Introducción

La dendroenergía (energía forestal) es toda la energía obtenida a partir de biocombustibles sólidos, líquidos o gaseosos primarios o secundarios derivados de los bosques, plantaciones forestales, arbolados urbanos y árboles en general. Representa la energía producida después de la combustión de los dendrocombustibles, tales como la leña, el carbón, pallets, briquetas, etcétera, y corresponde al poder calorífico neto del combustible (^{Guyat, 2004}).

La extracción y uso de la leña impacta negativamente los recursos forestales, ya sea para autoconsumo o venta (Ortiz, 2009).La mayor parte de los usuarios de leña en México se concentra en los estados de Chiapas, Guanajuato, Guerrero, Hidalgo, Michoacán, Morelos, Oaxaca, Puebla, Quintana Roo, Tabasco, Veracruz y Yucatán (^{Díaz, 2000}), con un consumo anual de 38 millones de metros cúbicos (^{CONAFOR, 2007}).

La extracción de leña es una actividad muy presente en las comunidades de Morelos. Existen 45 especies empleadas para este fin, que corresponden a 7.5% del total de las plantas útiles, sin embargo las especies de mayor demanda son: tepemezquite o tlahuitol (Lysiloma divaricata), palo Brasil (Haematoxylum brasiletto), palo dulce (Eysenhardtia polystachya) y tecolhuixtle (Mimosa benthamii) (^{Atender, 2008}).

La comunidad Los Sauces, municipio de Tepalcingo, se ubica en la zona de amortiguamiento de la Reserva de la Biosfera Sierra de Huautla (Rebiosh). Se localiza en el estado de Morelos, entre las latitudes N 18° 33’ 08" y 18° 37’ 00” y laslongitudes W 98° 58’ y 98° 55’, a una altitud de 1 216 m. El tipo de vegetación corresponde a la selva baja caducifolia (Figura 1).

Figura 1 Macrolocalización del ejido Los Sauces, Tepalcingo, Morelos. 

Algunas especies representativas de la comunidad son la Guazuma ulmifolia (cuahulote) y otras de amates y cuajiotes. Asimismo, existen varias asociaciones secundarias formadas principalmente por arbustos espinosos de la familia Fabaceae. El clima es cálido subhúmedo con lluvias en verano, con una precipitación anual que oscila entre 800 y 1000 mm y una temperatura media anual de 22 °C (^{INEGI, 2011}).

Las principales actividades económicas en el ejido de Los Sauces son la agricultura, la ganadería, la recolección de resinas, la recolección de frutas,la producción de mezcal, la colecta de especies medicinales y la extracción de leña; esta última es utilizada mayormente para la cocción de alimentos y para la venta entre vecinos o en pueblos aledaños con el fin de obtener ingresos económicos extraordinarios en la época estiaje cuando disminuye las tareas en las otras actividades. La leña, por ser uno de los recursos usado como combustible por la mayoría de los habitantes, tiene alta demanda que representa presión sobre el recurso vegetal y provoca disminución en la disponibilidad de especies arbóreas con este uso, situación que se intensifica con el incrmento de la población.

Dendroenergía

La madera, además de ser un recurso renovable, es ambientalmente aceptable, ya que al usarse como combustible no aumenta la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera al nivel de los combustibles fósiles, por lo que la producción de energía a partir de la biomasa forestal es llamada dendroenergía limpia (^{Guyat et al., 2004}). Los compuestos orgánicos de la leña son principalmente celulosa, hemicelulosa y lignina. Una pequeña fracción corresponde a resinas.

En el proceso de combustión la lignina se transforma principalmente en carbono fijo. Los otros compuestos se liberancomo elementos volátiles, por lo cual el quemado de esta fracción se realiza con reacciones similares a las de un combustible gaseoso. En comparación, esta fracción gaseosa posee aproximadamente 40% mayor poder calorífico que la fracción sólida de carbono fijo. La madera libre de agua posee un poder calorífico inferior de hasta 4.400 kcal kg3. Este valor se reduce aproximadamente a 3.500 kcal kg en la madera secada al aire con 20% de humedad residual. Con mayor grado de humedad, se reduce aún más el poder calorífico (^{Drake et al., 2002}).

Poder calorífico es la cantidad de calor generada por una combustión completa de una masa específica de carbón en presencia de oxígeno. El poder calorífico representa la energía de combustión del carbono e hidrógeno de la materia orgánica y del azufre pirítico y en parte del orgánico (^{Vásquez y Herrera, 2006}). ^{Otero et al. (2004)} definen la calidad de leña como el conjunto de características que permiten diferenciarla como igual, mejor o peor que las restantes de su especie.

La densidad es probablemente la variable más estudiada y es el indicador más usado para determinar la calidad de la leña (^{Zhang, 1997}). Es el peso de la unidad de volumen de la madera y dependerá en gran medida de la humedad. Convencionalmente la densidad aparente de la madera se toma con humedad menor de 20%. ^{Bruzos (2009)} clasifica a la madera por su densidad aparente en:

Muy pesadas: densidad aparente mayor de 1 kg dm^-3

Pesadas: está comprendida entre 0.8 y 1 kg dm^-3

Medianamente pesadas: entre 0.5 y 0.8 kg dm^-3

Ligeras: si es menor de 0.5 kg dm^-3

Materiales y métodos

El conocimiento local se entiende como el acervo de conocimientos, creencias, costumbres y percepciones únicos para una cultura o una sociedad dada (^{Monu, 1997}; ^{Grenier, 1998}). Generalmente, en el caso de aquel conocimiento vinculado a los recursos naturales, deriva de observaciones cotidianas y de la experimentación con formas de vida, sistemas productivos y ecosistemas naturales (^{Mora, 2007}).

Con base en una serie de entrevistas realizadas con anterioridad por alumnos de la generación 2010-2011 de la maestría en Agroforestería, se elaboró un cuestionario más detallado para obtener el conocimiento local acerca de las especies más utilizadas como leña (dendroenergéticas), aplicado a 25% de las familias que habitan en la comunidad de Los Sauces. Se trata de dos tipos de entrevistas, una para leñadores y otra para amas de casa, ya que estos grupos no tienen la misma visión respecto a la leña.

Una vez conocido el listado de las especies con mayor frecuencia de uso dendroenergético, mediante las entrevistas, se procedió a la colecta de semilla y de troncos de leña para hacer las determinaciones de protocolo de germinación, calor de combustión, cenizas, densidad y humedad, tomando estas muestras de los árboles con las mejores características.

De acuerdo al método de ^{Kollman (1959)}, para la obtención de densidad se colectó un trozo de leña de la especie y se sacaron tres cubos de aproximadamente 2 x 2 cm, los cuales se secaron a la intemperie durante 24 horas, después se pasaron a un desecador por otras 24 horas para sacar el aire contenido en la madera y permitir la entrada de agua, posteriormente fueron pesados utilizando una balanza electrónica; para obtener el volumen, los cubos fueron sumergidos en un vaso con agua con la ayuda de una aguja de disección y se pesaron para obtener el volumen por diferencia.

Después de esto, los cubos fueron sumergidos en agua durante siete días, una vez transcurrido ese tiempo, se pesaron y se metieron a una estufa a 103 °C durante cuatro días para eliminar el agua contenida en ellos, a partir del cuarto día comenzó el pesaje diariamente hasta que ya no cambiara el peso de estos, para después calcular el volumen mediante el método del vaso con agua. Una vez tomados los datos de volumen y peso seco se obtuvieron la densidad básica y el contenido de humedad.

El calor de combustión se determinó mediante la metodología descrita por ^{Soto y Núñez (2008)} la cual consistió en moler un trozo de tronco de cada especie hasta obtener un gramo de muestra. De cada especie se pesaron 0.5 g de muestra de madera, haciendo dos repeticiones (Figura 2).

Figura 2 Muestra molida de las especies estudiadas y pesaje de las mismas. 

La muestra pesada se colocó en soporte de la tapa de la cámara de combustión, colocando 10 cm de alambre para iniciar la combustión (Figura 3).

Figura 3 Colocación del alambre y montaje de la muestra en el soporte. 

Este soporte se fijó en la bomba de oxígeno, la cual cerrando herméticamente se le insertó oxígeno (25 a 30 atmósferas).

Paralelamente a este proceso, se calentaron dos litros de agua hasta una temperatura de 30 °C los que fueron agregados en la cubeta del calorímetro isoperibólico, con el agua caliente; la bomba se colocó dentro del calorímetro y se introdujeron los datos de la muestra al software del equipo para la lectura del resultado.

Después de tomar los datos, el calorímetro se destapó, retirando con unas pinzas la bomba para después abrirla a la intemperie ya que contiene presión del oxigeno; una vez abierta se retiró el alambre no quemado, se enjuagó el interior de la bomba, el soporte y la tapa con agua destilada, vertiendo esta solución en un matraz Erlenmeyer para después titular con carbonato de sodio, esto con la finalidad de saber si existía presencia de ácidos. Para la obtención de estas dos variables se utilizaron los procedimientos de laboratorio propuestos por ^{Sosa (1979)}. El análisis estadístico se realizó mediante el procedimiento GLM de SAS (2002). Las pruebas de comparación de medias con 0.05 de significancia estadística se realizaron mediante la prueba de Tukey (^{Steel et al., 1997})

La metodología para la elaboración de los tratamientos de germinación fue tomada del trabajo que utilizó el INE (²⁰⁰⁷) para semillas de árboles de selva baja caducifolia. Una vez aplicado el tratamiento pregerminativo a las semillas se sembraron en charolas de unicel de 200 cavidades, utilizando peat moss como sustrato para posteriormente obtener el porcentaje de germinación y días de emergencia de las plántulas. Para estructurar el diseño y propuesta de las tecnologías agroforestales se utilizó la metodología de diagnóstico y diseño descrita por ^{Raintree (1987)}, la cual consiste básicamente en cinco etapas: prediagnóstico, diagnóstico, diseño y evaluación, planeación e implementación.

Resultados

De acuerdo a los resultados de las entrevistas realizadas en la comunidad de Los Sauces, existe un proceso de sustitución de la leña como combustible para el hogar, el gas LP es el combustible sustituto, que aun no alcanza a establecerse. Los intereses y visión en torno a la leña de las amas de casa es diferente a la de los leñadores, ya que estos últimos prefieren las especies fáciles de cortar, de rajado lineal y secado rápido, en tanto que las mujeres se inclinan por especies que no producen humo y, en función de las necesidades, algunas ocasiones requieren de especies que sean de fuego lento y constante, como en el caso del cocinado de los frijoles; o bien, leña con fuego rápido, “arrebatado”, que se requiere para hacer tortillas.

Los combustibles en los hogares son una necesidad tanto en comunidades urbanas como rurales, que se emplean para la preparación de los alimentos, pero también para temperar el agua usada con fines de higiene personal. La leña es un combustible propio de las comunidades rurales que se va sustituyendo por combustibles fósiles en la medida que los habitantes tienen acceso a estos últimos y a los equipos e instalaciones necesarias para su empleo.

La leña en las comunidades es un recurso que se maneja de manera apropiada por los habitantes rurales, se corta y se procesa para su aprovechamiento, los dispositivos para su empleo son muy elementales y se reducen a instrumental simple que los propios productores elaboran, mientras que el uso de combustibles fósiles requiere equipo e instalaciones que deben ser adquiridas en las ciudades y normalmente son costosas y pocas veces accesibles al presupuesto de campesinos marginados.

Además, el valor de los combustibles requiere de pago en efectivo, situación limitante para estos pobladores, por ello en la localidad de Los Sauces 40% de las hogares utiliza únicamente leña, no cuentan con equipo para combustible fósil llamado “gas LP”, que corresponde al butano, comercializado en cilindros de 20 kg con un costo de 235 pesos, en tanto que 60% de los hogares combina leña y “gas”, lo que significa una transición en relación con los combustibles. A pesar de lo anterior, el uso del “gas” es esporádico, pero la posesión de estufas, calentadores de agua y parrillas, además de espacios cerrados para cocina y cuartos de baño, son parte del prestigio social en el pueblo, representa ante la comunidad la capacidad económica familiar, muchas de las veces asociada a la migración de los hijos al extranjero.

Sin embargo, la cultura de uso de la leña está arraigada en el “gusto” de las amas de casa por el “mejor sabor” de los alimentos o bien por la obtención de fuego lento o “arrebatado” necesario para la cocción de determinados guisos, por ello 90% de ellas prefiere la leña. Hay opiniones al respecto: “No [no dejaría de cocinar con leña] porque ahí hace uno las tortillas y saben mejor, y los frijoles también se cuecen más bonito con leña” (Verónica, 49 años).

También se identifican con la cultura propia de la generaciones mayores e inclusive se califica peyorativamente a las nuevas: “Pues no [no dejaría de cocinar con leña] porque soy antigua, ya ahora las muchachas [mujeres jóvenes] son flojas, les da pereza prender el fogón” (Gregoria, 60 años).

Ellas establecen las condiciones en las que se justifica el cambio: “la estufa de gas sí es necesaria para cuando uno se enferma en la noche, un té pa ́ rápido, en la estufa, porque en uno de leña [fogón] nomás no arde la lumbre, y como que no, y para eso es más una estufa” (Victoria, 38 años). “El gas lo utilizamos cuando, en tiempo de lluvias, la leña está mojada pero me gusta más usar leña porque la comida se coce mejor” (Janet, 30 años).

La cantidad de leña utilizada depende del número de miembros de las familias, las pequeñas usan sólo de una a dos cargas al mes, en tanto que en las grandes puede llegar a seis. Resalta el hecho de que 90% de los entrevistados está en el primer caso. La eficiencia en el uso de la leña es una preocupación de los programas gubernamentales, cuya aplicación ha dado como resultado que alrededor de 50% de las familias cuenten con fogones ahorradores.

Las especies dendroenergéticas poseen características relacionadas con su uso como leña. Las amas de casa tienen preferencias de acuerdo al tipo de fuego que obtienen de cada una de ellas, como se muestra en el Cuadro 1.

Cuadro 1 Especies dendroenergéticas, características como combustible, frecuencia de uso y tiempo de secado. 

Fuente: elaboración con información de campo.

En contraste, la leña que arde rápido se prefiere para preparar alimentos que no requieren estar mucho tiempo en el fogón, como las tortillas, en este caso la cubata blanca es la que posee esa característica. Destaca la preferencia de especies que no hacen humo o producen el mínimo. También a reducir la emisión de humo se encamina el secado de la leña para ser usada en el fogón, puede arder con humedad sin embargo la emisión de humo es muy evidente.

Para ellos, las especies de mayor demanda son el tlahuitol, el palo Brasil y el tepehuaje, y porque el tamaño permite la obtención de mayor cantidad de leña por árbol, comparados con cualquiera otra de las especies. Por otro lado se tiene la cubata blanca, la cual posee ramas y tallos derechos. Esta, afirma el leñador Margarito, de 60 años de edad, “es bien fácil de cortar, con un hachazo ya cortaste una rama, no que para cortar el palo Brasil es durísimo y se enreda la leña [corteza fibrosa]”. La facilidad de corte y aceptación de los compradores llevó a la disminución de los ejemplares de esta especie a una situación cercana a la desaparición, por lo cual habrá que considerar estrategias de racionalidad en el uso de la cubata blanca.

Las especies que se usan para leña tienen además usos como forraje, madera, medicina, cerco vivo y sombra. El presente trabajo confirma lo que menciona ^{Maldonado (1997)} acerca de las especies que utilizan como leña en la Reserva de la Biósfera Sierra de Huautla (Rebiosh), las cuales son el tlahuitol, tepehuaje, tecolhuixtle, palo Brasil y palo dulce, con la característica de producir una cantidad mínima de humo.

Discusión

^{Sosa (1979)} afirma que a menor cantidad de cenizas mayor cantidad de materia orgánica y mayor calor de combustión (^{Bravo, 1989}), siendo la materia orgánica la responsable de la cantidad de calor de combustión. Haciendo la correlación entre los datos obtenidos de calor de combustión y cenizas, el tepehuaje y el tlahuitol cumplen con la regla, aunque el segundo produzca un poco más de cenizas.

Analizando estadísticamente los resultados obtenemos que al menos un tratamiento es diferente, aplicando la prueba de Tukey (p≤ 0.05) tenemos que existen cuatro grupos en donde el tlahuitol y tepehuaje producen la menor cantidad de cenizas (1.86 y 2.31% respectivamente), en contraparte poseen la mayor cantidad de materia orgánica (88.14 y 87.69% respectivamente). Estas son otras características que se corroboran con base en la información que se obtuvo mediante las entrevistas (conocimiento local), ya que las cenizas producen humo y este posee más de 200 compuestos químicos, la mayoría de ellos tóxicos inhalables con un diámetro menor a 10 micrones, causando problemas respiratorios (^{Junemann y Legarreta, 2007}).

^{Restrepo et al. (1983)} mencionan “que el análisis de la composición del humo de la leña, ha demostrado que se trata de una suspensión de partículas pequeñas en aire caliente y otros gases, resultado de una combustión incompleta. Los gases son variables pero siempre contienen monóxido de carbono y dióxido de carbono; si hay azufre, así sea en pequeñas cantidades, se produce dióxido de azufre, vapores de alquitrán y/o hidrocarburos insaturados. Las partículas de carbón están recubiertas de materiales combustibles tales como ácidos orgánicos y aldehídos”.

Analizando estadísticamente los resultados obtenemos que al menos un tratamiento es diferente, aplicando la prueba de Tukey (p≤ 0.05) observamos que existen cinco grupos en donde el tepehuaje y el tlahuitol tienen el menor contenido de humedad (6.36 y 6.96% respectivamente). Comparando los datos cualitativos (conocimiento local) con los de laboratorio, obtenemos que las especies dendroenergéticas que ellos mencionan con mayor cantidad de humedad son las mismas, esto pudo deberse a que cuando se colectaron las especies, estas ya tenían una semana de haberse cortado.

La densidad de las especies dendroenergéticas es el peso de la unidad de volumen de la madera y depende en gran medida de la humedad (^{Bruzos, 2009}); ^{Otero et al. (2004)} mencionan que a mayor densidad mayor calor de combustión; correlacionando los datos de calor de combustión y densidad la regla no se cumple del todo ya que el palo Brasil y el palo dulce ocupan el primer lugar y respecto al calor de combustión se encuentran en el segundo grupo. Analizando estadísticamente los datos observamos que al menos un tratamiento es diferente, aplicando la prueba de Tukey (p≤ 0.05) tenemos que existen cuatro grupos y que el palo Brasil y el palo dulce son los que tienen la mayor densidad (0.81 y 0.78% respectivamente). ^{Zhang (1997)} menciona que la densidad tiene que ver más con la calidad de la madera lo cual se corrobora con la información proporcionada por la gente de la comunidad, que asegura que los árboles más duros para cortar son palo Brasil, tlahuitol, palo dulce, tecolhuixtle, tepehuaje y cubata blanca.

Las especies de las que se colectaron semilla fueron palo dulce, cubata blanca y tepehuaje, aplicando dos tratamientos de acuerdo a la recomendación del INE (2007); el que se utilizó para palo dulce fue sumergir durante un minuto las semillas en agua caliente a 50 °C obteniendo un porcentaje de germinación de 80%; comenzaron a emerger las plántulas a los seis días de haberse sembrado. El INE (²⁰⁰⁷) obtuvo 60% de germinación de semillas, esto se debe a que el tiempo de almacenamiento de la semilla va disminuyendo la viabilidad de ésta (^{Arriaga et al., 1994}); las que utilizó tenían dos años en esas condiciones, en el caso de este trabajo se emplearon semillas que tenían tres meses de almacenamiento.

Para la cubata blanca y el tepehuaje se aplicó el tratamiento de lijar hasta que cambiara de color, para adelgazar la testa de la semilla; se obtuvieron 55% de germinación en el primer caso y 60% en el segundo; el tiempo de emergencia de la plántula fue de 7 y 4 días respectivamente; comparando los resultados con el INE (2007) se obtuvo 90% de germinación de la semilla y una emergencia de plántulas a los cinco días; esto se debe a que posiblemente las semillas de tepehuaje y cubata se lijaron de más dañando el embrión.

Conclusiones

Las especies más utilizadas como leña en la comunidad Los Sauces son: tlahuitol (Lysiloma divaricata), cubata blanca (Acacia pennatula), tepehuaje (Lysiloma acapulcense), palo Brasil (Haematoxylum brasiletto), palo dulce (Eysenhardtia polystachya) y tecolhuixtle (Mimosa benthamii).

En Los Sauces existe un proceso de sustitución de la leña por los combustibles fósiles; sin embargo, a pesar de lo extendidos, estos se usan esporádicamente y se perciben como un rasgo de “prestigio social”. También existen diferencias en cuanto a la preferencia de especies entre amas de casa y leñadores.

Con base en los resultados del análisis, las especies, en orden de importancia por su calidad, son: tepehuaje (Lysiloma acapulcense), tlahuitol (Lysiloma divaricata), tecolhuixtle (Mimosa benthamii), palo Brasil (Haematoxylum brasiletto), palo dulce (Eysenhardtia polystachya) y cubata blanca (Acacia pennatula).

Las tecnologías agroforestales que se proponen para el ejido Los Sauces, municipio de Tepalcingo, Morelos, son árboles dispersos en potreros y cercos vivos, ya que el uso del suelo se asocia con la ganadería y las necesidades de leña pueden ser cubiertas con los árboles dispuestos en estos campos.