Introducción

El maíz, que es junto con el trigo y el arroz uno de los cereales más importantes del mundo, suministra elementos nutritivos a los seres humanos y a los animales y es una materia prima básica de la industria de transformación, con la que se producen almidón, aceite y proteínas, bebidas alcohólicas, edulcorantes alimenticios y, desde hace poco, combustible.

El maíz (Zea mays) pertenece a la familia de las gramíneas y es una planta anual alta dotada de un amplio sistema radicular fibroso. Se trata de una especie que se reproduce por polinización cruzada y la flor femenina (elote, mazorca, choclo o espiga) y la masculina (espiguilla) se hallan en distintos lugares de la planta. Las panojas -a menudo, una por tallo- son las estructuras donde se desarrolla el grano, en un número variable de hileras (12 a 16), produciendo de 300 a 1 000 granos, que pesan entre 190 y 300 g por cada 1 000 granos. El peso depende de las distintas prácticas genéticas, ambientales y de cultivo. El grano constituye aproximadamente el 42 por ciento del peso en seco de la planta (FAO, 2016).

El maíz, es utilizado ampliamente en la dieta del mexicano, por ejemplo las tortillas que son elaboradas a partir de maíz, forman parte de la dieta del mexicano y por consiguiente se encuentra incluido en la soberanía alimentaria del país. El maíz blanco se utiliza en la elaboración de productos alimenticios (harina, aceite comestible y edulcorante entre otros) y el maíz amarillo en la producción de alimentos balanceados para animales. En el año agrícola OI+PV 2015 en la modalidad riego, se sembraron 1 500 763 hectáreas, de las cuales el 34% corresponde al estado de Sinaloa, así mismo la producción obtenida para el mismo periodo a nivel nacional fue de 11 881 898 toneladas, en las que el estado de Sinaloa tuvo una participación de 5 302 268 toneladas que representa el 44.6% del total. Referente al rendimiento (tonelada/hectárea) obtenido en el periodo 1980-2015, se tuvo un incremento de una tasa compuesta del 2.91% y 4.93% tanto a nivel nacional como regional (ver figura 1 y figura 2).

Actualmente con el crecimiento de la población en México, se ha incrementado el consumo de maíz blanco y se requiere incrementar el rendimiento/ha de maíz para el aprovechamiento óptimo de las ventajas comparativas con las que cuenta el estado de Sinaloa como suelo cultivable, agua y condiciones edafoclimáticas. En el análisis de este trabajo se planteó en primera instancia incrementar el rendimiento/hectárea del cultivo de maíz blanco con los recursos con los que se tienen actualmente en el estado de Sinaloa; y también utilizar el rastrojo del maíz como materia prima en la producción de bioetanol, ya que un 20% al 30% lo quema el agricultor, lo cual produce emisiones de gases efecto invernadero, en este caso óxido nitroso (N2O), metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2) contribuyendo al incremento global de la temperatura del planeta.

El análisis del rendimiento/hectárea cultivada y del aprovechamiento óptimo y sustentable del rastrojo de maíz se realizó aplicando la ciencia de Teoría de Sistemas por medio de la disciplina Dinámica de Sistemas, en la que se utiliza el software VENSIM.

2. Diagrama causal

Las variables que forman parte del estudio “Cultivo intensivo del Maíz en el Estado de Sinaloa” son las siguientes: superficie sembrada, superficie cosechada, producción de maíz blanco, forraje y abono, y quema de rastrojo. Como se ilustra en la figura 3.

Así mismo las variables que conforman la alternativa de producción de maíz blanco, utilizando el rastrojo para la producción de bioetanol son las siguientes: superficie sembrada, superficie cosechada, producción de maíz blanco, rastrojo, tasa de rastrojo, bioetanol y tasa de bioetanol. Éstas se muestran en la figura 4.

3. Diagrama de Flujo

El diagrama de flujo para el Cultivo intensivo de Maíz Blanco, está constituido por los siguientes niveles, flujos y variables:

Niveles: superficie sembrada y superficie cosechada.

Flujos: superficie siniestrada y Producción de Maíz Blanco.

Variables: tasa de siniestro, rendimiento, rastrojo, tasa de rastrojo, forraje y abono, tasa de forraje y abono, quema de rastrojo y tasa de quema. El diagrama de flujo correspondiente se encuentra en la figura 5.

Referente al diagrama de flujo del Cultivo del Maíz Blanco usando el rastrojo como materia prima en la producción de bioetanol, éste queda constituido por los siguientes niveles, flujos y variables:

Niveles: superficie sembrada y superficie cosechada.

Flujos: superficie siniestrada y Producción de Maíz Blanco.

Variables: tasa de siniestro, rendimiento, rastrojo, tasa de rastrojo, BIOETANOL y tasa de bioetanol. Mencionado diagrama de flujo se ilustra en la figura 6 .

4. Simulación

Se realizaron dos simulaciones al proyecto del Cultivo intensivo del Maíz Blanco.

1. Cultivo intensivo del Maíz Blanco con producción de forraje y abono; y quema de rastrojo.

2. Cultivo intensivo del Maíz Blanco utilizando el rastrojo como materia prima para la producción de bioetanol.

En la simulación con respecto a la Producción de Maíz Blanco-quema de rastrojo, se observa un aumento en el rubro Producción de Maíz Blanco al incrementarse el rendimiento/ha de 10.46 a 14 ton/ha, como se ilustra en la figuras 7 y 8 respectivamente.

Referente a la simulación del cultivo intensivo del Maíz Blanco, utilizando el rastrojo como materia prima en la producción de bioetanol, se presenta un aumento en la producción de bioetanol, al incrementarse la tasa de rastrojo de 4 a 4.5 ton/ha; lo cual se ilustra en las figuras 9 y 10.

5. Resultados

El rendimiento promedio (ton/ha) de Maíz Blanco obtenido en el ciclo agrícola 2015, fue de 10.46 ton/ha, debido a que en algunos campos agrícolas de los municipios del Estado de Sinaloa, se obtuvieron rendimientos menores al rendimiento promedio estatal (10.46 ton/ha). Sin embargo hubo campos agrícolas que obtuvieron un rendimiento de 12 a 14 ton/ha. En la simulación realizada con respecto a un rendimiento de 14 ton/ha de grano de Maíz Blanco, para el periodo 2015 se observa una producción de Maíz Blanco de 370 000 ton/ha aproximadamente en comparación de las 84 375 ton obtenidas con un rendimiento de 10.46 ton/ha.

Respecto a la producción de bioetanol utilizando el rastrojo como materia prima, con la tasa de rastrojo promedio de 4 ton/ha, se obtuvieron 7 M de litros de bioetanol versus los 8.10 M de bioetanol en la simulación realizada con una tasa de rastrojo de 4.5 ton/ha para el periodo 2015.

6. Agradecimientos

A la Organización de los Estados Americanos (OEA) por la beca otorgada del Programa de Alianzas para la Educación y Capacitación (PAEC-2016), a la Universidad Autónoma de Sinaloa por permitirme la utilización de su base de datos, y al Doctor Juan Martín García por su apoyo constante e incondicional recibido durante el Programa de Desarrollo Profesional de la OEA.

(*) Puede solicitar información más detallada de este trabajo al autor

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