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UNIVERSIDAD
AUTÓNOMA
DE COAHUILA
10/12/2012
Informe Final
Comisión Nacional Forestal
P r e s e n t e
Conforme a los compromisos adquiridos en el proyecto de transferencia de tecnología
CONAFOR-UAdeC 2012 “Estudio de la factibilidad de la implementación del nuevo
proceso de extracción de cera de candelilla a base de ácido cítrico y factores que
influyen en su apropiación” se elabora el informe final que a continuación se describe
detalladamente.
1. INTRODUCCIÓN
La extracción de cera de candelilla es una actividad económica que aprovecha un
recurso no maderable como lo es la planta de la candelilla (Euphorbia antisyphilitica
Zucc.). Las comunidades que se dedican a la explotación de la cera de esta planta se
encuentran generalmente enclavadas en medio del desierto chihuahuense alejados de
zonas urbanas, puesto que es en donde la planta encuentra las condiciones óptimas para
su crecimiento y desarrollo por lo que son comunidades rurales de bajos recursos y con
pocos o nulos servicios básicos a su disposición. La cera de candelilla es un producto
natural de gran interés para industrias tanto farmacéuticas como alimenticias y
cosméticas en donde se puede emplear como recubrimiento de fármacos, formulación de
películas comestibles que ayuden a prolongar la vida de anaquel de frutas y verduras y
como formulación en maquillajes y labiales de gran calidad, sin embargo el proceso
tradicional de extracción involucra el uso de ácido sulfúrico como agente de extracción
de la cera, lo cual representa grandes peligros para los productores y para el medio
ambiente debido a que el agua acida que queda después de las extracción es vertida al
ambiente. Además, con el empleo de ácido sulfúrico se limita la posibilidad ingresar a
un mercado mundial de mayor ganancia económica como lo es el mercado de los
productos orgánicos. Es por ello que se propuso y desarrolló un nuevo proceso de
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extracción de cera de candelilla orgánica con un equipo de baja presión desarrollado en
el Departamento de Investigación en Alimentos de la UAdeC con el uso de ácido cítrico
como agente extractor para obtener así una cera orgánica de mayor calidad mediante un
proceso amigable con el medio ambiente y de menor riesgo para los productores que les
permita tener una mayor ganancia económica por el trabajo que desempeñan.
2. METODOLOGÍA PARTE 1
El día viernes 08/06/2012 a las 16:00 horas en las oficinas de la CONAFOR delegación
Coahuila ubicado en el Edificio la Jolla, Primer Piso, Calle Reynosa No. 509 Esq. Con
Blvd. Saltillo, Colonia Insurgentes. C.P. 25260. en la ciudad de Saltillo, Coahuila,
México se firmó el contrato entre ALBERTO JOSÉ MUÑOZ DÍAZ (representante legal
de la empresa M&H MetalMecánica), CLEMENTE GONZÁLEZ MEDINA
(Presidente), EFRAÍN MARTINEZ COBARRUBIAS (Secretario) y JUAN CARLOS
MARTINEZ GARCÍA (Tesorero) del ejido Estanque de Norias, municipio de
Cuatrociénegas del estado de Coahuila de Zaragoza y ATILIO MARTINEZ ZAPATA
(Presidente), LIBRADO ZAPATA RODRIGUEZ (Secretario) y PRIMITIVO GAYTAN
ESCOBEDO (Tesorero) del ejido La Reforma, municipio del estado de Coahuila de
Zaragoza para la construcción de dos equipos (uno para cada equipo) para la extracción
de cera de candelilla orgánica.
Ambas partes firmaron de total acuerdo comprometiéndose a darle seguimiento al
proyecto hasta su finalización. El representante de la empresa MetalMécanica
ALBERTO JOSÉ MUÑOZ DÍAZ se llevó el 50 % del total de la construcción de los dos
equipos para comenzar con la construcción.
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Figura 1. Asistentes a la firma de contrato
Figura 2. ALBERTO JOSÉ MUÑOZ DIAZ (M&H MetalMécanica); firma por parte de los representantes de
los ejidos Estanque de Norias y La Reforma.
La empresa M&H MetalMécanica había informado hasta el momento que la fabricación
del tanque para los equipos se encontraba en proceso y que sería hasta la semana 29 del
año en curso cuando estarían terminados. Mientras tanto la empresa estaba construyendo
partes secundarias de los equipos para poder terminarlos en cuanto estuviera listo el
tanque. La empresa también se comprometió a tener varios soldadores especializados
para la culminación de la fabricación de los equipos lo más pronto posible.
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La UA de C estuvo trabajando en la finalización del convenio CONAFOR-UAdeC hasta
su firma de acuerdo, así como también se atendió el seguimiento y asesoría en la
construcción de los equipos y en el seguimiento del proyecto.
3. METODOLOGÍA PARTE 2
Conforme al seguimiento del proyecto de construcción de dos equipos para la extracción
de cera de candelilla orgánica en la cual Norias y La Reforma, municipios de
Cuatrociénegas del estado de Coahuila de Zaragoza, México. A continuación se
presentan y describen imágenes tomadas el día viernes 03/agosto/2012 del avance de la
construcción de los equipos en la empresa M&H MetalMecánica.
Figura 3. En las imágenes se observa el tanque totalmente terminado junto con los alerones que reducen el
flujo de calor para un mayor aprovechamiento del mismo.
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Figura 4. Es estas imágenes se observan las cámaras de calor de los equipos así como también las rejas superior
e inferior de los mismos.
Figura 5. Chimenea para favorecer el tiro de los gases y junta entre tapa y tanque que permite el cierre
hermético de los equipos para el máximo aprovechamiento del calor en el proceso de extracción de cera de
candelilla.
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Figura 6. Juntas de entrada de las mariposas para el sellado; mariposas para el sellado.
Figura 7. Riel para el movimiento de las rejas inferiores, válvula de desagüe, codo, válvula de presión,
manómetro y termómetro, todo esto para el control óptimo del proceso.
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Figura 8. Fibra de cerámica que se colocó como aislante térmico entre la cámara de calor y el tanque.
La empresa M&H MetalMécanica confirmó que en ese momento la construcción de los
equipos se encontraba en un 90% de avance, ya que todas las piezas fueron fabricadas
y/o compradas a la medida de manera que solo restaba la unión de las partes de los
equipos. Adicionalmente la empresa mencionó que el día 20 de agosto se realizó una
prueba de sometimiento a presión de los equipos para evaluar su correcto
funcionamiento (dicha prueba de presión fue documentada en video).
4. METODOLOGÍA PARTE 3
El día 3 de septiembre de 2012, después de realizar una visita de reconocimiento de en
las comunidades antes mencionadas, se llevó a cabo la entrega de los equipos de baja
presión para la extracción de cera de candelilla orgánica en el ejido Estanque de Norias.
El equipo asignado para el ejido La Reforma fue entregado el día 6 de septiembre de
2012. La entrega de los equipos en ambas comunidades la realizó el representante legal
(LIC. ALBERTO JOSÉ MUÑOZ DIAZ) de la empresa M&H MetalMécanica, así
mismo, asistieron y participaron en la entrega de los equipos el ING. ULISES OVALLE
y el ING. GABRIEL AIN HERRERA como representantes de la CONAFOR. Por parte
de la Universidad Autónoma de Coahuila el DR. JUAN ALBERTO ASCACIO
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VALDÉS, el M.C. ROMEO ROJAS MOLINA y el Q.F.B. JORGE ALEJANDRO
AGUIRRE JOYA. Al momento hacer la entrega de los equipos en cada comunidad se
verificó que se tuvieran todas las piezas y que los equipos estuvieran en buenas
condiciones, posteriormente, se firmó de entregado por parte de la empresa y de recibido
por parte de las comunidades.
Figura 9. Entrega de los equipos en las comunidades Estanque de Norias y La Reforma.
Figura 10. Firma por parte de representantes de la empresa, CONAFOR y el ejido Estanque de Norias.
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Figura 11. Firma por parte de representantes de la empresa, CONAFOR y el ejido La Reforma.
5. METODOLOGIA PARTE 4
Posteriormente a la entrega de los equipos en las comunidades, se realizó un curso-taller
teórico-práctico con la finalidad de capacitar a los integrantes de los ejidos Estanque de
Norias y La Reforma para la extracción de cera de candelilla con el equipo de baja
presión. El curso-taller tuvo una duración de 3 días en cada comunidad, en donde se
abordaron aspectos de seguridad, manejo de equipo y ácidos orgánicos, primeros
auxilios, entre otros aspectos. El curso de capacitación en el ejido La Reforma se llevó a
cabo los días 24, 25 y 26 de octubre de 2012, mientras que dicho curso se impartió los
días 27, 28 y 29 de octubre en el ejido Estanque de Norias.
El curso-taller estuvo a cargo del personal de la Universidad Autónoma de Coahuila (Dr.
Juan Alberto Ascacio Valdés, M.C. Romeo Rojas Molina y Q.F.B. Jorge Alejandro
Aguirre Joya).
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Figura 12. Imágenes documentadas durante el curso-taller impartido en el ejido La Reforma
En la capacitación impartida en el ejido Estanque de Norias se contó con la participación
del Lic. Edgar Alejandro Piñón Ruíz (Gerente estatal CONAFOR, delegación Coahuila),
representantes de CONFOR, así como de oficinas centrales de Guadalajara y de
CONAZA.
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Figura 13. Imágenes documentadas durante el curso-taller impartido en el ejido Estanque de Norias.
6. METODOLOGIA PARTE 5
Una vez impartido el curso-taller de capacitación para el uso eficiente de los equipos de
extracción de cera de candelilla orgánica con ácido cítrico se les proporcionó acido a
cada comunidad para que comenzaran a trabajar con las extracciones por cuenta propia,
para su acoplamiento con el nuevo proceso propuesto. De igual manera se hizo entrega a
cada comunidad de una bitácora para el registro de todos los pormenores y resultados
obtenidos durante el trabajo de extracción, con la finalidad de encontrar las condiciones
más adecuadas para la extracción de la cera (cantidad de ácido cítrico empleada,
cantidad de agua empleada, tiempo, rendimientos de obtención, etc).
El día 19 de octubre se realizó la primera visita de seguimiento en el ejido la Reforma,
donde se recolectaron los datos de las extracciones hechas por los productores y se
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realizaron también pruebas de extracción ante el personal de la Universidad Autónoma
de Coahuila (Dr. Juan Alberto Ascacio Valdés, M.C. Romeo Rojas Molina y Q.F.B.
Jorge Alejandro Aguirre Joya).
El día 20 de octubre se realizó la primera visita de seguimiento en el ejido Estanque de
Norias, en donde se siguió el mismo procedimiento realizado en el ejido La Reforma.
Figura 14. Imágenes documentadas durante la primera visita de seguimiento al ejido La Reforma, se observa
brevemente el proceso de extracción de cera de candelilla.
Figura 15. Imágenes documentadas durante la primera visita de seguimiento en el ejido Estanque de Norias, se
observa brevemente el proceso de extracción de cera de candelilla.
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7. RESULTADOS OBTENIDOS
En cuanto a los resultados obtenidos, se compararon las cantidades de planta utilizada
para cada proceso (proceso con ácido sulfúrico y el proceso con ácido cítrico), dichos
resultados se presentan en el siguiente gráfico.
Figura 16. Cantidad de planta de candelilla utilizada para cada proceso de extracción
Se observó que el proceso tradicional con ácido sulfúrico permite trabajar con mas
cantidad de planta, debido a que se realiza en pailas metálicas que tienen mayor
capacidad de contenido, alrededor de los 250 kg de planta, en cambio, el proceso con
ácido cítrico se realizó en los equipos de baja presión, los cuales tienen un volumen
menor, por esa razón se trabajó con cantidades menores de planta, alrededor de los 90 kg
de material.
Sin embargo, a pesar de la consideración de las capacidades de ambos métodos se
observó que los rendimientos de obtención de cerote empleando ácido sulfúrico fueron
claramente menores a los rendimientos obtenidos con el ácido cítrico, lo que permite
establecer al uso de ácido cítrico como una metodología rentable. Lo anterior se muestra
en los siguientes gráficos.
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Figura 17. Rendimiento de obtención de cerote en función de la cantidad de ácido sulfúrico empleado.
Figura 18. Rendimiento de obtención de cerote en función de la cantidad de ácido cítrico empleado.
Se determinó que con el uso de 1.5 L de ácido sulfúrico (aproximadamente) se logran
obtener hasta 6 kg de cerote a partir de 250 kg de planta, un 2.4 % de rendimiento. En
cuanto al proceso con ácido cítrico se observó que con el empleo de 900 g de ácido
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cítrico se obtuvieron hasta 2.5 kg de cerote a partir de 90 kg de planta aproximadamente,
lo cual representa un valor del 2.8 % de rendimiento. Dicho rendimiento se muestra
claramente en el siguiente gráfico.
Figura 19. Rendimiento de obtención de cerote en función de la cantidad de ácido cítrico empleado.
Una vez determinado el rendimiento con el proceso de extracción usando ácido cítrico,
se tomaron muestras de la cera obtenida y se sometieron a un análisis de espectrometría
de infrarrojo, los resultados de dicho análisis se presentan a continuación.
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Figura 20. Espectro de infrarrojo, se comparan cera de candelilla refinada, cera obtenida con el método
tradicional (CM 0.3%), cera de candelilla orgánica y cera de candelilla extraía con agua.
En el análisis de infrarrojo para determinar la calidad de la cera obtenida se observó que
al comparar las señales obtenidas en el análisis de la cera orgánica con las ceras
estudiadas se encontró que la cera orgánica presenta las señales típicas reportadas para
los ácidos grasos de cadena larga. Estos ácidos grasos de cadena larga indican la pureza
de la cera evaluada, ya que garantizan la calidad de la cera de candelilla. Finalmente se
realizó un análisis de calorimetría diferencial de barrido (DCC) para reforzar las pruebas
de calidad de la cera orgánica. El resultado obtenido se muestra a continuación.
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Figura 21. Análisis térmico diferencial de la cera de candelilla orgánica.
En este análisis se determinó que la cera de candelilla obtenida con el nuevo proceso
propuesto en este proyecto tiene un punto de fusión (derretimiento) de 75.67 °C. Esto
indica la presencia de poca cantidad de impurezas, debido a que a medida que aumentan
las impurezas el punto de fusión es más alto, es decir, a mayor cantidad e impurezas se
necesita más temperatura para el derretimiento, por lo que se determinó gracias a los
análisis de las cera la calidad orgánica de la misma.
Finalmente se propone una comparación de precios en la obtención de cerote por ambos
métodos para evaluar la eficacia del proceso propuesto.
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Se menciona que una paila convencional se cambia cada año y medio (dependiendo del
uso) aproximadamente, por lo que a 25 años genera un gasto de 300´000.00 y el equipo
nuevo de acero inoxidable tiene una vida útil promedio de 50 años, por lo que a 25 años
de uso se recuperaría la inversión en su totalidad, sin mencionar que no se cambiaría
cada año y medio y ofrece ventajas tales como la obtención de cera orgánica, no
representa daños a la salud humana, no representa daños al medio ambiente y se
aumenta la calidad de la cera obtenida.
8. FORO DE CANDELILLA 2012 (Intercambio de experiencias)
“Estudio de la factibilidad de la implementación del nuevo proceso de extracción de
cera de candelilla a base de ácido cítrico y factores que influyen en su apropiación”
Dentro de los compromisos adquiridos en el convenio CONAFOR-UAdeC en el
proyecto antes mencionado fue la organización de un foro de candelilla, el cual fue
llevado a cabo exitosamente el día 22 de noviembre de 2012 en el Ejido Estanque de
Norias bajo el siguiente programa:
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Tabla 1. Programa llevado a cabo en el foro de candelilla 2012.
Hora Actividad Responsable
08:00 - 9:00 Registro Universidad Autónoma de Coahuila
9:00 - 09:30 Presentación de autoridades
e inauguración
Representante de la UAdeC
Ing. Sergio Azuara Arteaga
Jefe Dpto. de Capacitación
CONAFOR Coahuila
Lic. Edgar Alejandro Piñón Ruiz
Gerente Estatal CONAFOR Coahuila
Lic. Mario Alberto Ochoa Rivera
Rector de la UAdeC
09:30 - 10:00 Generalidades del proyecto "Estudio de la
factibilidad de la implementación del nuevo
proceso de extracción de cera de candelilla a
base de ácido cítrico y factores que influyen
en su apropiación"
Dr. Cristóbal Noé Aguilar González
Universidad Autónoma de Coahuila
10:00 - 10:25 Transferencia de tecnología Dr. Juan Alberto Ascacio Valdés
Universidad Autónoma de Coahuila
10:25 - 10:50 Mercado de ceras orgánicas M.C. Saúl Saucedo Pompa
Fitokimica Industrial de México S.A.
de C.V
10:50 - 11:15 Actualidad de la cera de candelilla M.C. Miguel Ángel de León Zapata
Fitokimica Industrial de México S.A.
de C.V.
11:15 - 11:35 Coffee Break
11:35 - 12:00 Resultados del proyecto M.C. Romeo Rojas Molina
Universidad Autónoma de Coahuila
12:00 - 12:25 Testimonio Ejido Estanque de Norias C. Clemente Gonzalez Medina
Comisariado Ejidal
12:25 - 12:50 Testimonio Ejido La Reforma C. Atilio Martinez Zapata
Comisariado Ejidal
12:50 - 14:20 Practica de extracción de cera orgánica QFB. Jorge Alejandro Aguirre Joya
Universidad Autónoma de Coahuila
14:20 - 14:40 Entrega de reconocimientos y clausura Lic. Edgar Alejandro Piñón Ruiz
Gerente Estatal
14:40 - 15:30 Comida Todos los Asistentes
Objetivos de foro: Dar a conocer los resultados obtenidos hasta el momento de las
visitas de seguimiento y capacitación en los ejidos beneficiados por el proyecto de
extracción de cera orgánica con ácido cítrico. Llevar a cabo una práctica de extracción
de cera de candelilla con ácido cítrico.
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Alcances del foro: Poner en perspectiva la factibilidad y rentabilidad del proceso de
extracción a nivel de campo. Definir el rumbo del proyecto así como la posibilidad de
seguimiento con nuevos apoyos que fortalezcan la extracción de cera orgánica con ácido
cítrico.
9. RESULTADOS DEL FORO DE CANDELILLA 2012
Se contó con la asistencia de un total de 72 personas registradas al foro (se adjunto lista
de asistencia), dentro de las cuales fueron de Gerencia estatal CONAFOR Coahuila,
Zacatecas y oficinas centrales, alcaldía de Cuatrociénegas, CECFOR, Multiceras, S.A.
de C.V., SEPRODIA, S.C., UNAM, SAGARPA, SERENA. A.C., PRONATURA,
UAAAN, FONAES, INIFAP Saltillo, PRODESNOS, productores de Zacatecas y
Coahuila, Ejido La Reforma y Estanque de Norias, Fitokimica Industrial del Norte S.A.
de C.V. y la UAdeC.
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Figura 22. Imágenes de los asistentes y de las pláticas impartidas en el foro de candelilla 2012.
Se impartieron todas las conferencias planeadas, así como la práctica de extracción de
cera de candelilla orgánica. También, los comisariados ejidales dieron testimonio del
proyecto en donde se reflejó gran parte del trabajo de transferencia de tecnología, así
como mostrarse a favor del nuevo proceso de extracción de cera orgánica. En dichas
pláticas se mostraron los resultados antes mencionados que demuestran la eficiencia y la
factibilidad del nuevo proceso de extracción.
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Figura 23. Imágenes de la práctica de extracción de cera de candelilla orgánica (foro de candelilla 2012).
En la parte práctica principalmente se mostró la factibilidad de la extracción de cera de
candelilla orgánica con el uso de ácido cítrico. Después del foro se llevó a cabo la
comida. En los días consecuentes se imprimieron los diplomas, se quemaron los CD´s
para repartirlos a los asistentes (se adjunta información del foro).
10. COMENTARIOS FINALES
El proceso de generación de nuevos conocimientos debe estar enfocado en brindar un
beneficio a la sociedad, es así como desde el año 2004 se comienza a trabajar con la
planta de candelilla en el Departamento de Investigación en Alimentos (DIA) de la
Universidad Autónoma de Coahuila y a través de los ocho años siguientes se consolidan
las investigaciones que generaron el proyecto de transferencia de la tecnología de
extracción de cera orgánica con ácido sulfúrico en un equipo de baja presión.
Gracias al compromiso de CONAFOR y PRODESNOS por mejorar las condiciones de
vida y apoyar al campo mexicano se pudo llevar el proceso de nivel laboratorio a nivel
campo. Los resultados obtenidos en la extracción de cera de candelilla orgánica con la
tecnología propuesta indican que se están obteniendo rendimientos iguales e inclusive un
poco superiores al método tradicional, con la diferencia de que se obtiene una cera
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orgánica, más pura y con un proceso más amigable con el medio ambiente y que no
representa daños o peligro de toxicidad a los productores. Los resultados obtenidos del
análisis de calidad (IR y DSC) demuestran que se tiene una cera más pura comparada
con la obtenida en el método tradicional. Con lo anterior se puede concluir que el
proceso de extracción desarrollado en el DIA tiene la capacidad de sustituir eficazmente
y de forma exitosa el proceso tradicional, con las ventajas que esto conlleva además de
resultar económicamente mas provechoso al obtener una cera de mayor calidad.
Aunado a todo esto, se consideran los comentarios proporcionados por los candelilleros,
de los cuales cabe destacar que es necesaria la construcción de equipos de mayor
capacidad y así poder extraer cera en suficiente cantidad. También se menciona que el
sistema de calentamiento es tan eficiente que para la extracción de cera en futuros
equipos no será necesario el uso de baja presión, pero que el equipo esté tapado para
evitar perdidas de vapor de agua.
El uso de ácido cítrico y equipos construidos en acero inoxidable son una mejor
alternativa de extracción de cera de candelilla orgánica ya que gracias a eso también la
cera presenta mejores características de calidad. Finalmente, se incluyen documentos,
lista de asistencia, presentaciones y videos como respaldo y evidencia de las actividades
desempeñadas durante el transcurso del proyecto.
Considerando todo lo anterior se puede concluir que es factible la extracción de cera de
candelilla orgánica con el uso de ácido cítrico en equipos de acero inoxidable. Sin
embargo es necesaria la continuidad del proyecto para garantizar el éxito del mismo y
adicionalmente apoyar estudios de mercado para poder ubicar el nuevo producto
orgánico y de esa manera darle un valor en el mismo y poderlo comercializar.
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS DEPARTAMENTO DE
INVESTIGACIÓN EN ALIMENTOS
Blvd. V. Carranza e Ing. José Cárdenas s/n Col. República C.P. 25280 Saltillo, Coahuila, México
tel. +52 (844) 416 12 38 / 416 92 13 / Fax 415 95 34
UNIVERSIDAD
AUTÓNOMA
DE COAHUILA
11. Cronograma de actividades
Actividades realizadas durante el proyecto de transferencia de tecnología CONAFOR-UAdeC 2012
Jun. Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic.
Firma de convenio
Construcción de los equipos
Prueba de funcionamiento de los equipos
Entrega de los equipos
Capacitación en las comunidades
Primera visita de seguimiento
Segunda visita de seguimiento
Tercera visita de seguimiento
Foro de candelilla
Cierre de proyecto
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Dr. Cristóbal Noé Aguilar González
Coordinador de Postgrado e Investigación
FCQ-UAdeC
Responsable Técnico del Proyecto