Aguas residuales del beneficio del café

1. Aguas residuales del beneficio del café: una actividad
agrícola con fuerza en el departamento de Santander.
Wastewater from the benefit of coffee: an agricultural activity with strength in
the department of Santander.
Lady Alexandra Salazar Salas**
Universidad de Manizales. Colombia
Ing.ladyalexa@gmail.com
RESUMEN
La presente investigación se centra en la inadecuada disposición de las aguas residuales
subproducto del beneficio del café las cuales han venido ocasionando grandes problemáticas
en el entorno, principalmente en el departamento de Santander, donde se pretende
implementar un proceso de inoculación a base de estiércol bovino usando como medio de
cultivo un reactor previamente diseñado y adecuado para el desarrollo del proceso, el cual
requiere de un buen funcionamiento para garantizar el tratamiento adecuado de las aguas
residuales generadas, determinando la eficiencia del proceso, el cual permite mejorar las
características del agua y por ende disminuir la carga de materia orgánica contaminante. El
sistema de descontaminación consiste en la operación de un reactor de lecho suspendido, el
cual se inocula con bacterias que se encuentran en el estiércol bovino y que en condiciones
adecuadas ayudan a la degradación de materia orgánica, además a la salida del reactor de
lecho suspendido se puede aplicar un proceso de filtración para mejorar las características
del agua residual generada y por consiguiente alcanzar una eficiencia significativa o que
cumpla con la normatividad ambiental vigente decreto 1594 de 1984. Durante el proceso se
deben tomar muestras a la salida de la unidad para realizar el análisis de parámetros y por
consiguiente determinar la eficiencia en remoción de ST y DQO. Se recomienda realizar un
monitoreo cada 2 días de pH, color, turbiedad en el reactor, para estar observando su
comportamiento y efectividad. Esta implementación permite encontrar principalmente
remociones de sólidos totales y materia orgánica, lo que indicaría una minimización
significativa de materia orgánica y por consiguiente descontaminación del agua. Al obtener
resultados de la remoción de materia orgánica se demuestra la eficiencia del sistema de
tratamiento aplicado.
Palabras Calve: Reactor de lecho suspendido, agua residual del café, inoculo, remoción.
ABSTRACT

2. The present investigation focuses on the inadequate disposition of wastewater
byproduct of the benefit of coffee which have been causing great problems in the
environment, mainly in the Department of Santander, where it is intended to implement a
process of inoculation based on bovine manure using as a culture medium a reactor
previously designed and suitable for the development of the process, which requires a good
operation to guarantee the adequate treatment of the generated wastewater, determining the
efficiency of the process, which allows to improve the characteristics of the water and for
This will reduce the load of contaminating organic matter. The decontamination system
consists in the operation of a suspended bed reactor, which is inoculated with bacteria found
in bovine manure and which, under appropriate conditions, help the degradation of organic
matter, in addition to the exit of the suspended bed reactor. a filtration process can be applied
to improve the characteristics of the wastewater generated and therefore reach a significant
efficiency or that complies with the current environmental regulations decree 1594 of 1984.
During the process, samples must be taken at the output of the unit to perform the analysis
of parameters and therefore determine the efficiency in removal of ST and COD. It is
recommended to conduct a monitoring every 2 days of pH, color, turbidity in the reactor, to
be observing its behavior and effectiveness. This implementation allows to find mainly
removals of total solids and organic matter, which would indicate a significant minimization
of organic matter and therefore decontamination of water. When obtaining results of the
removal of organic matter, the efficiency of the applied treatment system is demonstrated.
Keywords: Suspended bed reactor, coffee waste water, inoculum, removal.

3. INTRODUCCIÓN
El problema principal del agua en
Colombia es por tanto, un asunto de
calidad antes que de cantidad y la principal
contaminación proviene de los patógenos
y nutrientes generados por la población
urbana y el sector agrícola, antes que de los
vertimientos industriales. Naturalmente, el
sistema institucional y administrativo, es
decir la gobernabilidad del agua, ocupa
también un puesto destacado en nuestra
problemática. Los sistemas de captación y
distribución presentan muchas fallas de
diseño y de mantenimiento que llevan a
altas pérdidas y a poner en riesgo el
abastecimiento de la población en años
secos, no por carencia natural de agua sino
por deficiencias en los acueductos (Guhl,
2006:1).
La transformación del grano de café en
bebida favorita para los seres humanos, es
uno de los procesos que más impactos
ambientales genera, ya que cada uno de los
pasos dados para llegar a tal fin requiere de
la extracción de materias que resultan
convertirse en un problema de carácter no
solo social sino también ambiental y
sanitario. Los residuos producidos por este
tipo de procesos requieren de un
tratamiento especial que cambie sus
porcentajes contaminantes y ayude a
mantener un equilibrio en el ecosistema
conservando las características propias del
suelo, agua y entorno en el cual se
desarrolle los pasos.
En varios sectores se adelantan proyectos
para tratar esta problemática, en la
Hacienda Majavita de la Universidad
Libre Seccional Socorro se desarrolla un
sistema que va desde la recolección del
grano hasta la etapa de empacado de café
tostado listo para tomar, siendo algunas de
las etapas más importantes el despulpado y
el lavado de los granos, ya que de allí se
obtienen residuos líquidos de altas cargas
contaminantes que no deben ni pueden ser
desechados a fuentes hídricas o zonas
abiertas, sin haber recibido el tratamiento
adecuado.
Una de las alternativas implementadas
para el manejo de estos subproductos, son
los sistemas modulares de tratamiento
anaerobio, diseñados por CENICAFE para
descontaminar las aguas residuales o aguas
mieles generadas en el lavado del
mucilago fermentado del café y originadas
en los beneficiaderos húmedos. Estos
sistemas se desarrollan en reactores de
lecho suspendido inoculados por
microorganismos tomados de estiércol de
ganado o de la misma agua residual
procedente del tratamiento del grano; este
tipo de reactores permiten a los
microorganismos agruparse formando
biogránulos que después de una etapa de
aclimatación tiene por función consumir la
materia orgánica contaminante y por ende

4. mejorar la calidad de la misma. La
aguas tratadas en estos reactores presentan
una carga contaminante de valores
significativos entre los cuales están
parámetros como el pH que oscila entre
4,0 y 4,5 unidades por lo que constituye la
acidificación de las zonas tanto liquidas
como solidas con las que tenga contacto,
además presenta un valor de Demanda
Química de Oxigeno cercano a los 27400
mg/Litro, que expresa el déficit de oxigeno
ocasionado por la contaminación.
(Cenicafe, Zambrano, 2006).
En la hacienda Majavita del campus
universitario han venido desarrollando el
proyecto de investigación titulado Manejo
de los Subproductos del Beneficio
Ecológico del Café MasBEK aplicando la
metodología desarrollada por Cenicafe.
(Vega, 2009).
Esta investigación realizada muestra el
resultado encontrado después de la
aplicación de un proceso biológico para la
remoción de contaminantes, basado en el
desarrollo de un inoculo microbiológico a
base de estiércol de ganado mediante la
aclimatación en reactores de lecho
suspendido anaerobios, el cual permitió la
disminución de materia contaminante
representada como mg/l de DQO
encontrada y analizada.
JUSTIFICACIÓN
Los residuos generados en el beneficio
ecológico del Café requieren de un
tratamiento especial y óptimo para
disminuir la concentración de carga
contaminante y contribuir a mantener el
equilibrio en el ecosistema conservando
las características propias del suelo, agua y
entorno de las fincas cafeteras del
municipio de Santander.
Con el fin de minimizar la contaminación
generada por el agua residual y los demás
residuos del beneficio del café se deben
desarrollar diferentes tecnologías que
permitan atenuar el impacto ambiental que
producen estos al tener contacto con los
recursos naturales, mediante la
implementación de sistemas de
tratamiento enfocados a la degradación de
la materia orgánica y al aprovechamiento
ecológico que puede darse a algunos de
estos residuos. En el tratamiento de las
aguas residuales, generalmente es
necesario combinar varias operaciones
unitarias, cuyas bases pueden ser físicas,
químicas o biológicas y cuyo propósito es
el de eliminar, en primer lugar, el material
en suspensión, luego las sustancias
coloidales y finalmente las sustancias
disueltas. (Rodríguez, 2009:94)
Los sistemas de tratamiento existentes
permiten mejorar las condiciones finales
de los residuos del café, así mismo
requieren mediante investigaciones, una
continua mejora para llegar a niveles
máximos de eficiencia. Con el desarrollo
de estos procesos cuantitativos y de
alcances descriptivos, se busca identificar
la cantidad de residuos generados en el
proceso de cerezado del fruto y del mismo
modo constatar que los procesos
anaerobios son especialmente ventajosos
en el tratamiento de las aguas residuales y
que al llevar a cabo una operación
adecuada a los Sistemas de Tratamiento
existentes se logra la remoción de
parámetros e indicadores de
contaminación. Finalmente la

5. caracterización de los residuos en el
proceso de beneficio del café permite el
mejoramiento paulatino en los sistemas de
tratamiento, con el fin de cumplir con los
requerimientos ambientales exigidos por
las autoridades respectivas y aportando en
la conservación del equilibrio
ecosistémico de las regiones rurales
cafeteras del departamento de Santander.
1. MARCO TEÓRICO
Todos los recursos existentes en la
naturaleza han sido creados para beneficio
del hombre quien puede aprovecharlos,
transformarlos, reutilizarlos e impactarlos
mediante diferentes técnicas, modelos y
procesos que generan cambios positivos
y/o negativos según los campos de manejo,
que le permiten avances en su desarrollo
socioeconómico y en su mejor bienestar
como condición indispensable para una
óptima calidad de vida.
Es importante mantener un equilibrio
racional en el campo agroindustrial,
agroforestal y agropecuario, para
garantizar el uso potencial, armónico y
mesurado sin afectar ninguna de las
fuentes que constituyen los componentes
del medio.
Al potencializarse el uso de los recursos se
da un beneficio directo para el ser humano
pero se genera un impacto negativo
principalmente en las características
climáticas; esto es posible y fácil de
evidenciar en las alteraciones mundiales
últimamente experimentadas, como
temporadas largas tanto de sequias como
de grandes y torrenciales precipitaciones,
elevación en el nivel del mar, altas
temperaturas, tornados, huracanes, tifones,
entre muchos otros todos relacionados con
el cambio climático, los cuales están
obligando al hombre a reconstruir el
imperio industrial fundamentado en las
materias primas extraídas de la madre
naturaleza.
Este cambio climático obliga a mejorar los
procesos de aprovechamiento y
transformación de los recursos con el fin
de contribuir en la búsqueda del desarrollo
sostenible, es decir alcanzar un equilibrio
entre el progreso económico y social de las
regiones con el medio natural y
medioambiental, teniendo en cuenta que
los recursos naturales son limitados y
susceptibles de agotarse tras la creciente
actividad económica actual lo que puede
producir problemas irreversibles que
afectan directamente la armonía
ecosistémica y su relación con el ser
humano.
En el departamento de Santander uno de
los procesos productivos agrícolas se basa
en el cultivo de café, fruto con un proceso
de transformación que implica el uso tanto
de energía eléctrica para el funcionamiento
del módulo de cerezado, como de agua
para realizar el lavado del grano, esta
última viéndose directamente afectada en
sus características físicas, químicas y
microbiológicas por los componentes
propios que segrega el grano, así mismo se
generan residuos como la cereza y el
mucilago los cuales al igual que el agua del
lavado requieren de un tratamiento previo
antes de ser dispuestos en el ambiente
natural adyacente..
2. DESCRIPCIÓN DEL
PROBLEMA
Para el caso colombiano, El 75% de la
superficie terrestre está ocupada por agua,

6. solamente el 2.76% es agua dulce y
finalmente por su accesibilidad, sólo el
0.62% está disponible para el consumo
humano que es agua subterránea y
superficial. En todas partes del mundo
cada vez es más difícil obtenerla, por lo
que en varios municipios de Colombia se
ha vuelto un grave problema social y cada
día se da más escasez de este recurso por
el uso inadecuado en las actividades
antropogénicas, el alto consumo, el
aumento de la población y la
contaminación generada sobre las fuentes
hídricas.
El agua es el recurso natural renovable más
importante y estratégico para la
competitividad, crecimiento económico y
bienestar de la sociedad. La Demanda
hídrica nacional es 35.987 millones de m3
anualmente, de donde el área hidrográfica
Magdalena Cauca tienen el mayor
consumo con un 67% de la demanda total
del país (IDEAM-ENA 2014), dentro de
esta área se encuentra la zona hidrográfica
del Sogamoso que tiene un porcentaje de
participación 3.23% con respecto al
consumo nacional, y está compuesta por
las subzonas del Río Suárez, Río Fonce,
Río Chicamocha y Río Sogamoso
(IDEAM-ENA 2014). Lo cual indica el
elevado consumo que requiere la
población Colombiana para abastecer
únicamente las necesidades básicas; todo
esto conlleva a la falta de conciencia
ambiental y carencia de cultura en el área
para lograr un consumo moderado y evitar
el agotamiento total del vital líquido.
En cuanto a la calidad del recurso hídrico,
en las áreas donde se concentra el mayor
desarrollo económico, se presenta un
fuerte deterioro como consecuencia de la
recepción de vertimientos puntuales y
difusos con una alta carga contaminante
que supera la capacidad de resiliencia y
autodepuración de los mismos, como es el
caso de los ríos Bogotá, Medellín,
Chicamocha, alto Cauca, Lebrija y Chulo.
Los principales contaminantes son: por su
volumen la materia orgánica originada por
vertimientos domésticos, algunas
industrias y los sedimentos generados en
procesos erosivos de zonas agrícolas.
(PND, 2010: 431).
En la actualidad está bien documentada la
presencia de diversas fuentes de
contaminación y en particular de los ríos.
Sin embargo, este fenómeno parece que no
es reciente y existen razones para presumir
que la presencia de la contaminación en los
ríos es de vieja data, y que la misma ha
estado asociada a una de las principales
actividades económicas y alimenticias
mundiales: el cultivo de café, el cual
requiere de grandes cantidades de agua,
para llevar a cabo el proceso agrícola
“Beneficio del café”. (Innovadores de
América, 2011:1).
En el módulo Becolsub se utiliza un litro
de agua por kilogramo de café seco en
comparación con el tradicional que
necesita 10 litros de agua por kilogramo.
(Vega, 2011:2). lo que indica el excesivo
uso del agua en el proceso de beneficio de
café y la elevada generación de aguas
residuales por el desarrollo de esta
actividad agrícola, la cual afecta
directamente la población santandereana y
Colombiana en general por ser uno de los
países mayores productores de este. La

7. caficultura santandereana se
encuentra en 69 de los 86 municipios del
departamento, cuenta con 42.746
hectáreas sembradas en café. (Federación
cafeteros, 2009: 3).
2.1.Pregunta problema
¿En el beneficio de café se pueden
implementar procesos de transformación
para disminuir el excesivo uso del agua?
2.2.Objetivo General
Determinar el estado del tratamiento de las
aguas residuales mediante los sistemas
Cenicafé del beneficio ecológico del café
con módulo Becolsub en las fincas
cafeteras del departamento de Santander.
2.3.Objetivos Específicos
 Identificar el comportamiento de
los procesos del café con la
implementación del beneficio con
módulo Becolsub.
 Evaluar la remoción de carga
contaminante en los sistemas de
tratamiento de agua residual del
café Cenicafé.
3. ESTRATEGIA
METODOLÓGICA
3.1.Tipo de investigación
Es una investigación de tipo cuantitativo,
dado que se debe obtener la información a
partir de la toma de datos del beneficio del
café y los respectivos monitoreos que se
deben realizar al sistema para identificar la
remoción de carga contaminante durante el
proceso.
3.2.Método de la investigación
El método usado es análisis y síntesis,
dado que se descompone el concepto de un
sistema Becolsub planteado por Cenicafé,
se examinan sus efectos y se determina la
remoción de carga contaminante en el
agua residual del café y así contribuir a la
disminución de contaminación generada
por esta actividad agrícola en Santander y
Colombia.
3.3.Fuentes, técnicas e instrumentos
de recolección de la información
3.3.1. Fuentes
Se utilizaron fuentes primarias y
secundarias dado que se recolectó
información de sitios web, revistas
indexadas, artículos, cartillas e
información propia de investigaciones
realizadas.
3.3.2. Técnicas
Análisis documental
3.3.3. Instrumentos
Búsqueda bibliográfica e infografía
4. RESULTADOS
4.1. Sistema Becolsub: concepto y
génesis.
Implementar el método propuesto por
Cenicafé, para determinar la remoción de
carga contaminante, la disminución de uso

8. de agua en kilogramos de café
beneficiado, identificando el total de
subproductos en la cosecha del año y la
cantidad de aguas residuales que se
generaran.
Así mismo es importante tener en cuenta
que se implementaran microorganismos
anaerobios, procedentes del estiércol del
ganado, los cuales contribuirán de manera
positiva a la degradación de materia
organica presente en las aguas residuales
del café, ya que las sustancias
contaminantes presentes en el agua
residual son nutrientes para este tipo de
microorganismos. De esta manera se
lograría manejar un tratamiento adecuado
y óptimo para realizar su disposición o
vertimiento a las fuentes hídricas o dar
otros usos según sus características físico-
químicas.
Comprobar la eficiencia de estos métodos
para implementar en las fincas cafeteras
del departamento de Santander y a nivel
global, para contribuir con la protección de
las fuentes hídricas y la calidad de vida
animal, vegetal y humana.
Llevar a cabo un análisis profundo de los
parámetros físico-químicos del agua de
entrada y salida del sistema para
determinar su efectividad y remoción de
carga contaminante que genera el agua
residual procedente del beneficio del café.
4.2. Efecto del sistema Becolsub
Permite establecer una comparación en la
Demanda Biológica de Oxigeno, ya que
nos indicaría las altas concentraciones de
material contaminante presente en la
entrada del agua residual, pero después de
ser tratada su disminución significativa en
la remoción de contaminantes y así lograr
establecer si cumple con la normatividad o
se debe implementar otra unidad que
contribuya con la remoción total.
DISCUSIÓN
Los resultados que se pueden derivar de esta
investigación pueden establecer las
diferencias significativas en cuanto a la
remoción de cargas contaminantes presentes
en el agua residual generadas por el
beneficio del café, donde se plasmaran a
través de monitoreos que se realicen
periódicamente para determinar la eficiencia
en remoción. El tratamiento a las aguas
residuales se puede realizar con una
optimización de la actividad microbiana, lo
cual representa una remoción significativa.
La actividad microbiológica llevada a cabo
por bacterias anaerobias, se desarrollan de
manera acelerada si se establecen parámetros
de estabilidad para la actividad microbiana,
propiciando alimento como los nutrientes
derivados del agua residual, clima óptimo para
su crecimiento y espacios de desarrollo
adecuados para su reproducción en colonias.
Se puede lograr una disminución de la
remoción de DBO con un seguimiento
continuo en los parámetros de análisis para
evitar alteraciones en el proceso que puedan
afectarlo como el pH, el cual puede hacer un
estancamiento en el proceso, disminución o
destrucción de la actividad microbiana.
Realización de comparaciones de resultados
de proyectos o investigaciones realizadas

9. anteriormente para establecer un análisis
y mejoras en los procesos a implementar y así
obtener remociones altas de carga
contaminante.
CONCLUSIONES
Para lograr un significativo incremento en
la remoción del sistema es necesario
documentarse bien sobre la actividad
microbiana y el manejo de este sobre todo
el proceso que se realizara a las aguas
residuales del café, estableciendo sus
parámetros iniciales y finales, para
comprobar su eficiencia en el proceso
propuesto o implementado. Teniendo
presente la capacidad que se requiere para
manejar las aguas generadas según la
proyección del cafetero o las fincas,
analizando que las producciones de café a
futuro tienden a incrementarse.
Determinar la eficiencia del sistema,
mediante análisis estadístico mostrando su
variabilidad, óptimo funcionamiento y
remoción de parámetros físico-químicos
(turbiedad, color, pH, DQO, DBO, ST),
principalmente la de materia
contaminante.
En el mismo sentido, el cambio climático
produce efectos en el planeta tierra como
son el sobrecalentamiento de la superficie
terrestre, la disminución del recurso
hídrico, la disminución de la producción
agrícola, afectación de los ecosistemas
naturales y afectación en la salud y la
economía mundial.
REFERENCIAS
Rodríguez Valencia, Nelson. Estudio De
Un Biosistema Integrado Para El
Postratamiento De Las Aguas Residuales
Del Café Utilizando Macrófitas Acuáticas.
Tesis doctoral. Departamento de
Ingeniería Hidráulica y Medio Ambiente.
Universidad de Valencia. España. 2009
Centro Nacional de Investigaciones de
café. 2011.
http://www.cenicafe.org/es/publications/
Revista62_2.pdf.
Zambrano F. Diego A. 2006. Tratamiento
anaerobio de las aguas mieles del Café.
Cenicafé. Chinchiná Caldas.
http://www.cenicafe.org/es/index.php/bus
queda/results/61d3dd1dd0cc2db4b4fe0d4
5f25dfab8/
Ideam. 2014. Certificación de tiempo y
clima eventos hidrológicos
http://www.ideam.gov.co/web/atencion-
y-participacion-ciudadana/hidrologia.
PND. 2010-2014. Plan Nacional de
Desarrollo. Prosperidad para todos.
Colombia.
Ramírez V. Andrés. 2011. Innovadores de
América.
http://innovadoresdeamerica.org/app/do/p
articipant.aspx?id=341
Beltrán Pilar, Quiroga Ruth y Salazar
Lady. Tratamiento de las Aguas
Residuales del beneficio del Café con la
Técnica Becolsub. Proyecto de
Investigación formativa. Facultad
Ingeniería. Universidad Libre. 2010-2011
Salazar Lady, Quiroga Ruth y Castillo
Luis. Diagnóstico del tratamiento de
aguas residuales mediante los sistemas
Cenicafé y Majavita del beneficio
ecológico del café con módulo Becolsub
en la Hacienda Majavita. Proyecto de

10. Investigación formativa. Facultad
Ingeniería. Universidad Libre. 2012-2013
Vega Serrano, Haimar Ariel y Martínez
Chamorro Holger. Adaptación SMTA al
tratamiento aguas residuales beneficio
ecológico del café con módulo Becolsub.
Proyecto pasantía. Facultad de Ingeniería.
Universidad Libre. 2011.