiene un
menor costo de realización para fines principalmente estratégicos de marketing por la
sencillez de su configuración; es el más utilizado en ámbitos empresariales y; es el más
referenciado por los autores del comportamiento de compra.
La configuración de las variables de los estilos de vida, se muestra en la siguiente tabla:
Tabla 1
Configuración del constructo estilos de vida
Estilos de
Vida
Variables
Geográfica
Demográfica
Socio-económica
Psicográfica: Basado en los valores (LOV)
Comportamental: Basado en las variables (AIO) Actividades,
Intereses y Opiniones
Fuente: Elaboración propia
A su vez, cada variable se desglosó en subvariables y se conformaron sus escalas de medición
y de validación.
Tabla 2
Resumen de variables y subvariables del modelo propuesto
Variables geográficas Variables demográficas
Ciudad o Municipio
Barrio/Zona
Personas que habitan su hogar
Sexo, edad, lugar de nacimiento, lengua
materna, otro idioma que domina, estado
civil, tenencia de hijos, religión
Variables socioeconómicas Variables psicográficas
Trabajo
Nivel de educación de los padres
Colegio del que egresó
Situación de la vivienda actual
Transporte para llegar a la
Universidad
Sentido de pertenencia
Calidez en las relaciones con otros
Sentido de logro
Entusiasmo
Autorealización
Seguridad
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Ingreso familiar
Recibo de remeses
Diversión y entretenimiento
Ser respetado
Amor propio - Respeto a uno mismo
Variables comportamentales
Eventos sociales
Vacaciones
Entretenimientos
Pertenencia a clubes
Comunidad
Compras
Deportes
Familia
Estudio
Comunidad
Recreación
Moda
Alimento
Medios de comunicación
Logros
Uno mismo
Problemas actuales de la sociedad
Política
Negocios
Economía
Educación
Cosas materiales
Cultura
Fuente: Elaboración propia
Seguidamente, se configuró el instrumento de levantamiento de información,
consistente en un cuestionario con 53 subvariables.
Se realizó una prueba piloto con 85 estudiantes para validar el instrumento y realizar
mejoras.
Se fijó una muestra de 1037 estudiantes con un error muestral del 3% y 95% de
confianza. La técnica de muestreo fue de estratificación –en su primera fase– para
obtener información de 14 universidades (todas las que se encuentran registradas en la
base de datos del Ministerio de Educación de la ciudad de Santa Cruz). Seguidamente,
se organizó por conglomerados, para identificar a los estudiantes en cada universidad.
El trabajo de campo fue llevado a cabo por tres personas, en un periodo aproximado de
dos meses.
Una vez que se codificaron y procesaron los datos en el programa estadístico SPSS 21,
se realizó el análisis de los datos, a través de los métodos estadísticos multivariables
(Zikmund y Babin, 2008). En primera instancia, se aplicó el Análisis Factorial (ACP -
Análisis de Componente Principal); técnica que simplifica las múltiples y complejas
relaciones que pueden existir entre un conjunto de variables observadas (Pérez, 2005).
Al respecto, Frías y Pascual (2012) sostienen que este método en el área de marketing,
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es un instrumento con calidad metodológica y de validez de constructo; lo que brinda
una condición necesaria para desarrollar y comprobar teorías.
Después de aplicar el ACP, se procedió a realizar un análisis de clúster, que es un
método estadístico multivariado de clasificación automática de datos. Su finalidad es
revelar concentraciones en los datos (casos o variables) para su agrupamiento eficiente
en clúster (o conglomerados), según su homogeneidad (Pérez, 2005). Tal como lo
proponen González (1988), González et al. (1999), Arellano (2005) y Ramos (2008),
su objetivo es buscar grupos homogéneos de estudiantes y clasificarlos en
conglomerados lo más homogéneos posibles, con base en las variables observadas. Los
pasos para aplicar esta técnica se determinaron siguiendo a Malhotra (2008);
inicialmente, para determinar el número de perfiles, se aplicó el método Jerárquico,
seguidamente, el No jerárquico.
Se obtuvieron ocho perfiles de universitarios por estilos de vida; a cada perfil, se le
bautizó con un nombre que identificase y describiese mejor el mismo.
3. Resultados de la investigación
Si bien los resultados esperados de la investigación tienen objetivos establecidos –
inicialmente como información de referencia–, se presenta un análisis univariado de todas
las variables de estudio de la muestra de estudiantes universitarios, separadas por datos
geográficos, datos demográficos, datos socioeconómicos, datos psicográficos y datos
comportamentales.
En síntesis, se menciona lo más destacado:
Geográficamente o El 92% de los universitarios vive en la ciudad de Santa Cruz; el resto proviene de las
ciudades de Warnes, Montero, Cotoca, La Guardia, Portachuelo y El Torno.
o Con relación al sexo, 51% son hombres y 4 % son mujeres.
o En mayor porcentaje, habitan en su hogar entre 4 y 5 personas, incluyendo al
estudiante.
Demográficamente o El 75% de los estudiantes está entre las edades de 18 y 22 años.
o Del 95%, el país de nacimiento es Bolivia. El 78% de los estudiantes nació en el
departamento de Santa Cruz, los demás provienen del resto de departamentos del país,
con excepción de Pando.
o Su principal lengua es el castellano; sin embargo, el 21% domina el idioma inglés.
o Con respecto a su estado civil; el 91% de ellos es soltero, el 5% es casado y y el 2,3 %
convive con su pareja. De los mismos, el 11% tiene un hijo.
o El 65% profesa la religión católica; el 21% la evangélica; en tanto que el 7 % no tiene
ninguna religión.
Socioeconómicamente
o El 34% se encuentra trabajando.
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o En un 28%, la madre tiene estudios hasta el bachillerado, el 13% hasta nivel técnico y
el 18%, licenciatura.
o Con respecto al padre, el 20% estudió hasta el bachillerado, el 14% hasta el nivel
técnico y el 22% alcanzó una licenciatura.
o De los universitarios, el 58% egresó de colegio particular; el 24% de colegio fiscal y el
18% de colegio de convenio.
o El 70% tiene vivienda propia, el 18% vive en vivienda alquilada y el 7% vive en
anticrético.
o Con respecto al tipo de transporte que usan para llegar a la universidad, el 67% usa
transporte público; el 14% tiene automóvil propio; el 13% usa el automóvil del padre
o de algún familiar.
o El 25% tiene un ingreso familiar total por debajo de los Bs 2.400; el 21%, entre Bs
2.401 y Bs 4.800; el 15%, entre Bs 4.801 y Bs 7.200 y; el 12%, más de Bs 12.000. Por
otro lado, el 18% recibe remesas del extranjero.
Datos psicográficos
o Se puede destacar de la variable psicográfica que lo que más valoran los estudiantes es
el sentir que logran sus objetivos; seguido de tener amor propio y alcanzar la felicidad;
con 32%, 24% y 15 %, respectivamente.
Datos comportamentales
o El principal y más frecuente pasatiempo que tienen los universitarios es reunirse con
amigos, 24 %.
o La principal actividad social en la que participan con más frecuencia es el junte de
amigos, 50%.
o En sus vacaciones, la principal actividad que realizan es viajar (44%).
o El 59% no pertenece a ningún tipo de club o grupo.
o El 30%, apoya de alguna manera a su comunidad. Se mencionó hasta 30 maneras
diferentes en que los jóvenes apoyan a su comunidad.
o El principal deporte que practican con más frecuencia es el futbol (29%).
o Compran al mes, principalmente: alimentos, ropa y algo de libros; con 65%, 24% y
11%, respectivamente.
o Respecto a los intereses que tienen los universitarios en relación a su vida, el que tiene
mayor importancia para ellos es su familia, 54%.
o Con relación a las opiniones de la vida cotidiana que más emiten frecuentemente, el 36
% sostiene que es acerca de sí mismo.
Con respecto al procesamiento multivariable para determinar los estilos de vida, se describen
los ocho perfiles identificados, según la aplicación de la propuesta:
Los centrados en valores (3,1%)
Está conformado por estudiantes que, en su vida cotidiana, se mueven por valores.
Principalmente valoran sentirse seguros y protegidos de su entorno. Son personas que se
divierten y entretienen. Tienen una personalidad entusiasta, tienen amor propio, respeto por
sí mismos y valoran las relaciones con los otros. Quieren ser felices, sentir que logran sus
objetivos y quieren ser reconocidos por las personas de su familia y amigos. En sus
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pasatiempos, no usan el internet para redes sociales, no juegan ni buscan información por
este medio. No les gusta ir a discotecas, pub o karaokes.
Los sensatos (10,8%)
Son estudiantes que en su vida se caracterizan por opinar continuamente; asimismo, tienen
muchos intereses. Viven opinando acerca de temas de la economía, negocios, educación,
política, sobre los problemas sociales y culturales de la sociedad. Por otro lado, concentran
su vida en interesarse por sí mismos, por los factores de éxito personal y por el bienestar de
la comunidad. Es uno de los individuos que muestra más interés por sus estudios y también
por el bienestar de su familia. No son afectos a usar internet para las redes sociales ni les
gusta pasar el tiempo viendo televisión.
Los esforzados (16,7%)
Son aquellos universitarios que estudiaron en colegio fiscal; se encuentran trabajando
seguramente para pagar sus estudios. Por ello, en sus vacaciones tienen que seguir trabajando.
Tienen ingresos familiares por debajo de los dos salarios mínimos. En su pasatiempo no
viajan debido a su condición económica, y en su presupuesto mensual no suelen comprar
ropa. Por otro lado, no participan en actividades sociales como juntarse con amigos o reunirse
con algún tipo de agrupación.
Los amigueros ricos (8,5 %)
Son estudiantes procedentes de colegios particulares; tienen una situación económica
privilegiada. El ingreso mensual de su familia está por encima de los Bs 12.000 y tienen
automóvil propio para desplazarse a su Universidad. Priorizan en su vida la actividad social
de grupo, van a discotecas y gastan en diversión como también en tecnología.
El lector deportista con valores (6,4%)
Es el grupo constituido por universitarios cuyo principal pasatiempo es leer, como también
usar el internet. Su presupuesto lo utilizan principalmente comprando libros, no así para la
diversión. No les gusta la vida social, sobre todo no frecuentan discotecas, pub ni karaokes.
Su vida está regida por diversos valores como el amor propio, respeto, felicidad y logro de
objetivos. Asimismo, practican con frecuencia deportes, muchos van al gimnasio.
Simplemente deportista (17,7%)
Éste es el perfil de estudiantes cuya vida gira en torno al deporte. En su pasatiempo, practican
deportes, al igual que en sus vacaciones. Su principal deporte es el fútbol, aunque también
frecuentan el gimnasio.
Simplemente amiguero (5,9%)
Son estudiantes que priorizan en su vida la actividad social de grupo. Su principal pasatiempo
es reunirse con amigos. Con su presupuesto mensual gustan de comprar diversión y también
tecnología. Son afectos a ir a las discotecas, pub y karaokes. Por otro lado, en sus vacaciones,
después de estar con sus amigos, también les gusta ver la televisión.
El telenauta (30,3%)
Se trata de estudiantes que, en sus pasatiempos y vacaciones, les gustan ver la televisión y
usar el internet para comunicarse en las redes sociales, como también para buscar
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información. Su presupuesto mensual lo destinan principalmente para comprar tecnología y,
obviamente, servicios de comunicación. Como parte de su actividad social, participan
frecuentemente de los churrascos. No les gusta opinar de los problemas de la sociedad, ni de
la economía, negocios y cultura.
4. Conclusiones
Los estilos de vida resultan ser un concepto abstracto como complejo, siendo una ardua tarea
para los investigadores tener un consenso a la hora de definirlo; de encuadrarlo en un marco
conceptual y; de lograr su aplicación a la vida real.
En Bolivia no se identificó algún estudio académico relacionado a los estilos de vida en el
sector de la educación superior; en tal sentido, la presente investigación realiza un aporte
significativo para que las autoridades académicas y los responsables de marketing puedan
formular mejores estrategias de fidelización, retención y satisfacción.
Tres segmentos por estilos de vida son los más representativos en la población universitaria:
Los telenautas, los deportistas y los esforzados; sumados, conforman el 65% de la población
estudiantil objeto de esta investigación.
El estilo de vida más representativo, por la cantidad de su población, es el practicado por
aquellos universitarios que se pasan viendo televisión y navegando en el internet;
principalmente, en redes sociales; características que resultan favorables para algunas
empresas como las de tecnología, telecomunicación, canales de televisión y otras. Sin
embargo, puede llegar a ser desfavorable para los objetivos académicos de rendimiento que
seguramente tienen planificados las universidades.
Las variables más significativas para la conformación de los estilos de vida universitarios,
son las comportamentales de opinión e intereses; como también, las psicográficas,
conformadas, entre otras, por los valores. Llegan a ser las variables más representativas a la
hora de conformar segmentos por estilos de vida.
Sin embargo, en dos segmentos se encuentran las influencias de las variables de
segmentación socioeconómicas. Esto lleva a considerar que, en Bolivia, aún estas variables
siguen siendo relevantes dentro la conformación de segmentos de mercados.
En la siguiente figura, se visualiza el resultado final de los estilos de vida universitarios:
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Figura 1. Estilos de vida universitarios en la ciudad de Santa Cruz de la Sierra. Fuente:
Elaboración propia
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Los Centrados en Valores (3,1%)
Los Sensatos(10,8%)
Los Esforzados(16,7%)
El Lector Deportisa con Valores (6,4%)
SimplementeDeportista(17,7%)
SimplementeAmiguero (5,9%)
El Telenauta(30,3%)
Los AmiguerosRicos (8,5%)
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