MANEJO DE RESIDUOS SÓLIDOS PRODUCIDOS
AL TRANSFORMAR CAFÉ CEREZA A PERGAMINO SECO.
Anónimo
Por: Héctor G. Arango Acevedo
Jorge A. Zapata Velez
Estudiantes
Administración Ambiental
FUCN
1. Resumen.
En la agroindustria cafetera solamente se utiliza el
9,5 por ciento del peso total del fruto en la preparación de bebidas y el 90.5%
son subproductos resultantes del beneficio, los cuales son dispuestos o
almacenados inadecuadamente, contaminando los cuerpos de aguas y los suelos, generando
afectación de los ecosistemas. Como
respuesta a la gran problemática de contaminación de los suelos de la zona
cafetera del municipio de Copacabana (Ant), se desarrollan diversos métodos
educativos a través de los cuales se transfieren conocimientos y tecnologías
que, apropiadas a las condiciones de cada empresa cafetera, solucionan de
manera suficiente y oportuna la afectación presentada. Sin embargo existen
diversos factores que influyen en la adopción tecnológica como la escases de
recursos económicos y la falta de motivación de las comunidades por las
actividades de recuperación y preservación ambiental, lo cual define y supone un
proyecto educativo que opere como proceso a partir del cual se genere cultura
ambiental de no contaminación, cuidado y preservación de los ecosistemas y especialmente
su componente suelo.
El proceso educativo adelantado con las comunidades
cafeteras de las veredas El Salado, Sabaneta, Quebrada Arriba, Peñolcito,
Montañita y El Cabuyal del municipio Copacabana, permite plantear que la
adopción del conocimiento y la aplicación de tecnologías de uso, transformación
y aprovechamiento de los residuos sólidos, se calcula a través de la
disminución de los vertimientos contaminantes del componente suelo y el
incremento en la construcción e instalación de herramientas que ayuden a la
transformación de materia orgánica. Es así como culturalmente se logra la
conservación ambiental y el equilibrio entre las actividades económicas
agrícolas y la sostenibilidad.
2. Palabras Claves
Contaminación, Café, Educación,
Manejo, Residuos Sólidos, Subproducto, y Beneficio Húmedo.
Introducción
En el proceso de
transformación de café cereza a café pergamino seco se generan sub- productos
sólidos como pulpa de café y mucilago que de no ser aprovechados y/o manejados
adecuadamente se convierten en residuos sólidos contaminantes del medioambiente
(suelo, aire y agua). En las explotaciones cafetera de Antioquia por muchas
generaciones fue tradición la utilización de los beneficios húmedos para la
transformación del café cereza a pergamino seco; pero a raíz de las nuevas
políticas mundiales en pro de la conservación, y de una legislación Colombiana
que protege al medioambiente de no ser contaminada so pena del principio “el
que contamina paga” (ONU, 1992). La Federación Nacional de Cafeteros atreves de
su Centro Nacional de Investigación CENICAFE, y de su Servicio de Extensión
Rural, ha transferido tecnología y conocimientos a los cafeteros, que con su
implementación ha minimizado ostensiblemente la contaminación de las aguas, al pasar de un beneficio húmedo
tradicional que consumía y contaminaba 40 litros de agua por kilo de café
pergamino seco procesado, a 4 litros de
agua por kilo de café pergamino seco, que equivalen a un 90 % menos de consumo
de agua, bajo el nuevo diseño de beneficio en seco. El nuevo esquema trajo
consigo la producción de un mayor volumen de sólidos a manejar como pulpa de
café y mucilago, que de no ser procesados adecuadamente se convierten en
residuos contaminantes de suelos, aguas lluvias y aguas de escorrentías, y del
aire (FNC, 2010-2014).
Por lo que con el presente
trabajo se pretende exponer el manejo adecuado que se debe dar a los residuos
sólidos producidos en la actividad de pos-cosecha en las explotaciones cafeteras de algunas veredas del
municipio de Copacabana departamento de Antioquia, y contribuir de
esta manera en la reducción de los costos de producción del café al minimizar las posibles contaminaciones del
ambiente en la transformación del café cereza a café pergamino seco y al aprovechar
los subproductos del beneficio del café al transformarlos en productos para el
consumo en la finca o para ser comercializados en la región.
3. Metodología:
El presente artículo narrativo
informativo se construye con recopilación
de consultas a fuentes bibliográficas del gremio cafetero Colombiano, y de la
experiencia práctica de los autores a lo largo de su vida profesional y laboral
como Extensionistas a servicio de la Federación Nacional De Cafeteros de
Colombia por algo más de 15 años.
Se pretende divulgar información que llame
la atención y a su vez permita a las familias cafeteras de las veredas El Salado, Sabaneta, Quebrada Arriba,
Peñolcito, Montañita y El Cabuyal del municipio de Copacabana adquirir
los conocimientos suficientes para un adecuado beneficio del café en el cual se
obtenga un excelente café pergamino seco (C.P.S), y su vez permita dar un adecuado manejo de los
residuos sólidos que se originan en este proceso, el cual es ampliamente
conocido como beneficio húmedo del café,
para así crear conciencia de la importancia de realizar dicha labor de la
manera más amigable con el medio ambiente especialmente en lo relacionado con
la conservación de los suelos de la región en mención.
En el proceso de beneficio húmedo del
café la primera labor que se debe
realizar es el despulpado, la cual permite la separación la pulpa (exocarpio)
de las almendras de café (mesocarpio y endocarpio); labor que no requiere en su realización del
consumo de agua, contrario a la cultura cafetera tradicional que tiene la
creencia injustificada que está tiene que ser realizada con la intermediación
del consumo del recurso agua. En este proceso queda como subproducto la pulpa =
cascara o cacota del café, la cual puede ser utilizada como materia prima para
la fabricación de Fertilizante Orgánico, elaboración de alimentos para
animales, como sustrato para el cultivo
de hongos comestibles, entre otros usos.
Luego del despulpado se procede a
retirar de las almendras (endocarpio) la miel (mesocarpio) que las recubre,
tarea que se puede efectuar bajo dos modalidades. 1) Fermentación: consiste en
la transformación natural de los azucares saturados a no saturados, los cuales
se remueven de la almendra por lavado con agua. El tiempo transcurrido desde el
despulpado hasta que los azucares permitan su remoción con agua de penden de la temperatura del ambiente (el mayor tiempo de la fermentación se da en las zonas más frías). La
altura de la masa de café en el tanque de fermentación (a mayor altura de la
capa de café, es menor el tiempo de fermentación). El grado de madurez del café. La cantidad de
mucílago contenida en el grano. 2) Lavado mecánico: se realiza con una
herramienta de nombre desmieladora o desmucilaginadora, la cual remueve la miel
por fricción. En ambos procesos se obtiene un subproducto con sólidos
suspendidos, que de no ser manejado adecuadamente se convierte en un
contaminante de suelos y/o de las aguas; por el contrario si se le da un buen
manejo se puede convertir en fuente de materia orgánica, en alimento para
animales, en materia prima para fabricación de biocombustibles, de bebidas alcohólicas
(vinos, rones), fertilizante foliar para plantas de vivero, entre otros usos.
El
Beneficio Ecológico y manejo de subproductos.
El beneficio ecológico del café por vía
húmeda es un conjunto de operaciones realizadas para transformar el café cereza
en pergamino seco, minimizando las incidencias frente al medio ambiente,
conservando la calidad exigida por las normas de comercialización, evitando
pérdidas del producto y eliminando procesos innecesarios, como el consumo
excesivo de agua, logrando así, el aprovechamiento de sus subproductos. Lo
anterior, en busca de un desarrollo sostenible de la región cafetera
colombiana. Este proceso reduce la contaminación producida en más de un 90%.
Despulpado:
Se debe hacer en seco, aprovechando la
gravedad. Estudios de Cenicafé, han comprobado que se puede despulpar el café
sin agua, sin afectar la capacidad del proceso y la calidad de los granos. Esta
práctica evita la contaminación producida en un 72%.
Ventajas
de no utilizar agua en el despulpado
·
Se reduce el tiempo de fermentación del
café pergamino despulpado, debido a que no hay lavado de azúcares.
·
No hay contaminación del agua.
·
Preservación de los nutrientes
orgánicos de la pulpa.
·
La planta de beneficiado no queda
supeditada a la disponibilidad de grandes cantidades de agua.
Disposición
de la pulpa
La pulpa representa aproximadamente el
40% en peso del fruto de café. Es el subproducto más voluminoso del proceso de
beneficiado húmedo, su densidad aparente es de aproximadamente 5.5 quintales
por metro cúbico cuando está recién obtenida y suelta. Lo que quiere decir que
de cada 100 quintales de fruto maduro se obtienen 40 quintales de pulpa, los
cuales ocupan aproximadamente 7.00 metros cúbicos. Es un material que se
compacta rápidamente y en 24 horas su densidad se incrementa a 10 quintales por
metro cúbico.
En los beneficios tradicionales, es
trasladada hacia los depósitos utilizando grandes volúmenes de agua, generando
contaminación por el desprendimiento y la concentración de materia orgánica.
En la actualidad se ha implementado la
extracción de este subproducto forma mecánica por medio de un tornillo
helicoidal o "sin fin” combinando a este proceso, el despulpado en seco
para aprovechar de mejor manera la cantidad de nutrientes que contiene y al
mismo tiempo evitar la contaminación que esta puede generar al ambiente.
La
procesadora de materia orgánica.
Tradicionalmente, la pulpa se ha
manejado depositándola en procesadores (fosas). Estas son construcciones
techadas normalmente en guadua o mampostería diseñada de acuerdo al espacio
disponible de cada predio y al volumen
de producción que maneja anualmente cada finca; estas fosas ó composteras
requieren que contengan varios compartimentos o en su defecto, si se emplea
solo un compartimento este debe estar subdividido mínimo en dos áreas que
permitan el volteo del material. El piso sobre el cual se deposita la pulpa
debe permitir el “escurrido” de los fluidos (líquidos-lixiviados) que componen
la pulpa y en el caso de utilizar el desmucilaginador, el producto resultante
(mucílago mezclado con pulpa) es transportado por un tornillo sinfín.
Con el fin de facilitar el “escurrido”
se puede contar con un falso piso (tendido de guaduas) a unos 10 a 15 cm del
piso en cemento. Con esta estructura se encuentran los lixiviados en un punto
determinado para su posterior manejo, Fundación Manuel Mejía, 2010.
Se pueden realizar varios tratamientos
a la pulpa y a las mieles, estos subproductos se pueden orientar a
transformarse en un material de excelente calidad que se emplee en el predio
como abono orgánico para almácigos, lotes o se comercialice como compostaje o
humus que se produce con la técnica del lombricultivo, Fundación Manuel Mejía,
2010. La pulpa o la mezcla de pulpa y mucilago, debe llegar a la fosa con el
menor contenido de humedad; No se recomienda despulpar ni transportar con agua.
La idea es lograr su transformación en forma más eficiente, teniendo cuidado de
que no se seque totalmente, con el fin de evitar que se suspenda su
transformación. Para ello, se pueden emplear en forma de regadío los fluidos
(lixiviados) resultantes del beneficio.
El lombricultivo.
La lombricultura es el cultivo
intensivo de la lombriz roja californiana (Eisenia foetida) en residuos
orgánicos, para obtener lombri-compuesto (humus). En este caso, al emplear
pulpa de café se logra disminuir el tiempo de descomposición de este material,
permitiendo:
Reducción de la contaminación. No se
desprenden olores desagradables en el proceso ni se descarga en las corrientes
de agua.
Economía. Las instalaciones son
sencillas y requieren poca mano de obra, obteniendo humus y lombrices que se
pueden utilizar en la finca o comercializarlos.
Se trabaja en “camas” o “lechos”
organizados en forma de hileras similares a las utilizadas en los cultivos de
hortalizas, de un metro de ancho y longitud variable de acuerdo con la
disponibilidad del terreno; tradicionalmente de 2 a 3 mts y una altura de 0,40
mts Se pueden construir en guadua o en ladrillo, contando con una separación
prudencial entre hileras para permitir la manipulación del cultivo. El
área en donde se establece el
lombricultivo debe estar tachada para impedir el encharcamiento por el agua
lluvia, y con cerramiento lateral para evitar la entrada de aves y otros
depredadores. Sin embargo, debe remojarse hasta lograr una humedad adecuada,
para lo cual se emplean fluido resultante del mismo beneficio.
Con una densidad promedio de 5 kg de
lombriz / m2, el lombricultivo se alimenta con pulpa una o dos veces a la
semana; se estima que en un metro cuadrado (1m2) se maneja una tonelada de
pulpa por año.
El lombri-compuesto o humus se utiliza:
en la preparación del sustrato para sembrar los almácigos o plántulas de café,
en la siembra de estas en el campo, como complemento en la fertilización y
mejora las condiciones físicas del suelo; Todos estos son factores que
representan manejo eficiente de los recursos del caficultor.
Compostaje.
Esta técnica se basa en un proceso
biológico (lleno de vida), que se realiza en condiciones de fermentación
aerobia (con aire), con suficiente humedad y que asegura una transformación
higiénica de los restos orgánicos en un alimento homogéneo y altamente
asimilable por nuestros suelos. En este proceso biológico intervienen la
población microbiana como son las Bacterias, Actinomicetos, y
Hongos que son los responsables del 95%
de la actividad del compostaje y también las algas, protozoos y cianofíceas.
Además en la fase final de este proceso intervienen también macro organismos
como colémbolos, ácaros, lombrices y otras especies
La
pulpa para ensilaje:
Setas
Comestibles:
En contraste con las operaciones en
mayor escala que se necesitan para el tratamiento de las aguas residuales y
para hacer el ensilaje, la pulpa de café puede ser manejada en menor escala con
facilidad, como tarea de la familia. La pulpa fermentada y secada parcialmente
puede ser usada como sustrato para el cultivo de setas exóticas. De interés
especial es la mezcla de cáscara y pulpa semi seca para el cultivo rápido, en
unas cuantas semanas, de Shiitake, Linchi y otras setas que habitualmente
tardan muchos meses en crecer en leños de roble. Más rápida aún es la
producción de pleurotus o setas ostra que habitualmente crecen en árboles
podridos en los matorrales. En zonas en que las setas son bocado delicado y
apreciado, los caficultores en pequeña escala pueden conseguir ingresos
importantes en los mercados locales.
Pulpa
como combustible:
La cáscara del café es prácticamente
pura lignocelulosa y no tiene ningún valor como fertilizante. Se quema
habitualmente en hornos toscos para secar el café en pergamino. Si la mayor
parte del pergamino se seca parcialmente al sol por motivos de calidad, es aún
posible tener un excedente de combustible después de una operación de acabado
del secado incluso con los toscos secadores de aire caliente de un paso de hoy
en día. Puede quemarse la cáscara en un generador de gas pobre y después
accionar un motor sobre ese gas pobre para producir electricidad. Al igual que
con el biogás, el calor residual procedente del generador de gas y del motor
puede usarse para calentar una corriente de aire limpio, y eso puede todavía
usarse para secar aún más café.
Se
puede disponer la pulpa de café fresca en el cafetal?
No es recomendable por las siguientes
razones:
Si se dispone entre los cafetales y
llueve, la lluvia arrastra componentes de la pulpa (azúcares y compuestos
solubles en agua), empobrece su valor como posible abono y además contamina el
suelo y las aguas subterráneas y superficiales con compuestos aromáticos
presentes en la pulpa y que se solubilizan en el agua. Además, durante el
proceso de descomposición de la pulpa se generan ácidos y agua, por lo que se
disminuye el pH del suelo sobre el cual está dispuesta la pulpa, lo que con el
tiempo precisará la aplicación de cal dolomita para encalar los suelos.
Recomendaciones
generales para el manejo de la pulpa de café
Bajo ningún pretexto se debe arrojar la
pulpa de café a las corrientes de agua, lo cual constituye un delito de acuerdo
con el código de recursos naturales y protección del medio ambiente, junto con
los decretos que lo reglamentan; también existen disposiciones de diversas
autoridades en el mismo sentido. La pulpa se debe usar como mejorador del suelo
y abono para el cafetal u otros cultivos o como materia prima para varios
subproductos. Hay que evitar hasta donde ello sea posible el transporte de la
pulpa por medio de agua, aprovechando otros sistemas tales como la gravedad, el
transporte animal, las carretillas, las bandas transportadoras, los sistemas
neumáticos, etc. Cuando no haya otro recurso para transportar la pulpa que el
agua, se deberán observar las dos recomendaciones siguientes:
1. Escurrir la pulpa antes de
depositarla en el sitio de acopio o almacenaje, sobre todo si se piensa
destinarla a elaborar abono orgánico, porque la pulpa demasiado empapada se
demora más en transformarse en humus que la escurrida.
2. Recircular las aguas de acarreo de
pulpa para el transporte de más pulpa en vez de arrojarlas a los ríos y
quebradas. Antes de llevar la pulpa a sus lugares de depósito, se le puede
prensar, con lo cual se logra reducir tanto su peso como su volumen; los
experimentos realizados en CENICAFE con una prensa continua de tornillo,
rebajaron la pulpa en un 50%, lo cual economiza mano de obra y permite aumentar
la capacidad de los depósitos; además la pulpa prensada es más fácil de
manejar. El depósito debe ser techado, para evitar que se empape la pulpa
cuando llueva o que se reseque excesivamente con el verano, ya que los extremos
demoran el proceso de transformación del material. Debe hacerse un falso fondo
con guaduas o tablones por donde pueda salir el agua que drena. Deben hacerse
varios compartimientos para facilitar los volteos del material almacenado, lo
cual lo airea acelerando su transformación. También ayuda a la descomposición
agregar algunos materiales como estiércol, ceniza, etc. No conviene que la capa
de pulpa sea demasiado gruesa, pues entonces la masa se apelmaza impidiendo el
acceso del aire, con lo cual se obstaculiza la conversión en humus; puede
decirse que capas con grosores iniciales superiores a un metro, son muy
demoradas para transformarse en abono orgánico, de no efectuarse el volteo.
Remoción
del mucílago.
Tiene como fin hacer que el mucílago
que cubre el pergamino se descomponga y una vez fermentado se disuelva en agua,
eliminándose por medio del lavado. Su duración oscila entre 18 y 30 horas,
según el clima.
La remoción de mucílago también se
puede hacer mecánicamente cuando se utiliza el Becolsub eliminando el proceso
de fermentación, proceso favorable por las siguientes razones:
• Conservar la
calidad del café.
• Disminuir espacio
a infraestructura utilizada en el beneficiadero.
• Ganar peso en
materia seca del grano (1.5%).
• Contar con más
tiempo para realizar otras labores en beneficio de la calidad del grano.
Para lograr esta eliminación y
adicionar otras ventajas a los procesos de poscosecha del café, Cenicafé inició
en 1984 investigaciones sobre el desmucilaginado mecánico. Así se creó la
tecnología llamada Becolsub, la cual logra las siguientes ventajas con relación
al proceso convencional de fermentación natural:
• Reducción
importante en el consumo específico del agua, menos de un litro por kilo de
CPS.
• Mejoramiento
notorio en el rendimiento de café cereza: café seco.
• Previene cerca
del 90% de la contaminación que producen la pulpa y el mucílago en las fuentes
de agua.
• Reducción
importante en el tamaño y en el costo de la infraestructura requerida para el
procesamiento húmedo del café.
• Simplificación
del proceso de beneficio húmedo del café.
Este proceso integra tres máquinas:
despulpadora, desmucilaginador mecánico (DESLIM) y tornillo sinfín. Como ya se
mencionó, cuando se despulpa sin agua se evita hasta el 72% de la
contaminación. El resto de contaminación se evita, mezclando el mucílago
concentrado que se obtiene del desmucilaginador DESLIM con la pulpa en el
tornillo sinfín mientras son transportados. Como la única etapa donde se
necesita agua es para operar el desmucilaginador DESLIM, el consumo específico
de agua del proceso es de 1,0 L/kg de café pergamino seco. Para instalar este proceso
ecológico en las fincas es necesario disponer de una tolva seca que alimente
frutos de café a la despulpadora o en lugares donde no es viable, un sistema de
clasificación hidráulico con recirculación.
Manejo
de subproductos:
Consiste en buscar el mínimo impacto
ambiental de la pulpa y el mucílago.
Sólidos: el principal es la pulpa del
grano que queda después de despulparlo. Se considera que al transportarlo sin
agua a un sitio de deposición y descomposición, que puede ser una fosa o una
cama de un lombricultivo, también puede reciclarse y usarse en el almácigo, en
el cultivo como complemento nutricional o como mejorador del suelo. Es
necesario que el transporte de la cáscara de café a la fosa donde se composta
sea sin agua, aprovechando la gravedad o por medio de un tornillo sinfín.
Líquidos: está representado por el
mucílago y el agua utilizada en el beneficio. Se debe usar el mucílago para
enriquecer la pulpa o el lombricultivo y en algunos casos, como alimento de
animales domésticos. El agua de lavado se puede recircular en el proceso.
4. Resultados y discusión
El procesamiento adecuado e integral de los residuos
sólidos provenientes de la actividad cafetera, arroja una fuente de materia
orgánica utilizable en la agricultura como aporte nutricional y acondicionador
físico de suelo mejorando su textura, porosidad y permeabilidad. Además, son
innumerables los beneficios, en lo que se refiere a la preservación, el cuidado
y la protección del medio ambiente.
La
educación en el manejo integral de los residuos sólidos, es un factor
determinante y contundente en la generación de cultura ambiental que permite la
recuperación de los ecosistemas y la sostenibilidad y sustentabilidad de las
diversas actividades económicas, sociales y productivas.
El aprovechamiento
de los residuos sólidos provenientes del beneficio del café, el cual es uno de
los principales renglones de la economía en el municipio de Copacabana, merece especial
atención, ya que son el mayor contaminante de los recursos suelo y agua y es
obligación de la humanidad, desde las diferentes regiones, entregar a las
futuras generaciones un mundo mejor al que hemos encontrado.
La
normativa ambiental en materia de vertimientos, regida por el Decreto 1594 de
1984, establece la eliminación del 80% de la carga orgánica en términos de DBO
(Demanda Bioquímica de Oxigeno) y SST (Solidos Suspendidos Totales) para las
aguas residuales generadas en el beneficio y un pH en el rango entre 5 y 9,
ausencia de material flotante y remoción de aceites y grasa en un 80%.
COMUNICACIÓN Y DIVULGACIÓN
El presente artículo ha sido publicado, a través de
la herramienta Blog, Para los
caficultores y estudiantes de programas relacionados con las ciencias agrarias
como tecnología agropecuaria, tecnología en producción agrícola, tecnología
ambiental y administración ambiental, como aporte al mejoramiento de prácticas
agrícolas, ambientalmente sostenibles.
5. Conclusiones
La caficultura
puede y debe ser concebida como una actividad compatible con la conservación de
los recursos naturales, para lo cual los productores y las comunidades rurales
bajo programas educativos pueden adquirir conocimientos que les estimulen
reflexionar y adquirir conciencia moral sobre la conservación de los recursos
naturales bajo la implementación de buenas prácticas para conservar y proteger
el medio ambiente de las zonas cafeteras, en especial el recurso suelo que es el objetivo
fundamental de este artículo.
A través de organizaciones como el Comité
Departamental de Cafeteros de Antioquia, se debe institucionalizar como una
buena práctica agronómica para los pequeños, medianos y grandes productores el
buen manejo de las pulpas y los mucilagos y, aprovechar este compost en los
sistemas productivos conservando así el medio ambiente y disminuyendo los
costos de producción.
Los concientización de la comunidad cafetera en la
necesidad de la conservación ambiental, la interiorización de los conocimientos
y la aplicación de las diferentes practicas tecnológicas de aprovechamiento de
los residuos, generan cultura de la producción agrícola en el marco de las
buenas practicas agrícolas.
6. Bibliografía
Consultada.
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Nacional de Cafeteros de Colombia FNC, (2010-2014). Café de Colombia. Del árbol
a la taza. Pos-cosecha. Recupero de http://www.cafedecolombia.com/particulares/es/sobre_el_cafe/el_cafe/post-cosecha/
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académica e investigativa: cómo escribir, evaluar y publicar artículos.
Fundación Universitaria Católica del Norte. Medellín. Primera Edición. 226 p. Recuperado de http://www.ucn.edu.co/institucion/sala-prensa/Documents/manual-de-redaccion-mayo-05-2011.pdf
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CENICAFE. (2014). Manejo de residuos sólidos y
líquidos en la caficultura colombiana. Enlace electrónico http://www.cenicafe.org
Federación Nacional de
Cafeteros de Colombia FNC. Association
4C. (2013). Hacia la sostenibilidad.
Mejorando los puntos críticos.
Cartilla Técnica de aplicación. Segunda edición. Diciembre de 2013. PP 1-60