Revista Forestal Baracoa 44
enero-diciembre 2025, e05
ISSN: 0138-6441 | eISSN: 2078-7235
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Artículo original

Caracterización tecnológica de las áreas cubiertas de marabú con fines energéticos mediante la aplicación de SIGs

Technological characterization of marabou-covered areas for energy purposes using GIS

iDT. García García1GEOCUBA Camagüey - Ciego de Ávila. Carretera Central Oeste, No 221, e/ 1ra y Avenida Hospital, Camagüey, Cuba.*✉:teo@camaguey.geocuba.cu, iDA. M. Vidal Corona2Unidad Científico Tecnológica de Base Estación Experimental Agro-Forestal Camagüey. Ave. Ignacio Agramonte No. 178, Camagüey, Cuba. E-mail: alberto.vidal@inaf.cmg.minag.cu, iDA. L. Fernández Pedroso3 Unidad Científico Tecnológica de Base Investigación e Innovación Tecnológica. Calle 174 No. 1723 e/ 17B y 17C. Playa, La Habana, Cuba. E-mail: abdielfp549@gmail.com, iDIsael Pérez Cabrera4Unidad Científico Tecnológica de Base Estación Experimental Agro-Forestal Camagüey. Ave. Ignacio Agramonte No. 178, Camagüey, Cuba. E-mail: isael.perez@inaf.cmg.minag.cu
1GEOCUBA Camagüey - Ciego de Ávila. Carretera Central Oeste, No 221, e/ 1ra y Avenida Hospital, Camagüey, Cuba.
2Unidad Científico Tecnológica de Base Estación Experimental Agro-Forestal Camagüey. Ave. Ignacio Agramonte No. 178, Camagüey, Cuba. E-mail:
3 Unidad Científico Tecnológica de Base Investigación e Innovación Tecnológica. Calle 174 No. 1723 e/ 17B y 17C. Playa, La Habana, Cuba. E-mail:
4Unidad Científico Tecnológica de Base Estación Experimental Agro-Forestal Camagüey. Ave. Ignacio Agramonte No. 178, Camagüey, Cuba. E-mail:
*Autor para la correspondencia: teo@camaguey.geocuba.cu
Resumen

Los Sistemas de Información Geográfica (SIG) se pueden emplear en la cuantificación precisa de la biomasa forestal para la planificación de su aprovechamiento energético sostenible. Este estudio tuvo como objetivo proporcionar una herramienta integral para el inventario de áreas cubiertas por Dichrostachys cinerea (marabú) en el municipio Camagüey, que facilitara la selección de tecnologías y sistemas de máquinas rentables y ambientalmente responsables. Se realizó una caracterización tecnológica integral mediante una base cartográfica digital normalizada y SIG con el software QGIS. La metodología incluyó la delimitación de la superficie efectiva de marabú mediante teledetección, su clasificación en categorías diamétricas (fino y medio) y la evaluación de variables como rocosidad, pendiente y tenencia de la tierra. Los resultados determinaron que la superficie efectiva de marabú fue de 6310,45 hectáreas, dominada por la categoría "medio" (3517,41 ha), la cual se encontró principalmente en suelos poco rocosos y llanos. La mayor tenencia de la tierra con esta cobertura correspondió a Cooperativas de Créditos y Servicios (CCS) y Cooperativas de Producción Agropecuaria (CPA), con una biomasa disponible de 137284,31 toneladas. Se concluyó que la metodología empleada garantiza un inventario de calidad y fundamenta la selección de tecnologías semimecanizadas para el aprovechamiento energético de la biomasa, y que es también aplicable a otros inventarios forestales.

Palabras clave: 
Sistemas de Información Geográfica; teledetección; inventario; cartografía.
Abstract

Geographic Information Systems (GIS) are used for the precise quantification of forest biomass to plan its sustainable energy use. This study aimed to provide a comprehensive tool for inventorying areas covered by Dichrostachys cinerea (marabou) in the municipality of Camagüey, facilitating the selection of cost-effective and environmentally responsible technologies and machinery systems. A comprehensive technological characterization was carried out using a standardized digital cartographic base and GIS with QGIS software. The methodology included delineating the effective marabou area using remote sensing, classifying it into diameter categories (fine and medium), and evaluating variables such as rockiness, slope, and land tenure. The results determined that the effective marabou area was 6310.45 hectares, dominated by the "medium" category (3517.41 ha), which was found mainly on relatively flat, relatively unrocked soils. The largest share of land ownership with this coverage corresponded to Credit and Service Cooperatives (CCS) and Agricultural Production Cooperatives (CPA), with an available biomass of 137,284.31 tons. It was concluded that the methodology employed guarantees a high-quality inventory and justifies the selection of semi-mechanized technologies for the energy use of biomass, and is also applicable to other forest inventories.

Keywords: 
Geographic Information Systems; remote sensing; inventory; cartography.

Recibido: 10/5/2025; Aceptado: 25/6/2025

Conflicto de intereses: los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Contribución de los autores: Conceptualización, Redacción - revisión y edición, Metodología: Abdiel Lázaro Fernández Pedroso, Teodoro García García, Alberto Maximiliano Vidal Corona. Conservación de datos, Análisis formal, Redacción - primera redacción: Teodoro García García. Abdiel Lázaro Fernández Pedroso. Investigación, Supervisión, Validación, Visualización: Teodoro García García, Alberto Maximiliano Vidal Corona, Isael Pérez Cabrera.

CONTENIDO

Introducción

 

En Cuba se han desarrollado investigaciones sobre el inventario de biomasa forestal con diversos propósitos. Sin embargo, estos estudios han abarcado solo un grupo reducido de especies y, en ciertos casos, no han cuantificado todos los componentes de la biomasa (Bravo et al., 2015Bravo, J. A., Vidal, A. M., Hernández, R. A., Valle, M., Padrón, R., & Paredes, L. (2015). Estimación de la biomasa aérea total verde con corteza de la vegetación de Dichrostachys cinerea (L.) Wr. Et Arn. Memorias de la Jornada Científica 45 Aniversario de la Fundación de la Estación de Guisa.
). Por otra parte, los inventarios existentes no se orientan de forma específica hacia el aprovechamiento, el cual requiere considerar las características tecnológicas de las áreas a explotar. Esta consideración es fundamental para una selección adecuada de tecnologías, sistemas de máquinas y formas organizativas de la fuerza laboral en las brigadas de aprovechamiento forestal. La aplicación de estos elementos garantiza una mayor efectividad económica y minimiza el impacto ambiental (García et al., 2012García, J. M., Vidal, A. M., Herrero, J. A., & Batista, E. (2012). Manual de procedimiento para el aprovechamiento de impacto reducido de los bosques de Cuba. Proyecto “Desarrollo del Sector Forestal en Cuba”. Dirección Forestal MINAG.
).

Cuba cuenta con un censo de las áreas infestadas de marabú (Dichrostachys cinerea (L.) Wr. et Arn.) y con algunos trabajos preliminares sobre la disponibilidad de su biomasa a nivel nacional. No obstante, estos datos presentan un carácter inicial y exigen métodos de inventario más precisos para determinar la biomasa existente. Una vez cosechada y transformada, dicha biomasa puede suministrarse como combustible alternativo en los centrales azucareros, con el fin de complementar la biomasa cañera (SODePAZ, 2012SODePAZ. (2012). Aprovechamiento de la biomasa de marabú y otras especies energéticas como combustible en la generación de electricidad y recuperación ambiental en Camagüey (p. 36). SODePAZ.
).

En el año 2012 se ejecutó en Cuba el Proyecto SODePaz, titulado “Aprovechamiento de la biomasa de marabú y otras especies energéticas como combustible en la generación de electricidad y recuperación ambiental en Camagüey”. Este proyecto contó con financiamiento de la Unión Europea y fue desarrollado por investigadores, especialistas y productores del Instituto de Investigaciones Agro-forestales, de la Empresa GEOCUBA Camagüey-Ciego de Ávila y de la Empresa Agro-forestal de Camagüey. El equipo formuló, validó e implementó directamente en esta provincia la “Metodología para la caracterización tecnológica e inventario de las áreas cubiertas de marabú con fines energéticos”. Dicha metodología se concibió como un apoyo al Programa de construcción y puesta en marcha de las bioeléctricas proyectadas a nivel nacional que emplean esta materia prima (Vidal et al., 2019Vidal, A., García, T., Bravo, J. A., Toirac, W., Hernández, A., Delgado, M., Álvarez, Y., Batista, F., Valle, M., & Padrón, R. (2019). Metodología para la caracterización tecnológica e inventario de las áreas cubiertas de marabú con fines energéticos (Segunda versión, p. 100).
; García et al., 2012García, J. M., Vidal, A. M., Herrero, J. A., & Batista, E. (2012). Manual de procedimiento para el aprovechamiento de impacto reducido de los bosques de Cuba. Proyecto “Desarrollo del Sector Forestal en Cuba”. Dirección Forestal MINAG.
), y ha servido como metodología básica para la presente investigación.

El objetivo principal de este estudio consistió en proporcionar una herramienta integral que recoja los principales aspectos técnicos, tecnológicos y metodológicos requeridos para el inventario de las áreas cubiertas por marabú en el municipio Camagüey. Esta herramienta facilita la selección de tecnologías, sistemas de máquinas y formas de organización de la fuerza laboral que sean económicamente rentables y respetuosas con el medio ambiente. Dicha selección se basa en una caracterización tecnológica adecuada de las áreas y en el uso de Sistemas de Información Geográfica (SIG) disponibles sobre bases digitales, gestionadas a través del software QGIS. La finalidad última es convertir la biomasa en energía eléctrica y/o carbón activado.

Materiales y Métodos

 

Para la caracterización tecnológica integral de la base de materia prima cubierta de marabú en el municipio Camagüey, se requirió inicialmente la normalización de la base cartográfica digital del mapa catastral y de suelo. Esta normalización facilitó las labores de procesamiento cartográfico, captura de datos, inventario, análisis, representación y cuantificación de la biomasa total verde por categorías de marabú con fines energéticos. El proceso se realizó en función de las variables objeto de estudio y cumplió con las indicaciones emitidas por MET:30-14 (MET, 2014aMET. (2014a). Metodología para la Creación del Mapa Base de datos para el Catastro Rural e Implementación en el SIG (MET Nos. 30-14). Instituto de Planificación Física.
), MET: 40-60 (MET, 2014bMET. (2014b). Indicaciones generales de redacción empleadas para la Mapificación Topográfica Digital (MET Nos. 40-60). Instituto de Planificación Física.
), la Norma Cubana 13-18:88 (NC, 1988NC. (1988). Norma Cubana: 13-18:88. Mapa Catastral Especificaciones de Calidad.
), Herrero (2003)Herrero, J. A. (2003). Fajas forestales hidroreguladoras. Dirección Forestal MINAG.
y Vidal et al. (2019)Vidal, A., García, T., Bravo, J. A., Toirac, W., Hernández, A., Delgado, M., Álvarez, Y., Batista, F., Valle, M., & Padrón, R. (2019). Metodología para la caracterización tecnológica e inventario de las áreas cubiertas de marabú con fines energéticos (Segunda versión, p. 100).
.

Resultados y Discusión

 

Definición de la superficie efectiva cubierta de marabú

 

La confección del estudio parte del análisis del área total del municipio mediante imágenes de teledetección, con el objetivo de delimitar la superficie efectiva cubierta por marabú. Para ello se determinó inicialmente la superficie total que ocupa esta especie dentro del municipio. A esta superficie se le descontó el área ocupada por la red hidrográfica y su faja hidrorreguladora, la red vial y otros cultivos no asociados al estudio. Como base para la representación temática se utilizó el catastro rural a escala 1:10 000 (Figura 1).

Figura 1.  Superficie efectiva cubierta de marabú.

La tabla 1 describe la cobertura total de marabú en el municipio objeto de estudio, la cual comprende 6577.1982 hectáreas. De esta superficie total, solo un 5.74 % corresponde al área efectiva cubierta por dicha especie, que equivale a 6310.4456 hectáreas. Este dato establece una distinción clara entre la cobertura total y el área que la especie ocupa de manera efectiva.

Tabla 1.  Descripción de la superficie efectiva cubierta por marabú. Municipio "Camagüey"
Descripción de la superficie efectiva cubierta por marabú
No Superficie de manejo UM: ha
Área Total Municipio Cobertura Total Red Hidrográfica Red Vial Otros Usos Efectiva de marabú % aprovechar
1 109892,8067 6577,1982 16,5775 136,1083 114,0668 6310,4456 5,74

Definición de la superficie efectiva por categorías de marabú

 

A partir del primer mapa, y con una interpretación visual previa de las imágenes de teledetección que considera las variables de color y textura, se definió la clasificación del marabú en las categorías de fino, medio y grueso. Se determinó el área que ocupa cada una de estas categorías. Posteriormente se realizó una comprobación en el terreno, la cual se representa en el mapa mediante su composición temática (Figura 2).

Figura 2.  Caracterización tecnológica de la base de materia prima cubierta de marabú en función del diámetro en la base.

La tabla 2 presenta los resultados de la clasificación del marabú medio. El análisis arrojó que esta categoría posee una superficie efectiva de 3517.4073 hectáreas. Dicha superficie resulta mayor en comparación con la cobertura asignada a la categoría de marabú fino.

Tabla 2.  Descripción de la base de materia prima del marabú en función del diámetro en la base.
Descripción de la base de materia prima del marabú en función del diámetro en la base
No Categoría marabú Superficie de manejo:
Cobertura Total Red Hidrográfica Red Vial Otros Usos Efectiva de marabú
1 Fino 2967,9921 12,3568 79,005 83,592 2793.0383
2 Medio 3609,2061 4,22 57,10 30,47 3517.4073
Total 6577.1982 16,5775 136,1083 114,0668 6310,4456

Definición de la superficie efectiva en función de los obstáculos

 

Con base en el segundo mapa, se capturaron previamente los datos de la variable rocosidad presente en el mapa de suelos para integrarlos a la base catastral. Esta integración define, para cada categoría de marabú, la superficie que representa en términos de suelos poco rocosos, moderadamente rocosos, rocosos y extremadamente rocosos. Los resultados de esta clasificación se muestran en el mapa a través de su composición temática (Figura 3).

Figura 3.  Caracterización tecnológica de la base de materia prima del marabú en función de los obstáculos.

Según se describe en la tabla 3, el área de marabú se representa en superficie según el concepto de rocosidad. La categoría de marabú medio es la que ocupa la mayor superficie clasificada como poco rocosa, con un valor de 3155.8358 hectáreas. Esta distribución refleja la preferencia edáfica de la categoría.

Tabla 3.  Descripción de la base de materia prima del marabú en función de los obstáculos.
Descripción de la base de materia prima del marabú en función de los obstáculos
No. Categoría marabú Superficie cubierta por Obstáculos UM: ha
Área efectiva Poco rocoso Moderadamente rocoso Rocoso Extremadamente rocoso
1 Fino 2793,0383 2646,5496 42,8878 103,6009
2 Medio 3517,4073 3155,8358 33,8951 327,6764
Total 6310.4456 5802,3854 76,7829 431,2773

Definición de la superficie efectiva en función de la pendiente

 

A partir del segundo mapa, y con una captura previa de los datos de la variable pendiente del mapa de suelos, esta información se integró a la base catastral. El proceso define la superficie que representa cada categoría de marabú según el rango de pendiente, considerando suelos llanos, ligeramente ondulados, ondulados y alomados. La representación de estos datos se muestra en el mapa mediante su composición temática (Figura 4).

Figura 4.  Caracterización tecnológica de la base de materia prima del marabú en función de los rangos de pendientes.

En la tabla 4 se observa que la categoría de marabú medio también domina en los suelos llanos. Esta categoría ocupa la mayor superficie en dicho tipo de relieve, con un total de 2155,41 hectáreas. El dato confirma la adaptación del marabú medio a diferentes condiciones topográficas.

Tabla 4.  Descripción de la base de materia prima del marabú en función de los rangos de pendientes.
Descripción de la base de materia prima del marabú en función de los rangos de pendientes
No. Categoría marabú Superficie por rangos de pendientes UM: ha
Área efectiva Llano Ligeramente Ondulado Ondulado Alomado
1 Fino 2793,0383 1619,5602 1143,6809 29.7972
2 Medio 3517,4073 2155,41 1315,1527 46.848
Total 6310.4456 3774,9668 2458,8336 76,6452

Definición de la superficie efectiva en función de la tenencia

 

Con base en los mapas anteriores, se estableció una relación por cada tipo de marabú que incluye la superficie en hectáreas y las toneladas de biomasa disponibles para los principales tenentes del territorio. Estos tenentes se agrupan en las categorías de: Campesinos independientes, CCS y CPA, Empresas Agropecuarias, UBCP y otras entidades. La representación de esta distribución se muestra en el mapa a través de su composición temática (Figura 5). La cuantía de la biomasa se incorpora una vez concluido el inventario del marabú, en la segunda etapa del trabajo.

Figura 5.  Caracterización tecnológica de la base de materia prima del marabú en función de los tenentes.

La tabla 5 muestra que la principal tenencia de la tierra con cobertura de marabú recae en las CCS y las CPA del municipio Camagüey. Esta tenencia se relaciona con la superficie cubierta por ambas categorías de marabú, fino y medio, y con la disponibilidad de esta biomasa. En su conjunto, estas formas de tenencia ocupan 2607,1611 hectáreas, lo que representa una biomasa disponible de 137284,31 toneladas.

Tabla 5.  Descripción de la base de materia prima del marabú en función de la tenencia.
Descripción de la base de materia prima del marabú en función de la tenencia
Categoría marabú Área efectiva/Biomasa Superficie por tenentes (ha) / Biomasa por tenentes (TON)
CCS y CPA Emp. Agrop, Cmg UBPC Otras entidades
1 Fino 2793,0383 1182,2162 920,5400 582,1664 108.1157
51754,99 21906,4600 17057,5800 10787,5500 2003.4000
2 Medio 3517,4073 1424,9449 842,1626 813,7353 436.5645
284804,53 115377,8500 68189,8900 65888,1700 35348,6200
Total 6310.4456 2607,1611 1762,7026 1395,9017 544,6802
336559.52 137284,31 85247,47 76675,72 37352,02

Definición de las posibles tecnologías a emplear para su aprovechamiento

 

A partir del segundo mapa y mediante la integración de los mapas tres y cuatro, se definieron las tecnologías posibles, los sistemas de máquinas y las formas de organización de la fuerza laboral para el aprovechamiento total de la biomasa de marabú en la producción de electricidad y/o carbón activado. En este proceso se expresaron las toneladas de biomasa disponibles por las categorías de marabú fino y medio. La representación de estos elementos se muestra en el mapa mediante su composición temática (Figura 6). La cuantía específica de la biomasa se incorporó una vez concluido el inventario del marabú.

Figura 6.  Propuestas de tecnologías para el aprovechamiento de la biomasa del marabú con fines energéticos.

La tabla 6 brinda la tecnología más idónea para el aprovechamiento de la biomasa del marabú con fines energéticos o para la producción de carbón activado. Dado que el marabú fino y medio se desarrolla en los tres tipos de relieves existentes y sus dimensiones diamétricas medias son pequeñas (2,27 y 5,50 cm, respectivamente), se propone su uso para la producción de electricidad o carbón activado. La tecnología recomendada es semimecanizada e incluye la tala y el desrame con motosierras, el acopio de las trozas de forma manual o con cargadores sobre tractor para alimentar las máquinas trituradoras móviles, y su transportación con carretas o camiones. El proceso concluye con el traslado de la materia prima al punto de procesamiento para su transformación final.

Tabla 6.  Descripción de la base de materia prima del marabú en función de lastecnologías de aprovechamiento posibles a emplear.
Descripción de la base de materia prima del marabú en función de las tecnologías de aprovechamiento
No. Categoría marabú Área efectiva Superficie por tecnologías Biomasa por tecnologías (TON)
Máquina combinada Semimecanizada Máquina combinada Semimecanizada
1 Fino 2793,0383 2793,0383 -------- 51754.99
2 Medio 3517,4073 1977,4198 1539,9875 160111,7 124692.83
Total 6310.4456 1977,4198 4333,0238 160111,7 176447,82

El presente estudio constata la ausencia de áreas cubiertas por la categoría de marabú grueso. Esta situación se atribuye a la alta demanda de carbón vegetal, destinado fundamentalmente a la cocción de alimentos. La cercanía de la ciudad de Camagüey, donde radica el grueso de la población provincial, ejerce una presión de aprovechamiento que explica la no existencia de esta categoría. Estos resultados son similares en cuanto a área efectiva a la caracterización tecnológica realizada por Vidal et al. (2022Vidal, A., García, T. G., Méndez, M. D., Arguelles, W. T., & Carmenate, L. L. (2022). Caracterización tecnológica de las áreas cubiertas de marabú con fines energéticos mediante la aplicación de SIG. Revista Forestal Baracoa, 41, https://cu-id.com/0522/v41e07. https://forestbaracoa.edicionescervantes.com/index.php/fb/article/view/783
) en el municipio Céspedes y a la vez difiere en cuanto a la presencia de individuos de categoría gruesa.

Conclusiones

 

La aplicación de geotecnologías libres en QGIS para procesos cartográficos, de teledetección, fotointerpretación y SIG garantiza una caracterización integral y precisa de la base de materia prima forestal. Esta metodología permite una correcta delimitación del área efectiva, la cuantificación de la biomasa disponible y la clasificación detallada de las categorías de la especie.

El enfoque metodológico basado en QGIS fundamenta inventarios de biomasa de alta calidad para su aprovechamiento integral. Además, facilita la selección de tecnologías y sistemas de máquinas rentables y sostenibles. Esta metodología es aplicable y recomendable para inventarios en bosques naturales y plantaciones con fines similares.

Referencias Bibliográficas

 

Bravo, J. A., Vidal, A. M., Hernández, R. A., Valle, M., Padrón, R., & Paredes, L. (2015). Estimación de la biomasa aérea total verde con corteza de la vegetación de Dichrostachys cinerea (L.) Wr. Et Arn. Memorias de la Jornada Científica 45 Aniversario de la Fundación de la Estación de Guisa.

García, J. M., Vidal, A. M., Herrero, J. A., & Batista, E. (2012). Manual de procedimiento para el aprovechamiento de impacto reducido de los bosques de Cuba. Proyecto “Desarrollo del Sector Forestal en Cuba”. Dirección Forestal MINAG.

Herrero, J. A. (2003). Fajas forestales hidroreguladoras. Dirección Forestal MINAG.

MET. (2014a). Metodología para la Creación del Mapa Base de datos para el Catastro Rural e Implementación en el SIG (MET Nos. 30-14). Instituto de Planificación Física.

MET. (2014b). Indicaciones generales de redacción empleadas para la Mapificación Topográfica Digital (MET Nos. 40-60). Instituto de Planificación Física.

NC. (1988). Norma Cubana: 13-18:88. Mapa Catastral Especificaciones de Calidad.

SODePAZ. (2012). Aprovechamiento de la biomasa de marabú y otras especies energéticas como combustible en la generación de electricidad y recuperación ambiental en Camagüey (p. 36). SODePAZ.

Vidal, A., García, T., Bravo, J. A., Toirac, W., Hernández, A., Delgado, M., Álvarez, Y., Batista, F., Valle, M., & Padrón, R. (2019). Metodología para la caracterización tecnológica e inventario de las áreas cubiertas de marabú con fines energéticos (Segunda versión, p. 100).

Vidal, A., García, T. G., Méndez, M. D., Arguelles, W. T., & Carmenate, L. L. (2022). Caracterización tecnológica de las áreas cubiertas de marabú con fines energéticos mediante la aplicación de SIG. Revista Forestal Baracoa, 41, https://cu-id.com/0522/v41e07. https://forestbaracoa.edicionescervantes.com/index.php/fb/article/view/783