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UNIVERSIDAD DE MANIZALES
MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE
MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y
MEDIO AMBIENTE
COHORTE VIRTUAL XVII
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
POR
DIANA PATRICIA TORRES SOLANO
NESTOR YOBANY RODRÍGUEZ BAQUERO
JUAN CARLOS GARCÍA BERNAL
LUIS GABRIEL MORALES RODRÍGUEZ
MAYO DE 2016
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Contenido
RESUMEN............................................................................................................................... 2
INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 3
OBJETIVOS ............................................................................................................................ 4
MARCO TEÓRICO Y DISCUSIÓN .......................................................................................... 5
CONCLUSIONES ...................................................................................................................14
BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................16
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RESUMEN
El presente análisis muestra la importancia que tiene el tratamiento de las aguas
residuales para la comunidad y cualquier sector económico, a su vez las variables
sociales, políticas, legislativas y técnicas que se deben tener en cuenta para el diseño de
una planta o sistema de tratamiento. Teniendo en cuenta que una de las variables más
importantes dentro del saneamiento básico, es el tratamiento de aguas residuales; y que
la descarga incontrolada de aguas residuales sobre el agua o el suelo genera cambios
en las características fisicoquímicas de la fuente que las recibe.
Desde el punto de vista legal, la legislación relacionada además la Constitución Política,
incluye una serie de leyes, decretos y resoluciones, como el decreto - ley 2811 de 1974, el
decreto 1541 de 1978, la ley 9 de 1979, el decreto 3100 de 2003, el decreto 3440 de
2004, la resolución 1433 de 2004, la resolución 2145 de 2005, la resolución 075 de 2011
y la resolución 631 de 2015; teniendo como referente el título E del Reglamento del
sector agua potable y saneamiento básico a través del cual se fijan los criterios básicos y
los requisitos mínimos para la conceptualización, diseño, construcción, supervisión
técnica, puesta en marcha, operación y mantenimiento de un sistema de tratamiento.
En cumplimiento con la normativa y buscando mejorar las condiciones ambientales del
territorio, existen experiencias exitosas en cuanto a tratamiento de aguas residuales como
las investigaciones realizadas por Cenicafé que le han permitido diseñar e implementar
en las fincas para el tratamiento del mucílago los Sistemas Modulares de tratamiento
Anaerobio (SMTA), que alcanza una remoción de carga orgánica del 80%; eficiencia que
puede incrementarse al implementar un humedal artificial como tratamiento terciario.
Lo anterior permite confirmar que a través de la investigación y partiendo de la voluntad
de los diversos sectores sociales y económicos se puede aportar a dar solución a una de
las problemáticas más importantes en el área ambiental a nivel mundial.
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INTRODUCCIÓN
Una de las variables más importantes dentro del saneamiento básico, es el tratamiento de
aguas residuales generadas como subproducto de actividad agrícola, pecuaria, industrial
o doméstica. La descarga incontrolada de estas aguas sobre fuentes superficiales genera
cambios en las características fisicoquímicas de la fuente que las recibe, que son de
mayor o menor intensidad dependiendo de la concentración del contaminante, el volumen
de la descarga y el oxígeno disuelto que se encuentra en el cuerpo receptor.
La realidad de Colombia en cuanto al manejo de las aguas residuales en las diferentes
fuentes hídricas, es muy similar al contexto latinoamericano en que se sigue sin limpiar
cerca del 80% de estas aguas que finalmente llegan a contaminar nuestros mares
circundantes.
Se podría pensar que esta va a ser una problemática que va a continuar en ascenso,
pues la tendencia actual es que la población en las ciudades cada vez va aumentando, el
flujo de población que migra del sector rural a engrosar la población del sector urbano
presenta un aumento vertiginoso, por lo que se prevé que la contaminación vaya cada vez
más en aumento y el volumen de aguas residuales contaminadas sean cada vez mayor
en los centros urbanos.
La solución a la problemática del manejo de aguas residuales debe analizarse a partir de
dos perspectivas diferentes; la primera es cómo se dan las soluciones de saneamiento
adecuadas para la comunidad tanto urbana como rural para que cuenten con sistemas de
alcantarillado eficientes y éstos a su vez terminen en una planta de tratamiento de aguas
residuales antes de ser vertidos directamente en la aguas o el suelo; la otra mirada es el
control que se debe hacer al sector industrial para que realicen el tratamiento adecuado a
los residuos generados; control que es específico para cada sector; por ejemplo, una de
las actividades agrícolas de mayor preocupación frente a la generación de aguas
residuales es la producción de café, durante su beneficio se genera un volumen
considerable de sólidos y líquidos, entre ellos el mucílago; estas aguas residuales poseen
una elevada carga orgánica, acidez y sólidos suspendidos, lo que hace que su tratamiento
sea más complejo que el de un agua residual doméstica. Sin embargo, el sector cafetero
consciente del gran compromiso que tiene con el medio ambiente viene adoptando
tecnologías para implementar en los predios, involucrando procesos eficientes en
reducción de la cantidad de agua que se utiliza en el proceso de beneficio, así como del
correcto tratamiento de lixiviados para que no lleguen a las fuentes hídricas.
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OBJETIVOS
• Analizar la incidencia del factor antropogénico como causante del origen de aguas
residuales contaminadas.
• Realizar un análisis del efecto contaminante del sector cafetero en Colombia.
• Mostrar tecnologías apropiadas, económicas e integrales para el tratamiento de las
aguas residuales generadas en el proceso de beneficio del café.
• Mostrar la evolución de la investigación generada por Cenicafé en procura de
realizar un correcto tratamiento de aguas residuales provenientes del beneficio del
café.
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MARCO TEÓRICO Y DISCUSIÓN
La oferta hídrica per cápita accesible, en nuestro país, se está viendo influenciada por el
fenómeno del calentamiento global, por el crecimiento en la demanda de zonas con déficit
hídrico y por acciones antropogénicas como la deforestación, el cambio en el uso del
suelo y los vertimientos de contaminantes a las fuentes de agua, lo que hace que se
presenten dificultades en la disponibilidad espacial y temporal del agua superficial a nivel
regional y local.
Según el Informe de las Naciones Unidas Sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos en
el mundo 2016, desde la década de los 90, la contaminación de las aguas ha empeorado
en casi todos los ríos de América Latina, África y Asia. Entre las principales causas están
el aumento de los vertimientos de aguas residuales no tratadas en las corrientes de agua
dulce y las prácticas no sostenibles de uso del suelo que aumentan la erosión y conducen
a un aumento de las cargas de carbonos y sedimentos. Esta tendencia es impulsada por
el crecimiento demográfico, la urbanización y el aumento del número de estructuras
industriales y agrícolas de pequeñas dimensiones que no siempre están bien manejadas y
generan aguas residuales no tratadas.
Cuando se habla de aguas residuales, se hace referencia a aquel subproducto del
desarrollo de alguna actividad y cuyas características fisicoquímicas han sido afectadas
de forma negativa. Su descarga directa sobre una fuente de agua genera principalmente
disminución del oxígeno disuelto y formación de depósitos de lodo en el cuerpo receptor;
por tanto, se hace necesario y está definida por la ley la necesidad de realizar antes de su
vertido un tratamiento; es decir el conjunto de operaciones unitarias, para que por medios
físicos, químicos o biológicos se remuevan los contaminantes presentes.
Los sistemas de tratamiento generalmente están compuestos por un tratamiento
preliminar que tiene como objetivo la remoción de sólidos grandes y abrasivos; un
tratamiento primario para la remoción de contaminantes sedimentables, algunos sólidos
suspendidos y flotantes a través de procesos físicos principalmente; un tratamiento
secundario con el que se busca remover la materia orgánica soluble y suspendida
mediante procesos biológicos y un tratamiento terciario para remover los remanentes de
nitrógeno, fósforo, sólidos orgánicos e inorgánicos disueltos y acondicionar los lodos
resultantes de los procesos anteriores para su aprovechamiento o disposición final.
Para lograr el bienestar de las fuentes hídricas, se han desarrollado políticas que se
encuentran directamente relacionadas con la protección, el buen uso y la reposición de
los recursos naturales renovables, especialmente el recurso hídrico, estas se encuentran
enmarcadas en la Constitución Política en sus artículos 8, 79 y 80, en los que se estipula
la obligación del estado y de las personas a proteger las áreas de especial importancia
P á g i n a | 6
ecológica; y de garantizar su desarrollo sostenible, su conservación y restauración
(Constitución Política de Colombia, 1991)
En cuanto a leyes, decretos y resoluciones, se puede enunciar que a través del Código
nacional de los recursos nacionales, decreto - ley 2811 de 1974, se definen la regulación
en cuanto a la prevención y contaminación del agua. Con el decreto 1541 de 1978 se
prohíbe verter sin tratamiento residuos sólidos, líquidos o gaseosos. A través de la ley 9
de 1979 se dictan las medidas sanitaras, se regula el control sanitario del uso del agua en
su suministro, reglamenta lo respectivo a aguas superficiales, aguas subterráneas, aguas
lluvias, su conducción y potabilización. El decreto 3100 de 2003 reglamenta las tasas
retributivas por la utilización directa del agua como receptor de los vertimientos puntuales,
el cual es modificado en aspectos de implementación por el decreto 3440 de 2004.
Asimismo, a este tema se encuentra asociada toda la normatividad relacionada con los
planes de saneamiento y manejo de vertimientos resolución 1433 de 2004 y resolución
2145 de 2005.
Con la Resolución 075 de 2011, se adopta el formato de reporte sobre el estado de
cumplimiento de la norma de vertimientos puntual al alcantarillado público y es con la
resolución 631 de 2015 en donde se establecen parámetros y los valores límites
máximos permisibles en los vertimientos puntuales a cuerpos de agua superficiales y a los
sistemas de alcantarillado público y realiza el control de las sustancias contaminantes que
llegan a los cuerpos de agua vertidas por 73 actividades productivas presentes en ocho
sectores económicos del país. Las normas descritas anteriormente son de importancia a
la hora de escoger el sistema de tratamiento a implementar en una planta de tratamiento
de aguas residuales, pues me determina el porcentaje de eficiencia mínimo que debe
cumplir el mismo.
Existe un reglamento específico para el sector de diseño de una planta de tratamiento de
aguas residuales (Resolución 1096 de 2000), que es el Reglamento Técnico del Sector de
Agua Potable y Saneamiento Básico – RAS, con el que se fijan los requisitos técnicos que
deben cumplir los diseños, las obras y procedimientos correspondientes tanto para el
sector de agua potable, como para Saneamiento Básico; al igual que para sus actividades
complementarias, señaladas en la Ley 142 de 1994. En el RAS hay un título específico
para aguas residuales que es el Título E - Tratamiento de aguas residuales, en este se
“fijan los criterios básicos y los requisitos mínimos que deben reunir los diferentes
procesos involucrados en la conceptualización, el diseño, la construcción, la supervisión
técnica, la puesta en marcha, la operación y el mantenimiento de un sistema de
tratamiento”. (RAS 2000, Título E).
En la resolución 1096 de 2000, reglamentaria del RAS, también se hacen consideraciones
frente a los factores económicos del tratamiento de aguas residuales, pues en el artículo
48 define que:
La evaluación socioeconómica de proyectos debe realizarse con el objeto de
medir el aporte neto de un proyecto o política de inversión social al bienestar de
P á g i n a | 7
una comunidad. Es decir, tendrá la capacidad de establecer la bondad del
proyecto o programa para la economía nacional en su conjunto. En estos términos,
el valor de cualquier bien, factor o recurso a ser generado o utilizado por el
proyecto debe valorarse según su contribución al bienestar nacional. Para
proyectos de agua potable y saneamiento básico se permiten los siguientes tipos
de estudios socio-económicos:
1. Análisis costo-eficiencia.
2. Análisis de costo mínimo, de expansiones de capacidad. (Art. 48)
Adicionalmente en el documento Modelo de costos para el tratamiento de las aguas
residuales en la Región (Quintero, Zapata & Guerrero, 2007), se realiza un diagnóstico
económico del tratamiento de aguas residuales; mencionando que se necesitan alrededor
de “US$ 2.600 millones, e inversiones adicionales por unos US$ 800 millones para
completar las redes de colectores e interceptores. De acuerdo con estimaciones
presentadas en el estudio, Plan Decenal de Aguas Residuales contratado por el Ministerio
de Medio Ambiente” (Quintero, et al. 2007.). Esta inversión es considerable y se calcula
que solo se podría cubrir el 12% con la financiación actual, siendo evidente que la
inversión con respecto a lo requerido es muy baja y además en el país se evidencia poca
planificación, siendo necesario que la comunidad política y la sociedad en general tomen
conciencia de la importancia del manejo de las aguas, para su reutilización y
conservación.
Debido a que Colombia es un país descentralizado, el manejo de los recursos se da a
nivel municipal. Donde cada municipio es responsable de la destinación de sus recursos.
Es por este motivo que el tratamiento de aguas residuales en Colombia es muy
heterogéneo. Así como hay departamentos con un cubrimiento del 100% de Plantas de
Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR), se encuentran municipios que no tienen, o no
se hace un manejo adecuado de los residuos líquidos producto de las actividades
domésticas o de producción industrial. Según Superservicios. (2013), “480 municipios
cuentan con sistemas de tratamiento de aguas residuales (STAR); estos municipios
suman 583 STAR. Para 2013, 480 municipios realizaron algún tratamiento a sus aguas
residuales; esto equivale al 43,5% de los municipios del país” (p. 27). En la gráfica a
continuación se observa el porcentaje de municipios que presentan sistemas de
tratamiento de aguas residuales (STAR) en cada departamento, en comparación con el
total de municipios por departamento que reportaron información para el estudio
realizado.
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Fuente: Superservicios (2013). Informe técnico sobre sistemas tratamiento de aguas residuales. p. 28
Al analizar la gráfica, se observa la relación directa que tiene los sistemas de tratamiento
de aguas residuales con el bienestar de sociedad. Si comparamos los departamentos con
menor número de STAR, con el índice de mortalidad infantil, de acuerdo con lo
manifestado por UNICEF Colombia. (2014):
Según cifras oficiales, en 2012, la tasa nacional de mortalidad infantil era de 17,47
por cada 1.000 nacidos vivos. Sin embargo, en seis de los departamentos con
mayor porcentaje de comunidades indígenas, este indicador era más del doble. La
tasa de mortalidad en menores de cinco años es más del doble del promedio
nacional (19.72) en los departamentos del Pacífico (Chocó, 53,18%) y la región
Amazónica (47,51); en La Guajira es de 39,60. En Chocó, la tasa de mortalidad
materna es 224 por 100.000 nacidos vivos, más de tres veces el promedio
nacional (65,89). (p. 15):
Es claro que en los Municipios donde no se realiza un adecuado manejo de las aguas
residuales la mortalidad infantil sea mucho mayor, en muchos de los casos por
infecciones intestinales o por cólera.
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Esta realidad que se ve a nivel municipal no es muy distinta a la que se vive en la
industria de nuestro país. Un ejemplo de ello es el sector cafetero.
Las regiones colombianas productoras de café aportan grandes cantidades de
contaminantes a las fuentes hídricas, estos provienen del beneficio del café cuando el
proceso se realiza mediante el beneficio húmedo del café, en este proceso se invierten
grandes cantidades de agua y se descarta casi el 80 % del fruto pues se le considera de
poco valor económico y por tanto se convierte en material de desecho.
El aporte contaminante no solo proviene del proceso de la obtención del grano en el
beneficiadero, durante la producción del fruto se invierten grandes cantidades de
fertilizantes y pesticidas que son arrastrados por las aguas de lluvia y de riego
proporcionando un aporte importante de sustancias químicas a las fuentes hídricas.
La caficultura, hasta hace menos de 20 años, no estuvo exenta de generar estos impactos
negativos al medio ambiente, pues dentro de la actividad agrícola ha sido uno de los
componentes que más demanda de agua ha requerido en su proceso productivo y que
más contaminación ha generado.
En el proceso de beneficio del café se utilizaban más de 40 litros de agua para producir 1
kilogramo de café pergamino seco, y el agua residual generada era vertida sobre las
fuentes de agua, afectando su disponibilidad para el uso posterior del recurso y acabando
con la vida acuática presente en los cuerpos de agua. De igual manera la pulpa de café
era arrojada a las quebradas o dispuesta a campo abierto para que sufriera los procesos
naturales de descomposición convirtiéndose en un potencial contaminante de las aguas
superficiales, cuando las lluvias lixiviaban parte de sus componentes (Rodríguez,
Zambrano, & Ramírez, 2013).
Este proceso de arrojar los residuos resultantes del procesamiento del café a las fuentes
de agua ha provocado un incremento de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO, DQO),
aumento de la carga de sólidos totales (SST), incremento en la temperatura del agua,
generación de olores y pérdida de la calidad del agua, lo que redunda en la afectación y/o
perdida de la fauna y la flora de la fuente hídrica. Se trata de una forma de contaminación
severa del agua que se da en las épocas de cosecha y que imposibilita su
aprovechamiento para acueductos, afecta la fauna acuática y limita los usos recreativos
(Pérez, N., & Castillos, R. 2014).
Durante el proceso de beneficiado del café, el agua es usada en aproximadamente un
30% en despulpar el fruto y en transportarlo, el restante 70% se emplea en el lavado del
café fermentado (agua de lavado), resultando cargado de sustancias provenientes de la
degradación de la pectina, principalmente el mucílago.
Estas aguas son reutilizadas hasta que alcanzan una gran cantidad de sólidos, y de
sustancias solubles provenientes de la pulpa y el mucílago; para su desecho es
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imperativo diluirlas con agua limpia desechando así una gran cantidad de aguas
residuales a las fuentes hídricas.
Cualquier tipo de desecho que es arrojado a las fuentes hídricas representan un potencial
contaminante, en el caso del procesamiento del café se evidencia que las aguas
residuales contienen grandes cantidades de material orgánico que al ser vertidas a los
cuerpos receptores implica las siguientes consecuencias:
 Aumento de la Demanda Bioquímica de Oxígeno en el Agua: al incrementarse de
forma artificial la cantidad de materia orgánica que se debe encontrar en la fuente
hídrica, aumenta la población de microorganismos que se suplen de ella y por ende la
cantidad de oxigeno que necesitan para degradarla disminuye, este consumo intenso
de oxígeno, provoca que el oxígeno disuelto en el agua disminuya drásticamente
poniendo en riesgo la supervivencia de animales y plantas generando un desequilibrio
biológico.
 Disminución del pH o acidificación del agua: Variaciones en pH pueden tener efectos
marcados sobre cada uno de los niveles de organización de la materia viva, desde el
nivel celular hasta el nivel de ecosistemas (López, 1993). Todo organismo vivo es
susceptible a los cambios en el pH, más aún cuando se dan en su hábitat natural. La
alteración del pH a consecuencia del despulpe, genera la acidificación de los cuerpos
de agua provocando desequilibrios ecológicos ya que el hábitat se ve sensiblemente
afectado a los cambios de pH. Tanto la deficiencia en la cantidad de oxigeno como la
disminución del pH causan afectaciones en la flora y fauna acuática, produciéndose la
muerte de los peces, así como la de las plantas acuáticas, igualmente se produce la
acidificación del suelo aledaño a los cuerpos receptores, el agua residual al ser vertida
a los cuerpos receptores o a terrenos, disminuye sus nutrientes naturales y sus
cualidades reproductivas. Las hojas de los árboles y arbustos se queman, y los tallos
presentan grosores inadecuados (Molina & Villatoro, 2006).
 Modificaciones en el paisaje acuático y terrestre: Además de las aguas residuales que
se vierten a las fuentes hídricas se encuentran todos los desechos sólidos en
suspensión provenientes del despulpe que en muchas ocasiones acompañan a las
aguas de desecho o son arrojados sin control, este aumento exagerado de sólidos en
suspensión en el agua le resta belleza paisajística a los cuerpos de agua, además que
debido a la elevada cantidad de materia orgánica flotante se promueven la
proliferación de bacterias anaerobias que hacen que el agua se descomponga, y
cuando es depositada en terrenos o quebradas el efecto de la erosión y los charcos de
agua con sedimentos dejan un mal aspecto al paisaje natural.
Los beneficiaderos de café, para ahorrar costos, tradicionalmente han estado ubicados
cerca de una fuente perenne de agua, en la época de beneficio, estos consumen
enormes cantidades de agua, haciendo que el caudal de las fuentes disminuya
considerablemente, minimizando el uso de este recurso en otras actividades como la
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pesca, el regadío de otro tipo de cultivos y la recreación, este alto consumo de agua
regularmente proveniente de una fuente o cuerpo receptor cercano lo que genera que las
aguas residuales igualmente sean arrojadas fácilmente a las fuentes hídricas (Molina &
Villatoro, 2006).
A partir de 1984 y hasta la fecha, las investigaciones de Cenicafé se intensificaron en el
manejo integral del agua utilizada en el proceso de beneficio, lo que involucró el
diagnóstico de la contaminación generada en el proceso (Zambrano& Zuluaga, 1993), el
balance de materia en términos de contaminación orgánica, en el proceso de beneficio
húmedo de café, la racionalización del agua limpia utilizada en el proceso (Álvarez, 1991),
el tratamiento primario, secundario (Zambrano, Isaza, Rodríguez & López, 1999) y
postratamiento de las aguas residuales generadas (Rodríguez, 2009) y la utilización
integral de los subproductos para generar productos de valor agregado (Dávila &
Ramírez, 1996); como se observa la institucionalidad cafetera consciente de su
responsabilidad desarrolla a lo largo de muchos años los mecanismos fundamentados en
la investigación y tendientes a disminuir la carga contaminante que aporta el sector en las
fuentes hídricas todo esto soportado en su Plan Operativo bajo los ejes productivo, social,
económico y ambiental.
La calidad del café de Colombia es una característica que lo identifica a nivel mundial,
pero que está asociada a la utilización de agua en el proceso de beneficio. A
continuación, se describen los procesos inmersos en este beneficio pero que han sufrido
modificaciones con el objetivo de tratar las aguas residuales resultantes (Rodríguez et al,
2013):
 El despulpado y transporte de la pulpa sin agua a fosas techadas, indudablemente
se constituye en la acción ambiental preventiva más importante, ya que solo esta
práctica evita que el 72% de la contaminación potencial de los subproductos del
beneficio húmedo del café llegue a las fuentes hídricas a través de la pulpa,
perdiéndose la posibilidad de transformarla y darle valor agregado.
 El 28% restante de la contaminación la genera el mucílago y su disposición se
orienta hacia el tratamiento utilizando Sistemas Modulares de tratamiento
Anaerobio (SMTA), en pequeñas y medianas fincas cafeteras, que remueven el
mucílago por fermentación natural y utilizan el tanque tina para lavar el grano, con
consumos de agua entre 4 y 5 litros por kilogramo de café pergamino seco
(Zambrano et al, 2010). Los Sistemas Modulares de tratamiento Anaerobio
(SMTA), son un tratamiento biológico que está compuesto por una trampa de
pulpas para evitar que partículas superiores a 5 mm ingresen al resto del sistema y
puedan obstruir las tuberías, una serie de tanques de polietileno que funcionan
como los reactores hidrolíticos acidogénicos, en los que se solubiliza el material
sólido suspendido; seguido por una o dos recámaras dosificadoras, para la
retención de material orgánico no solubilizado y control de caudal; unos tanques
de polietileno que realizan las veces de reactores metanogénicos, que tiene unos
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trozos de guadua o botellas no retornables en los que se establecen los
microorganismos metanogénicos; con este sistema se remueve el 80% de la
contaminación orgánica presente (Zambrano, Zambrano, Rodríguez & López,
2010). Esta práctica deberá acompañarse con un postratamiento que permita
atenuar el impacto ambiental sobre los organismos acuáticos e incrementar la
eficiencia de la remoción de la contaminación orgánica del agua residual
(Rodríguez, 2009), desde 80% con sólo SMTA, hasta cerca del 95% utilizando
humedales artificiales con macrófitas acuáticas.
 Para productores cafeteros grandes que utilizan el desmucilaginado mecánico y la
mezcla del mucílago con la pulpa, se hace necesaria la utilización de los Sistemas
de Tratamiento Primario para Lixiviados proveniente del Becolsub (STLB)
(Zambrano & Cárdenas, 2000), el cual está basado en principios tales como: lecho
de secado, efecto invernadero, compostaje y reactor hidrolítico/acidogénico que
permiten disminuir la carga orgánica de las aguas residuales hasta valores que
permitan su tratamiento posterior, utilizando el SMTA como tratamiento secundario
(Zambrano, 2006) y un tratamiento terciario en serie de macrófitas acuáticas en
humedales artificiales (Rodríguez, 2009).
Como recomendaciones prácticas dadas por el Centro nacional de investigaciones de
Café, en cuanto al manejo de aguas residuales provenientes del beneficio del café se
tiene:
 Adoptar el despulpado en seco y el transporte de la pulpa sin agua: La adopción
de despulpado de los frutos sin agua y su transporte por gravedad a las fosas se
constituye en la acción ambiental más importante en el beneficio húmedo del café,
dado que el agua en esta etapa genera el mayor impacto ambiental negativo sobre
los ecosistemas, por la cantidad de compuestos orgánicos de baja
biodegradabilidad que se solubilizan en ella, cuando entra en contacto con la
pulpa, la cual es responsable de las tres cuartas partes de la contaminación
potencial que se pueda producir en los beneficiaderos de café.
 Construir una fosa techada para almacenar la pulpa: La pulpa y el mucílago
representan el 100% de los residuos que se generan durante el proceso de
beneficio húmedo de café. La construcción de una fosa techada para la
descomposición de la pulpa permite evitar el 75% de la contaminación hídrica, si el
transporte de la pulpa se realiza por gravedad o mecánicamente, sin la utilización
de agua.
 Transformar la pulpa en abono orgánico mediante un compostaje o
lombricompostaje techado: El lombricompostaje de la pulpa de café se considera la
práctica más sencilla para el aprovechamiento eficiente de este subproducto, dado
que acelera su proceso de transformación, disminuye la mano de obra y mejora los
rendimientos del abono orgánico obtenido.
P á g i n a | 13
 Racionalizar el consumo de agua en las etapas de desmucilaginado, lavado y
clasificación del café: El uso racional del agua en el desmucilaginado natural y en
el lavado del café, permite reducir el volumen y aumentar la concentración de la
contaminación orgánica en los residuos líquidos producidos, lo que hace más
económico su tratamiento.
 Implementar sistemas de tratamiento para las aguas residuales: Las aguas
residuales que se producen durante el proceso de beneficio húmedo de café, son
biodegradables y su concentración de materia orgánica es alta, correspondiente a
poderes contaminantes entre 60 y 240 veces superiores a las aguas residuales
domésticas. Para el tratamiento de las aguas mieles provenientes del lavado del
grano utilizar los Sistemas Modulares para el tratamiento Anaerobio, SMTA, los
cuales permiten el tratamiento del mucílago fermentado, que corresponde al 28%
de la contaminación total que generan los subproductos del café. Para el caso del
uso del desmucilaginado mecánico y la mezcla del mucílago con la pulpa del café,
implementar antes de los SMTA, Sistema de Tratamiento Primario para los
Lixiviados que se generan, como el desarrollado por Cenicafé, denominado STBL,
generado para la tecnología Becolsub.
Lo anterior es una muestra de cómo a través de la investigación y partiendo de la voluntad
de los sectores se puede generar el menor impacto posible al ambiente y contribuir a dar
solución a una de las problemáticas que afecta no sólo el sector industrial si no también el
doméstico; pues a pesar de que contamos con un marco normativo y orientaciones
técnicas para el adecuado tratamiento de aguas residuales, para cada comunidad,
municipio o sector se debe tener una fase de diagnóstico inicial que permita determinar
cuáles operaciones unitarias deben implementarse para tener un tratamiento de aguas
residuales eficiente.
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CONCLUSIONES
 A medida que la exigencia por los recursos de agua dulce aumente y que el cambio
climático afecta a la disponibilidad de recursos naturales, se hará más difícil satisfacer
las demandas que tengan componentes socioeconómicos manteniendo a la vez la
integridad del ecosistema y la sostenibilidad del medio ambiente.
 El tratamiento de aguas residuales es fundamental para el bienestar de la sociedad,
cuando se contaminan las fuentes hídricas, se permite que los contaminantes se
diseminen por muchos medios, siendo esta una de las razones por las que en los
municipios donde hay menor tratamiento de aguas residuales, es mayor la afectación
a la salud de niños y adultos.
 Existe un marco normativo y técnico que da orientaciones sobre el tratamiento de las
aguas residuales que producen los diferentes sectores en el país; pero se requiere de
una acción conjunta entre los sectores para que los diseños propuestos e
implementados para el tratamiento, sean producto de la investigación y la definición de
la eficiencia necesaria para cada sector y no copiar el mismo modelo para varios
sectores o municipios sin verificar estas condiciones.
 La inversión en plantas de tratamiento de aguas es escasa, en el país no se destina lo
suficiente para que los beneficios del tratamiento de aguas puedan mejorar las
condiciones de poblaciones vulnerables. Los recursos se destinan en actividades que
no tienen el mismo impacto para tantos factores (salud, economía, ambiente etc.)
como tiene el tratamiento de agua. En muchos de los municipios la corrupción afecta
la implementación de plantas de tratamiento de aguas residuales, en ocasiones se
inician algunas obras, pero no se terminan o se quedan simplemente en estudios.
Pues a pesar de que existen políticas que pretenden velar por la protección y el buen
uso de los recursos hídricos, estas quedan en letra muerta, ya que es poco o nulo el
trabajo que hacen las autoridades para hacerlas cumplir.
 Las aguas residuales que se producen durante el proceso de beneficio húmedo del
fruto del café poseen características fisicoquímicas particularmente agresivas con el
medio ambiente, lo que redunda en la perdida de la fauna y flora de los cuerpos de
agua que reciben estas grandes cantidades de aguas residuales. No obstante, la
investigación que orienta Cenicafé para el sector cafetero ha originado además de
mejores prácticas de beneficio para el ahorro del agua, los Sistemas Modulares de
Tratamiento Anaeróbico - SMTA para reducir más del 80% de la contaminación
presente en las aguas residuales de lavado o mieles del café, alcanzando remociones
de carga orgánica que permiten cumplir con lo exigido por la legislación colombiana.
Sin embargo, los efluentes del SMTA, aún tienen un contenido relativamente
P á g i n a | 15
significativo de carga orgánica que ocasiona impactos ambientales adversos sobre el
ecosistema por lo que es necesario implementar sistemas de postratamiento que
minimicen o eviten este impacto como son los humedales artificiales. Sin que lo
anterior signifique que ya se haya encontrado la solución definitiva a la problemática,
pues se hace necesario continuar con estos procesos de investigación que permitan
mejorar los sistemas de tratamiento existentes y encontrar otros que contribuyan a la
solución del problema.
 En general para todos los sectores económicos y los municipios del país, es necesario
fortalecer los programas de educación ambiental, para crear cultura en el ahorro del
recurso e implementar tecnologías de menor consumo de agua; esto contribuirá a la
generación de menor cantidad de aguas residuales, y por ende a la gestión integral
del recurso hídrico.
P á g i n a | 16
BIBLIOGRAFÍA
 Alcaldía de Bogotá. (2011). Documento Técnico Línea de Intervención Calidad de
Agua y Saneamiento Básico.
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P á g i n a | 17
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P á g i n a | 18
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  • 1. UNIVERSIDAD DE MANIZALES MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE COHORTE VIRTUAL XVII TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES POR DIANA PATRICIA TORRES SOLANO NESTOR YOBANY RODRÍGUEZ BAQUERO JUAN CARLOS GARCÍA BERNAL LUIS GABRIEL MORALES RODRÍGUEZ MAYO DE 2016
  • 2. P á g i n a | 1 Contenido RESUMEN............................................................................................................................... 2 INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 3 OBJETIVOS ............................................................................................................................ 4 MARCO TEÓRICO Y DISCUSIÓN .......................................................................................... 5 CONCLUSIONES ...................................................................................................................14 BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................16
  • 3. P á g i n a | 2 RESUMEN El presente análisis muestra la importancia que tiene el tratamiento de las aguas residuales para la comunidad y cualquier sector económico, a su vez las variables sociales, políticas, legislativas y técnicas que se deben tener en cuenta para el diseño de una planta o sistema de tratamiento. Teniendo en cuenta que una de las variables más importantes dentro del saneamiento básico, es el tratamiento de aguas residuales; y que la descarga incontrolada de aguas residuales sobre el agua o el suelo genera cambios en las características fisicoquímicas de la fuente que las recibe. Desde el punto de vista legal, la legislación relacionada además la Constitución Política, incluye una serie de leyes, decretos y resoluciones, como el decreto - ley 2811 de 1974, el decreto 1541 de 1978, la ley 9 de 1979, el decreto 3100 de 2003, el decreto 3440 de 2004, la resolución 1433 de 2004, la resolución 2145 de 2005, la resolución 075 de 2011 y la resolución 631 de 2015; teniendo como referente el título E del Reglamento del sector agua potable y saneamiento básico a través del cual se fijan los criterios básicos y los requisitos mínimos para la conceptualización, diseño, construcción, supervisión técnica, puesta en marcha, operación y mantenimiento de un sistema de tratamiento. En cumplimiento con la normativa y buscando mejorar las condiciones ambientales del territorio, existen experiencias exitosas en cuanto a tratamiento de aguas residuales como las investigaciones realizadas por Cenicafé que le han permitido diseñar e implementar en las fincas para el tratamiento del mucílago los Sistemas Modulares de tratamiento Anaerobio (SMTA), que alcanza una remoción de carga orgánica del 80%; eficiencia que puede incrementarse al implementar un humedal artificial como tratamiento terciario. Lo anterior permite confirmar que a través de la investigación y partiendo de la voluntad de los diversos sectores sociales y económicos se puede aportar a dar solución a una de las problemáticas más importantes en el área ambiental a nivel mundial.
  • 4. P á g i n a | 3 INTRODUCCIÓN Una de las variables más importantes dentro del saneamiento básico, es el tratamiento de aguas residuales generadas como subproducto de actividad agrícola, pecuaria, industrial o doméstica. La descarga incontrolada de estas aguas sobre fuentes superficiales genera cambios en las características fisicoquímicas de la fuente que las recibe, que son de mayor o menor intensidad dependiendo de la concentración del contaminante, el volumen de la descarga y el oxígeno disuelto que se encuentra en el cuerpo receptor. La realidad de Colombia en cuanto al manejo de las aguas residuales en las diferentes fuentes hídricas, es muy similar al contexto latinoamericano en que se sigue sin limpiar cerca del 80% de estas aguas que finalmente llegan a contaminar nuestros mares circundantes. Se podría pensar que esta va a ser una problemática que va a continuar en ascenso, pues la tendencia actual es que la población en las ciudades cada vez va aumentando, el flujo de población que migra del sector rural a engrosar la población del sector urbano presenta un aumento vertiginoso, por lo que se prevé que la contaminación vaya cada vez más en aumento y el volumen de aguas residuales contaminadas sean cada vez mayor en los centros urbanos. La solución a la problemática del manejo de aguas residuales debe analizarse a partir de dos perspectivas diferentes; la primera es cómo se dan las soluciones de saneamiento adecuadas para la comunidad tanto urbana como rural para que cuenten con sistemas de alcantarillado eficientes y éstos a su vez terminen en una planta de tratamiento de aguas residuales antes de ser vertidos directamente en la aguas o el suelo; la otra mirada es el control que se debe hacer al sector industrial para que realicen el tratamiento adecuado a los residuos generados; control que es específico para cada sector; por ejemplo, una de las actividades agrícolas de mayor preocupación frente a la generación de aguas residuales es la producción de café, durante su beneficio se genera un volumen considerable de sólidos y líquidos, entre ellos el mucílago; estas aguas residuales poseen una elevada carga orgánica, acidez y sólidos suspendidos, lo que hace que su tratamiento sea más complejo que el de un agua residual doméstica. Sin embargo, el sector cafetero consciente del gran compromiso que tiene con el medio ambiente viene adoptando tecnologías para implementar en los predios, involucrando procesos eficientes en reducción de la cantidad de agua que se utiliza en el proceso de beneficio, así como del correcto tratamiento de lixiviados para que no lleguen a las fuentes hídricas.
  • 5. P á g i n a | 4 OBJETIVOS • Analizar la incidencia del factor antropogénico como causante del origen de aguas residuales contaminadas. • Realizar un análisis del efecto contaminante del sector cafetero en Colombia. • Mostrar tecnologías apropiadas, económicas e integrales para el tratamiento de las aguas residuales generadas en el proceso de beneficio del café. • Mostrar la evolución de la investigación generada por Cenicafé en procura de realizar un correcto tratamiento de aguas residuales provenientes del beneficio del café.
  • 6. P á g i n a | 5 MARCO TEÓRICO Y DISCUSIÓN La oferta hídrica per cápita accesible, en nuestro país, se está viendo influenciada por el fenómeno del calentamiento global, por el crecimiento en la demanda de zonas con déficit hídrico y por acciones antropogénicas como la deforestación, el cambio en el uso del suelo y los vertimientos de contaminantes a las fuentes de agua, lo que hace que se presenten dificultades en la disponibilidad espacial y temporal del agua superficial a nivel regional y local. Según el Informe de las Naciones Unidas Sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos en el mundo 2016, desde la década de los 90, la contaminación de las aguas ha empeorado en casi todos los ríos de América Latina, África y Asia. Entre las principales causas están el aumento de los vertimientos de aguas residuales no tratadas en las corrientes de agua dulce y las prácticas no sostenibles de uso del suelo que aumentan la erosión y conducen a un aumento de las cargas de carbonos y sedimentos. Esta tendencia es impulsada por el crecimiento demográfico, la urbanización y el aumento del número de estructuras industriales y agrícolas de pequeñas dimensiones que no siempre están bien manejadas y generan aguas residuales no tratadas. Cuando se habla de aguas residuales, se hace referencia a aquel subproducto del desarrollo de alguna actividad y cuyas características fisicoquímicas han sido afectadas de forma negativa. Su descarga directa sobre una fuente de agua genera principalmente disminución del oxígeno disuelto y formación de depósitos de lodo en el cuerpo receptor; por tanto, se hace necesario y está definida por la ley la necesidad de realizar antes de su vertido un tratamiento; es decir el conjunto de operaciones unitarias, para que por medios físicos, químicos o biológicos se remuevan los contaminantes presentes. Los sistemas de tratamiento generalmente están compuestos por un tratamiento preliminar que tiene como objetivo la remoción de sólidos grandes y abrasivos; un tratamiento primario para la remoción de contaminantes sedimentables, algunos sólidos suspendidos y flotantes a través de procesos físicos principalmente; un tratamiento secundario con el que se busca remover la materia orgánica soluble y suspendida mediante procesos biológicos y un tratamiento terciario para remover los remanentes de nitrógeno, fósforo, sólidos orgánicos e inorgánicos disueltos y acondicionar los lodos resultantes de los procesos anteriores para su aprovechamiento o disposición final. Para lograr el bienestar de las fuentes hídricas, se han desarrollado políticas que se encuentran directamente relacionadas con la protección, el buen uso y la reposición de los recursos naturales renovables, especialmente el recurso hídrico, estas se encuentran enmarcadas en la Constitución Política en sus artículos 8, 79 y 80, en los que se estipula la obligación del estado y de las personas a proteger las áreas de especial importancia
  • 7. P á g i n a | 6 ecológica; y de garantizar su desarrollo sostenible, su conservación y restauración (Constitución Política de Colombia, 1991) En cuanto a leyes, decretos y resoluciones, se puede enunciar que a través del Código nacional de los recursos nacionales, decreto - ley 2811 de 1974, se definen la regulación en cuanto a la prevención y contaminación del agua. Con el decreto 1541 de 1978 se prohíbe verter sin tratamiento residuos sólidos, líquidos o gaseosos. A través de la ley 9 de 1979 se dictan las medidas sanitaras, se regula el control sanitario del uso del agua en su suministro, reglamenta lo respectivo a aguas superficiales, aguas subterráneas, aguas lluvias, su conducción y potabilización. El decreto 3100 de 2003 reglamenta las tasas retributivas por la utilización directa del agua como receptor de los vertimientos puntuales, el cual es modificado en aspectos de implementación por el decreto 3440 de 2004. Asimismo, a este tema se encuentra asociada toda la normatividad relacionada con los planes de saneamiento y manejo de vertimientos resolución 1433 de 2004 y resolución 2145 de 2005. Con la Resolución 075 de 2011, se adopta el formato de reporte sobre el estado de cumplimiento de la norma de vertimientos puntual al alcantarillado público y es con la resolución 631 de 2015 en donde se establecen parámetros y los valores límites máximos permisibles en los vertimientos puntuales a cuerpos de agua superficiales y a los sistemas de alcantarillado público y realiza el control de las sustancias contaminantes que llegan a los cuerpos de agua vertidas por 73 actividades productivas presentes en ocho sectores económicos del país. Las normas descritas anteriormente son de importancia a la hora de escoger el sistema de tratamiento a implementar en una planta de tratamiento de aguas residuales, pues me determina el porcentaje de eficiencia mínimo que debe cumplir el mismo. Existe un reglamento específico para el sector de diseño de una planta de tratamiento de aguas residuales (Resolución 1096 de 2000), que es el Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico – RAS, con el que se fijan los requisitos técnicos que deben cumplir los diseños, las obras y procedimientos correspondientes tanto para el sector de agua potable, como para Saneamiento Básico; al igual que para sus actividades complementarias, señaladas en la Ley 142 de 1994. En el RAS hay un título específico para aguas residuales que es el Título E - Tratamiento de aguas residuales, en este se “fijan los criterios básicos y los requisitos mínimos que deben reunir los diferentes procesos involucrados en la conceptualización, el diseño, la construcción, la supervisión técnica, la puesta en marcha, la operación y el mantenimiento de un sistema de tratamiento”. (RAS 2000, Título E). En la resolución 1096 de 2000, reglamentaria del RAS, también se hacen consideraciones frente a los factores económicos del tratamiento de aguas residuales, pues en el artículo 48 define que: La evaluación socioeconómica de proyectos debe realizarse con el objeto de medir el aporte neto de un proyecto o política de inversión social al bienestar de
  • 8. P á g i n a | 7 una comunidad. Es decir, tendrá la capacidad de establecer la bondad del proyecto o programa para la economía nacional en su conjunto. En estos términos, el valor de cualquier bien, factor o recurso a ser generado o utilizado por el proyecto debe valorarse según su contribución al bienestar nacional. Para proyectos de agua potable y saneamiento básico se permiten los siguientes tipos de estudios socio-económicos: 1. Análisis costo-eficiencia. 2. Análisis de costo mínimo, de expansiones de capacidad. (Art. 48) Adicionalmente en el documento Modelo de costos para el tratamiento de las aguas residuales en la Región (Quintero, Zapata & Guerrero, 2007), se realiza un diagnóstico económico del tratamiento de aguas residuales; mencionando que se necesitan alrededor de “US$ 2.600 millones, e inversiones adicionales por unos US$ 800 millones para completar las redes de colectores e interceptores. De acuerdo con estimaciones presentadas en el estudio, Plan Decenal de Aguas Residuales contratado por el Ministerio de Medio Ambiente” (Quintero, et al. 2007.). Esta inversión es considerable y se calcula que solo se podría cubrir el 12% con la financiación actual, siendo evidente que la inversión con respecto a lo requerido es muy baja y además en el país se evidencia poca planificación, siendo necesario que la comunidad política y la sociedad en general tomen conciencia de la importancia del manejo de las aguas, para su reutilización y conservación. Debido a que Colombia es un país descentralizado, el manejo de los recursos se da a nivel municipal. Donde cada municipio es responsable de la destinación de sus recursos. Es por este motivo que el tratamiento de aguas residuales en Colombia es muy heterogéneo. Así como hay departamentos con un cubrimiento del 100% de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR), se encuentran municipios que no tienen, o no se hace un manejo adecuado de los residuos líquidos producto de las actividades domésticas o de producción industrial. Según Superservicios. (2013), “480 municipios cuentan con sistemas de tratamiento de aguas residuales (STAR); estos municipios suman 583 STAR. Para 2013, 480 municipios realizaron algún tratamiento a sus aguas residuales; esto equivale al 43,5% de los municipios del país” (p. 27). En la gráfica a continuación se observa el porcentaje de municipios que presentan sistemas de tratamiento de aguas residuales (STAR) en cada departamento, en comparación con el total de municipios por departamento que reportaron información para el estudio realizado.
  • 9. P á g i n a | 8 Fuente: Superservicios (2013). Informe técnico sobre sistemas tratamiento de aguas residuales. p. 28 Al analizar la gráfica, se observa la relación directa que tiene los sistemas de tratamiento de aguas residuales con el bienestar de sociedad. Si comparamos los departamentos con menor número de STAR, con el índice de mortalidad infantil, de acuerdo con lo manifestado por UNICEF Colombia. (2014): Según cifras oficiales, en 2012, la tasa nacional de mortalidad infantil era de 17,47 por cada 1.000 nacidos vivos. Sin embargo, en seis de los departamentos con mayor porcentaje de comunidades indígenas, este indicador era más del doble. La tasa de mortalidad en menores de cinco años es más del doble del promedio nacional (19.72) en los departamentos del Pacífico (Chocó, 53,18%) y la región Amazónica (47,51); en La Guajira es de 39,60. En Chocó, la tasa de mortalidad materna es 224 por 100.000 nacidos vivos, más de tres veces el promedio nacional (65,89). (p. 15): Es claro que en los Municipios donde no se realiza un adecuado manejo de las aguas residuales la mortalidad infantil sea mucho mayor, en muchos de los casos por infecciones intestinales o por cólera.
  • 10. P á g i n a | 9 Esta realidad que se ve a nivel municipal no es muy distinta a la que se vive en la industria de nuestro país. Un ejemplo de ello es el sector cafetero. Las regiones colombianas productoras de café aportan grandes cantidades de contaminantes a las fuentes hídricas, estos provienen del beneficio del café cuando el proceso se realiza mediante el beneficio húmedo del café, en este proceso se invierten grandes cantidades de agua y se descarta casi el 80 % del fruto pues se le considera de poco valor económico y por tanto se convierte en material de desecho. El aporte contaminante no solo proviene del proceso de la obtención del grano en el beneficiadero, durante la producción del fruto se invierten grandes cantidades de fertilizantes y pesticidas que son arrastrados por las aguas de lluvia y de riego proporcionando un aporte importante de sustancias químicas a las fuentes hídricas. La caficultura, hasta hace menos de 20 años, no estuvo exenta de generar estos impactos negativos al medio ambiente, pues dentro de la actividad agrícola ha sido uno de los componentes que más demanda de agua ha requerido en su proceso productivo y que más contaminación ha generado. En el proceso de beneficio del café se utilizaban más de 40 litros de agua para producir 1 kilogramo de café pergamino seco, y el agua residual generada era vertida sobre las fuentes de agua, afectando su disponibilidad para el uso posterior del recurso y acabando con la vida acuática presente en los cuerpos de agua. De igual manera la pulpa de café era arrojada a las quebradas o dispuesta a campo abierto para que sufriera los procesos naturales de descomposición convirtiéndose en un potencial contaminante de las aguas superficiales, cuando las lluvias lixiviaban parte de sus componentes (Rodríguez, Zambrano, & Ramírez, 2013). Este proceso de arrojar los residuos resultantes del procesamiento del café a las fuentes de agua ha provocado un incremento de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO, DQO), aumento de la carga de sólidos totales (SST), incremento en la temperatura del agua, generación de olores y pérdida de la calidad del agua, lo que redunda en la afectación y/o perdida de la fauna y la flora de la fuente hídrica. Se trata de una forma de contaminación severa del agua que se da en las épocas de cosecha y que imposibilita su aprovechamiento para acueductos, afecta la fauna acuática y limita los usos recreativos (Pérez, N., & Castillos, R. 2014). Durante el proceso de beneficiado del café, el agua es usada en aproximadamente un 30% en despulpar el fruto y en transportarlo, el restante 70% se emplea en el lavado del café fermentado (agua de lavado), resultando cargado de sustancias provenientes de la degradación de la pectina, principalmente el mucílago. Estas aguas son reutilizadas hasta que alcanzan una gran cantidad de sólidos, y de sustancias solubles provenientes de la pulpa y el mucílago; para su desecho es
  • 11. P á g i n a | 10 imperativo diluirlas con agua limpia desechando así una gran cantidad de aguas residuales a las fuentes hídricas. Cualquier tipo de desecho que es arrojado a las fuentes hídricas representan un potencial contaminante, en el caso del procesamiento del café se evidencia que las aguas residuales contienen grandes cantidades de material orgánico que al ser vertidas a los cuerpos receptores implica las siguientes consecuencias:  Aumento de la Demanda Bioquímica de Oxígeno en el Agua: al incrementarse de forma artificial la cantidad de materia orgánica que se debe encontrar en la fuente hídrica, aumenta la población de microorganismos que se suplen de ella y por ende la cantidad de oxigeno que necesitan para degradarla disminuye, este consumo intenso de oxígeno, provoca que el oxígeno disuelto en el agua disminuya drásticamente poniendo en riesgo la supervivencia de animales y plantas generando un desequilibrio biológico.  Disminución del pH o acidificación del agua: Variaciones en pH pueden tener efectos marcados sobre cada uno de los niveles de organización de la materia viva, desde el nivel celular hasta el nivel de ecosistemas (López, 1993). Todo organismo vivo es susceptible a los cambios en el pH, más aún cuando se dan en su hábitat natural. La alteración del pH a consecuencia del despulpe, genera la acidificación de los cuerpos de agua provocando desequilibrios ecológicos ya que el hábitat se ve sensiblemente afectado a los cambios de pH. Tanto la deficiencia en la cantidad de oxigeno como la disminución del pH causan afectaciones en la flora y fauna acuática, produciéndose la muerte de los peces, así como la de las plantas acuáticas, igualmente se produce la acidificación del suelo aledaño a los cuerpos receptores, el agua residual al ser vertida a los cuerpos receptores o a terrenos, disminuye sus nutrientes naturales y sus cualidades reproductivas. Las hojas de los árboles y arbustos se queman, y los tallos presentan grosores inadecuados (Molina & Villatoro, 2006).  Modificaciones en el paisaje acuático y terrestre: Además de las aguas residuales que se vierten a las fuentes hídricas se encuentran todos los desechos sólidos en suspensión provenientes del despulpe que en muchas ocasiones acompañan a las aguas de desecho o son arrojados sin control, este aumento exagerado de sólidos en suspensión en el agua le resta belleza paisajística a los cuerpos de agua, además que debido a la elevada cantidad de materia orgánica flotante se promueven la proliferación de bacterias anaerobias que hacen que el agua se descomponga, y cuando es depositada en terrenos o quebradas el efecto de la erosión y los charcos de agua con sedimentos dejan un mal aspecto al paisaje natural. Los beneficiaderos de café, para ahorrar costos, tradicionalmente han estado ubicados cerca de una fuente perenne de agua, en la época de beneficio, estos consumen enormes cantidades de agua, haciendo que el caudal de las fuentes disminuya considerablemente, minimizando el uso de este recurso en otras actividades como la
  • 12. P á g i n a | 11 pesca, el regadío de otro tipo de cultivos y la recreación, este alto consumo de agua regularmente proveniente de una fuente o cuerpo receptor cercano lo que genera que las aguas residuales igualmente sean arrojadas fácilmente a las fuentes hídricas (Molina & Villatoro, 2006). A partir de 1984 y hasta la fecha, las investigaciones de Cenicafé se intensificaron en el manejo integral del agua utilizada en el proceso de beneficio, lo que involucró el diagnóstico de la contaminación generada en el proceso (Zambrano& Zuluaga, 1993), el balance de materia en términos de contaminación orgánica, en el proceso de beneficio húmedo de café, la racionalización del agua limpia utilizada en el proceso (Álvarez, 1991), el tratamiento primario, secundario (Zambrano, Isaza, Rodríguez & López, 1999) y postratamiento de las aguas residuales generadas (Rodríguez, 2009) y la utilización integral de los subproductos para generar productos de valor agregado (Dávila & Ramírez, 1996); como se observa la institucionalidad cafetera consciente de su responsabilidad desarrolla a lo largo de muchos años los mecanismos fundamentados en la investigación y tendientes a disminuir la carga contaminante que aporta el sector en las fuentes hídricas todo esto soportado en su Plan Operativo bajo los ejes productivo, social, económico y ambiental. La calidad del café de Colombia es una característica que lo identifica a nivel mundial, pero que está asociada a la utilización de agua en el proceso de beneficio. A continuación, se describen los procesos inmersos en este beneficio pero que han sufrido modificaciones con el objetivo de tratar las aguas residuales resultantes (Rodríguez et al, 2013):  El despulpado y transporte de la pulpa sin agua a fosas techadas, indudablemente se constituye en la acción ambiental preventiva más importante, ya que solo esta práctica evita que el 72% de la contaminación potencial de los subproductos del beneficio húmedo del café llegue a las fuentes hídricas a través de la pulpa, perdiéndose la posibilidad de transformarla y darle valor agregado.  El 28% restante de la contaminación la genera el mucílago y su disposición se orienta hacia el tratamiento utilizando Sistemas Modulares de tratamiento Anaerobio (SMTA), en pequeñas y medianas fincas cafeteras, que remueven el mucílago por fermentación natural y utilizan el tanque tina para lavar el grano, con consumos de agua entre 4 y 5 litros por kilogramo de café pergamino seco (Zambrano et al, 2010). Los Sistemas Modulares de tratamiento Anaerobio (SMTA), son un tratamiento biológico que está compuesto por una trampa de pulpas para evitar que partículas superiores a 5 mm ingresen al resto del sistema y puedan obstruir las tuberías, una serie de tanques de polietileno que funcionan como los reactores hidrolíticos acidogénicos, en los que se solubiliza el material sólido suspendido; seguido por una o dos recámaras dosificadoras, para la retención de material orgánico no solubilizado y control de caudal; unos tanques de polietileno que realizan las veces de reactores metanogénicos, que tiene unos
  • 13. P á g i n a | 12 trozos de guadua o botellas no retornables en los que se establecen los microorganismos metanogénicos; con este sistema se remueve el 80% de la contaminación orgánica presente (Zambrano, Zambrano, Rodríguez & López, 2010). Esta práctica deberá acompañarse con un postratamiento que permita atenuar el impacto ambiental sobre los organismos acuáticos e incrementar la eficiencia de la remoción de la contaminación orgánica del agua residual (Rodríguez, 2009), desde 80% con sólo SMTA, hasta cerca del 95% utilizando humedales artificiales con macrófitas acuáticas.  Para productores cafeteros grandes que utilizan el desmucilaginado mecánico y la mezcla del mucílago con la pulpa, se hace necesaria la utilización de los Sistemas de Tratamiento Primario para Lixiviados proveniente del Becolsub (STLB) (Zambrano & Cárdenas, 2000), el cual está basado en principios tales como: lecho de secado, efecto invernadero, compostaje y reactor hidrolítico/acidogénico que permiten disminuir la carga orgánica de las aguas residuales hasta valores que permitan su tratamiento posterior, utilizando el SMTA como tratamiento secundario (Zambrano, 2006) y un tratamiento terciario en serie de macrófitas acuáticas en humedales artificiales (Rodríguez, 2009). Como recomendaciones prácticas dadas por el Centro nacional de investigaciones de Café, en cuanto al manejo de aguas residuales provenientes del beneficio del café se tiene:  Adoptar el despulpado en seco y el transporte de la pulpa sin agua: La adopción de despulpado de los frutos sin agua y su transporte por gravedad a las fosas se constituye en la acción ambiental más importante en el beneficio húmedo del café, dado que el agua en esta etapa genera el mayor impacto ambiental negativo sobre los ecosistemas, por la cantidad de compuestos orgánicos de baja biodegradabilidad que se solubilizan en ella, cuando entra en contacto con la pulpa, la cual es responsable de las tres cuartas partes de la contaminación potencial que se pueda producir en los beneficiaderos de café.  Construir una fosa techada para almacenar la pulpa: La pulpa y el mucílago representan el 100% de los residuos que se generan durante el proceso de beneficio húmedo de café. La construcción de una fosa techada para la descomposición de la pulpa permite evitar el 75% de la contaminación hídrica, si el transporte de la pulpa se realiza por gravedad o mecánicamente, sin la utilización de agua.  Transformar la pulpa en abono orgánico mediante un compostaje o lombricompostaje techado: El lombricompostaje de la pulpa de café se considera la práctica más sencilla para el aprovechamiento eficiente de este subproducto, dado que acelera su proceso de transformación, disminuye la mano de obra y mejora los rendimientos del abono orgánico obtenido.
  • 14. P á g i n a | 13  Racionalizar el consumo de agua en las etapas de desmucilaginado, lavado y clasificación del café: El uso racional del agua en el desmucilaginado natural y en el lavado del café, permite reducir el volumen y aumentar la concentración de la contaminación orgánica en los residuos líquidos producidos, lo que hace más económico su tratamiento.  Implementar sistemas de tratamiento para las aguas residuales: Las aguas residuales que se producen durante el proceso de beneficio húmedo de café, son biodegradables y su concentración de materia orgánica es alta, correspondiente a poderes contaminantes entre 60 y 240 veces superiores a las aguas residuales domésticas. Para el tratamiento de las aguas mieles provenientes del lavado del grano utilizar los Sistemas Modulares para el tratamiento Anaerobio, SMTA, los cuales permiten el tratamiento del mucílago fermentado, que corresponde al 28% de la contaminación total que generan los subproductos del café. Para el caso del uso del desmucilaginado mecánico y la mezcla del mucílago con la pulpa del café, implementar antes de los SMTA, Sistema de Tratamiento Primario para los Lixiviados que se generan, como el desarrollado por Cenicafé, denominado STBL, generado para la tecnología Becolsub. Lo anterior es una muestra de cómo a través de la investigación y partiendo de la voluntad de los sectores se puede generar el menor impacto posible al ambiente y contribuir a dar solución a una de las problemáticas que afecta no sólo el sector industrial si no también el doméstico; pues a pesar de que contamos con un marco normativo y orientaciones técnicas para el adecuado tratamiento de aguas residuales, para cada comunidad, municipio o sector se debe tener una fase de diagnóstico inicial que permita determinar cuáles operaciones unitarias deben implementarse para tener un tratamiento de aguas residuales eficiente.
  • 15. P á g i n a | 14 CONCLUSIONES  A medida que la exigencia por los recursos de agua dulce aumente y que el cambio climático afecta a la disponibilidad de recursos naturales, se hará más difícil satisfacer las demandas que tengan componentes socioeconómicos manteniendo a la vez la integridad del ecosistema y la sostenibilidad del medio ambiente.  El tratamiento de aguas residuales es fundamental para el bienestar de la sociedad, cuando se contaminan las fuentes hídricas, se permite que los contaminantes se diseminen por muchos medios, siendo esta una de las razones por las que en los municipios donde hay menor tratamiento de aguas residuales, es mayor la afectación a la salud de niños y adultos.  Existe un marco normativo y técnico que da orientaciones sobre el tratamiento de las aguas residuales que producen los diferentes sectores en el país; pero se requiere de una acción conjunta entre los sectores para que los diseños propuestos e implementados para el tratamiento, sean producto de la investigación y la definición de la eficiencia necesaria para cada sector y no copiar el mismo modelo para varios sectores o municipios sin verificar estas condiciones.  La inversión en plantas de tratamiento de aguas es escasa, en el país no se destina lo suficiente para que los beneficios del tratamiento de aguas puedan mejorar las condiciones de poblaciones vulnerables. Los recursos se destinan en actividades que no tienen el mismo impacto para tantos factores (salud, economía, ambiente etc.) como tiene el tratamiento de agua. En muchos de los municipios la corrupción afecta la implementación de plantas de tratamiento de aguas residuales, en ocasiones se inician algunas obras, pero no se terminan o se quedan simplemente en estudios. Pues a pesar de que existen políticas que pretenden velar por la protección y el buen uso de los recursos hídricos, estas quedan en letra muerta, ya que es poco o nulo el trabajo que hacen las autoridades para hacerlas cumplir.  Las aguas residuales que se producen durante el proceso de beneficio húmedo del fruto del café poseen características fisicoquímicas particularmente agresivas con el medio ambiente, lo que redunda en la perdida de la fauna y flora de los cuerpos de agua que reciben estas grandes cantidades de aguas residuales. No obstante, la investigación que orienta Cenicafé para el sector cafetero ha originado además de mejores prácticas de beneficio para el ahorro del agua, los Sistemas Modulares de Tratamiento Anaeróbico - SMTA para reducir más del 80% de la contaminación presente en las aguas residuales de lavado o mieles del café, alcanzando remociones de carga orgánica que permiten cumplir con lo exigido por la legislación colombiana. Sin embargo, los efluentes del SMTA, aún tienen un contenido relativamente
  • 16. P á g i n a | 15 significativo de carga orgánica que ocasiona impactos ambientales adversos sobre el ecosistema por lo que es necesario implementar sistemas de postratamiento que minimicen o eviten este impacto como son los humedales artificiales. Sin que lo anterior signifique que ya se haya encontrado la solución definitiva a la problemática, pues se hace necesario continuar con estos procesos de investigación que permitan mejorar los sistemas de tratamiento existentes y encontrar otros que contribuyan a la solución del problema.  En general para todos los sectores económicos y los municipios del país, es necesario fortalecer los programas de educación ambiental, para crear cultura en el ahorro del recurso e implementar tecnologías de menor consumo de agua; esto contribuirá a la generación de menor cantidad de aguas residuales, y por ende a la gestión integral del recurso hídrico.
  • 17. P á g i n a | 16 BIBLIOGRAFÍA  Alcaldía de Bogotá. (2011). Documento Técnico Línea de Intervención Calidad de Agua y Saneamiento Básico.  Álvarez, J. despulpado de café sin agua. Chinchiná: Cenicafé. 1991. 6 p. (Avance Técnico No. 164)  Camero, C., & Zamora, F. (2016). En torno al derecho humano al agua y al saneamiento en la carta encíclica Laudato Si del Santo Padre Francisco. Revista de Derecho, Agua y Sostenibilidad - REDAS. Recuperado de http://redas.webs.uvigo.es/index.php/es/suscriptores/41-en-torno-al-derecho-humano- al-agua-y-el-saneamiento  Crites, R. y Tchobanoglous, G. (2000). Sistema de manejo de aguas residuales. Bogotá D.C. Editorial Mc Graw Hill.  Dirección de agua potable y saneamiento básico, Ministerio de desarrollo económico. (2000). Reglamento técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS- 2000 Titulo E. Bogotá.  Defensoría del Pueblo. (2012). Evaluación del cumplimiento del derecho al agua. Recuperado de: http://www.defensoria.gov.co/attachment/34/Evaluaci%C3%B3n%20del%20cumplimie nto%20del%20derecho%20al%20agua.pdf.  Lizarazo, J. Y Orjuela, M. (2013). Sistemas de plantas de tratamiento de aguas residuales en Colombia. Monografía (Especialización en Administración en Salud Pública) Universidad Nacional de Colombia. Bogotá.  López, R. M. (1993). Teoría de los sistemas ecológicos (Vol. 1). EdicionsUniversitat Barcelona.  Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial - Departamento Nacional de Planeación. (2004). Plan Nacional de Manejo de Aguas Residuales Municipales en Colombia.
  • 18. P á g i n a | 17  Muro, C., Escobar, J., Zavala, R., Esparza, M., Castellanos, J., Gómez, R., & García, M. (2009). Evaluación del proceso de microfiltración en un efluente residual de una industria alimenticia para su reuso. Revista internacional de Contaminación Ambiental, 25(4), 229-238.  Pabon, J., & Sanz, J. (2009). Manejo del café desmucilaginado mecánicamente. Chinchiná: Cenicafé.  Pérez, N., & Castillos, R. (2014). Impacto ambiental en el cultivo y procesamiento del café y su repercusión social.  Programa de las naciones unidas para el desarrollo. (2016). Objetivos de Desarrollo Sostenible, Colombia. Herramientas de aproximación al contexto local. Acierto Publicidad. Recuperado de http://www.humanumcolombia.org/wp- content/uploads/2016/01/ODS-Colombia.compressed.pdf  Quintero, D; Zapata, M. y Guerrero, J. (2007.). Modelo de costos para el tratamiento de las aguas residuales en la Región. Scientia et Technica, Año XIII. No 37, 591 - 596.  Ramírez, S., y Ramírez, C. (2011). Calidad del agua: evaluación y diagnóstico. Bogotá. Colombia: ediciones de la U.  Romero, J. (2004). Tratamiento de aguas residuales teoría y principios de diseño. Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería. Bogotá D.C.  República de Colombia. Ministerio de ambiente, vivienda y desarrollo territorial. (2010) Política Nacional para la Gestión Integral del Recurso Hídrico – Documento Final -. Bogotá D.C.  Rodríguez V., N., Zambrano D. y Ramírez C. (2013). Manejo y disposición de los subproductos y de las aguas residuales del beneficio del café. En: manual del Cafetero Colombiano, 112-136.  Rodríguez V., N. (2009). Estudio de un biosistema integrado para el postratamiento de las aguas residuales del café utilizando macrófitas acuáticas. Tesis (Doctorado en Ingeniería Hidrahúlica y Medio Ambiente). Universidad Politécnica de Valencia. Departamento de ingeniería hidrahúlica y medio ambiente. Valencia, España.
  • 19. P á g i n a | 18  Superservicios. (2013). Informe Técnico sobre Sistemas de Tratamiento de Aguas Residuales en Colombia. Bogotá, D. C., Colombia. Recuperado de: http://www.superservicios.gov.co/content/download/4989/47298  UNICEF Colombia. (2014). Hidalgo, E. Faúndez, A. Valdivia, V. Bisbicus, G. Romero, D. Análisis de la situación de la infancia y la adolescencia en Colombia 2010-2014. Bogotá - Colombia. Recuperado de: http://www.unicef.org.co/sitan/assets/pdf/sitan.pdf  UNESCO Programa Mundial de Evaluación de los Recursos Hídricos de las Naciones Unidas. (2016). Informe de las Naciones Unidas Sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos en el Mundo 2016: Agua y Empleo. Paris. Recuperado de: http://unesdoc.unesco.org/images/0024/002441/244103s.pdf  Zambrano F., D. A., Rodríguez V., N., & López, P. U. (2010). Construya y opere su sistema modular de tratamiento anaerobio para las aguas mieles. Cenicafe, Boletín técnico No. 36.  Zambrano G., A.J. Diseño de un sistema integral para manejo y tratamiento de los residuos generados en la tecnología Becolsub en una finca. Manizales: Universidad católica de Manizales. Facultad de ingeniería de saneamiento y desarrollo ambiental. 2006. 67 p. Tesis: ingeniero de saneamiento y desarrollo industrial.  Zambrano F., D. A; Isaza H., J. D.; Rodríguez V., N.; López P., U. (1999) Tratamiento de aguas residuales del lavado del café. Chinchiná: Cenicafé. Boletín Técnico No. 20.  Zambrano F., D. A.; Zuluaga V., J. (1993). Balance de materia en un proceso de beneficio húmedo del café. Cenicafé 44(2), 45-55.