tratamientos de aguas

1. MANEJO INTEGRADO DEL AGUA
ENSAYO
TRATAMIENTO DEL AGUA
POR
DANYELI ROCIO CAJAS GUZMAN
EIDER FARMELY DAZA IMBACHI
OSCAR DARIO RUIZ BOLAÑOS
ASESOR
DR. HENRY REYES PINEDA
UNIVERSIDAD DE MANIZALES
FACULTAD DE CIENCIAS CONTABLES, ECONÓMICAS Y ADMINISTRATIVAS
MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE
BOLÍVAR CAUCA, 2018

2. I. RESUMEN.
El tratamiento de aguas hace referencia a una serie de procesos físicos, químicos y biológicos
que tienen como fin eliminar los contaminantes de estos mismos tipos presentes en el agua
efluente de uso humano.
El conocer cuál es la fuente emisora de las aguas residuales es fundamental para determinar
sus características físicas, químicas y biológicas, y poder establecer una estrategia de
tratamiento adecuado.
El beneficio de café es uno de los principales procesos agroindustriales desarrollados en
nuestro país que genera altos incides de contaminación, pues éste en Colombia se realiza por
vía húmeda, o sea utilizando agua para transformar el fruto en café pergamino.
Inicialmente en este proceso se utilizaban grandes cantidades de agua (40 litros) para obtener
un Kg de café pergamino seco (cps) (Roa et al,1999). Hoy después de múltiples
investigaciones y gracias al apoyo de la institucionalidad cafetera del país se cuenta con
tecnologías que han permitido reducir sustancialmente estas cantidades de agua y llevarlas a
gastos inferiores de un litro por Kg de cps (Roa et al, 1997)
Los efectos nocivos de estas aguas mieles fueron descritos por Arcila, (1979) donde se
reconoce que, al ser vertidas a fuentes hídricas, éstas afectan directamente la calidad de las
aguas de dichas fuentes provocando diminución del oxígeno y originando consecuencias muy
graves, como la desaparición de la fauna y la flora de las aguas contaminadas entre otras.
Dentro de los tipos de beneficio utilizados en Colombia se encuentra el beneficio de café sin
vertimientos, en el cual se ha desarrollado una tecnología que integra una serie de prácticas
con una utilización de agua de 0,5 litros para la producción de un Kg de cps. Y de otras que
permiten tratar todos los subproductos del beneficio de café sin generar ningún vertimiento
a las fuentes hídricas. (Roa et al, 1997)
Gracias a las investigaciones desarrolladas por Cenicafé hoy podemos contar con un sistema
para el tratamiento anaeróbico de las aguas mieles (SMTA), en el cual se desarrollan una
serie de reacciones acidogénicas y metanogénicas que permiten gracias a unas bacterias
anaeróbicas eliminar gran parte de la contaminación generada por las aguas mieles.
(Zambrano D, Isaza J, Rodríguez N, López U, 1999)
Otras investigaciones para el tratamiento de aguas mieles en Colombia han sido la generación
de Biogás(Rodríguez y Zambrano, 2010), un tratamiento de floculación y oxidación de las
aguas a través de placas metálicas de óxido de titanio y óxido de hierro(Innovación para el
tratamiento de aguas residuales del beneficio de café, 2018), postratamientos con macrófitas
acuáticas (Rodríguez 2009), evaporación mecánica de lixiviados(Ramírez, Oliveros y Sanz.
2015), producción de alcohol. (Rodríguez y Zambrano, 2011) y alimentación animal entre
otros.

3. II. INTRODUCCIÓN.
El tratamiento de aguas residuales también conocido como proceso de depuración, es un
sistema utilizado para remover contaminantes del agua; usualmente el agua usada se
descontamina a través de medios naturales, pero eso requiere mucho tiempo. En una planta
de tratamiento se acelera este proceso. Así podemos reutilizar el agua en actividades diversas
como la agricultura, la industria y la recreación.
Hidalgo y Mejía (s.f.) manifiestan que “en Colombia de acuerdo a estudios realizados se
considera que el volumen de aguas residuales generadas es aproximadamente un 70-80% del
volumen consumido como agua potable, lo que configura el grave problema que se causa por
descargas incontroladas de aguas residuales o de aquellas que teniendo sistemas de
tratamiento no son funcionales teniendo como causa principal la falta de mantenimiento
adecuado de los mismos, siendo así más grave la solución que el problema inicial, si se
considera que se han invertido recursos y un gran esfuerzo por parte de los actores
involucrados” (p.16).
Uno de los retos de la caficultura a nivel mundial en el tema de sostenibilidad ambiental ha
sido el manejo de los subproductos derivados del beneficio del café, por esta razón las
organizaciones cafeteras han dedicado parte de sus esfuerzos a la investigación de
tratamientos que permitan disminuir o eliminar los efectos causados por la producción de
materiales contaminantes emitidos al medio ambiente.
En la caficultura colombiana los efluentes que originan los beneficiaderos de café propios
del tipo de sistema de beneficio que utilizamos en nuestro país para la producción de cafés
suaves lavados, son una fuente enorme de contaminación, ya que, con la fermentación de las
mieles producto de dos kilos de café cereza se produce una contaminación equivalente a los
excrementos y orina generados por una persona en un día, de igual forma si la pulpa de café
que resulta del despulpado en seco de cinco kilos de café cereza fuera arrojada directamente
a las fuentes de agua produciría una contaminación equivalente a la de 6 personas en un
día.(Zuluaga y Zambrano. 1993).

4. La preocupación y el compromiso de algunas empresas nacionales y multinacionales por la
recuperación de las fuentes de agua de nuestra zona cafetera y la firma de acuerdos y
convenios para la creación de programas de comercialización de cafés especiales ha llevado
a muchos caficultores no solamente de nuestro país sino del mundo entero a implementar una
serie de técnicas en sus fincas, encaminadas a reducir la contaminación por efluentes del
beneficio a niveles que no causen daño a los ecosistemas acuáticos aledaños y a crear
conciencia para la sostenibilidad económica y ambiental de sus fincas.
En nuestro municipio de Bolívar Cauca, uno de los renglones más importantes de la economía
es la producción de café con un área aproximada de 2500 has. y obviamente no es ajeno al
problema de contaminación que generan los efluentes generados en el beneficio de este
producto.
III OBJETIVOS.
 Conocer el sistema de beneficio de café en Colombia y su potencial de contaminación
 Conocer las prácticas y los avances que en materia de descontaminación se están
aplicando actualmente en la caficultura en nuestro país
 Conocer los efectos de los subproductos del café en las fuentes hídricas
 Analizar la contaminación potencial del desarrollo del a caficultura en el municipio de
Bolívar

5. IV MARCO TEÓRICO Y DISCUCIÓN.
la Resolución 631 de 2015 establece los parámetros y los valores límites máximos
permisibles en los vertimientos puntuales a cuerpos de agua superficial y a los sistemas de
alcantarillado público.
En la resolución 1207 de 2014 del MADS se define las aguas residuales tratadas como
aquellas que han sido sometidas a operaciones o procesos unitarios de tratamiento que
permiten cumplir con los criterios de calidad exigidos para su reúso (MADS, s.f.)
El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos, químicos y
biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes también físicos, químicos y
biológicos presentes en el agua efluente del uso humano.
Las aguas residuales domesticas son las procedentes de los hogares, así como de las
instalaciones en las cuales se desarrollan actividades industriales, comerciales o de servicios
y que corresponden a descargas de los retretes y servicios sanitarios, descargas de los
sistemas de aseo personal (duchas y lavamanos), de las áreas de cocina y cocineta, de las
pesetas de lavado de elementos de aseo y lavado de paredes y pisos y lavado de ropa. La
descarga de aguas residuales no tratadas produce impactos ambientales negativos en los
cursos de agua receptores, en función de la concentración de contaminantes que dichas aguas
contengan.
El beneficio de café en Colombia
El beneficio de café consiste en el proceso de transformación de café cereza en café pergamino seco
(cps). En Colombia este beneficio se realiza por vía húmeda y comprende las etapas de: despulpado,
lavado, remoción del mucílago y secado. (CENICAFE, 2004)
Inicialmente en el proceso tradicional de beneficio del café los consumos de agua tenían un
promedio de 40 litros por kilogramo de café pergamino seco (cps) producido, en donde el
transporte del fruto a la tolva y de la pulpa a la fosa representaban el 50% de este gasto, el
12.5% se utilizaba en el subproceso de despulpado y el 37.5% en el subproceso de lavado.
(Roa, Oliveros, Álvarez, Sanz, Dávila, Álvarez, Zambrano, Puerta y Rodríguez, 1999).

6. Con estos consumos de agua, Roa,Oliveros, Álvarez, Ramírez, Sanz y Álvarez, (1997) encontraron
que con este tipo de beneficio de café se producían 114, 0 gramos de DQO /Kg de café cereza (cc) en
donde el transporte de la pulpa y el despulpado con agua representan el 74% de la contaminación. El
26% restante corresponde a las mieles, las cuales producen 29,6 gramos de DQO/Kg de cc
Posteriormente, gracias al desarrollo de técnicas para la disminución del consumo de agua
en el proceso de beneficio, CENICAFE creó una tecnología que integra prácticas y equipos
con un uso racional del agua llegando a consumos de hasta menos de un litro por kilo de cps
producido. (Roa, et al, 1997) y disminuyendo la contaminación en más de un 90%.
Efecto de las mieles y subproductos del beneficio de café en las fuentes hídricas.
Arcila, (1979) en el avance técnico de Cenicafé número 96 describe los perjuicios causados
por el efecto de estos subproductos, entre los que se encuentran:
 El pH ácido de las mieles y aguas del lavado de café puede ocasionar la muerte de peces
y renacuajos de fuentes hídricas contaminadas.
 El empobrecimiento de oxigeno de estas aguas por causa de la descomposición que
realizan algunos microorganismos conlleva a la muerte de la flora y fauna de las fuentes
de agua contaminadas.
 Puede haber proliferación de organismos patógenos
 Los residuos producen malos olores, colores y sabores en las aguas
 Las aguas contaminadas, corroen el acero, el cemento y el baldosín
 La turbiedad de las aguas obstaculiza el paso de la luz impidiendo que ocurra el proceso
de fotosíntesis, dando lugar a muerte de la flora acuática
 Los desechos generan proliferación de moscas e insectos desagradables.
 Los residuos sólidos obstaculizan el paso de peses y animales acuáticos a sus guaridas y
sitios de desove.
 La contaminación de las aguas afecta el paisaje.

7. Tipos de beneficio de café en Colombia
Beneficio convencional de café
Es aquel que tradicionalmente se ha utilizado para la transformación del café cereza en semilla, en el
cual se utiliza agua para las etapas de despulpado, lavado y transporte del fruto, café despulpado y
café lavado con un consumo global de agua cercano a los 40 litros por kilogramo de cps. (Oliveros,
1995).
Beneficio ecológico del café
Se define como un proceso amigable con el medio ambiente, en el cual se realizan un “conjunto de
operaciones para transformar la café cereza en cps. conservando la calidad exigida por las normas de
comercialización, evitando perdidas del producto y eliminando procesos innecesarios lográndose
además elaprovechamiento de los subproductos, lo cualrepresenta elmayor ingreso económico para
el caficultor y la utilización del agua estrictamente necesaria en el beneficio. (Oliveros, 1995)
Beneficio ecológico de café sin vertimientos
En este tipo de beneficio se da un uso racional al recurso agua y se da tratamiento a los subproductos
y aguas residuales de tal forma que no genera vertimientos. Para este fin CENICAFÉ propone una
tecnología que integra en el proceso del beneficio prácticas y equipos con un uso racional del agua y
la generación de cero vertimientos. Un dato que caracteriza este tipo de beneficio además de la no
generación de vertimientos es la utilización de agua mínima para el desarrollo del proceso:
0.5litros/kg cps. (Roa et al, 1997)
Análisis del potencial de contaminación en Bolívar Cauca
Teniendo en cuenta el área cultivada de café en el municipio de Bolívar Cauca, que es de
aproximadamente 2500 has y calculando que 2000 de ellas se encuentren en producción, y teniendo
en cuenta además el promedio de producción de la caficultura caucana que se calcula en unas80 @/ha
podríamos decir que, según los datos obtenidos por Zuluaga y Zambrano, (1993) en donde afirman
que para producir una arroba de cps se produce una contaminación equivalente a la que pueden
generar las excretas y orina de 100 personas en un día, el potencial de contaminación de la caficultura

8. en este municipio podría alcanzar a la producida por 16 millones de personas en un día, lo que
equivale a la contaminación de 44 mil personas en un año, dato que es muy similar a la población de
Bolívar que es de 42 mil personas aproximadamente, cifra con la cual podemos concluir que el
desarrollo de la caficultura del municipio de Bolívar Cauca en un año puede representar un potencial
de contaminación equivalente al de su población en el mismo año.
Tratamientos de aguas residuales del beneficio de café
En la literatura se encuentran algunos ensayos realizados por diferentes organizaciones en el
mundo, algunas con más desarrollo científico, otras con mayor adopción, otras, más de tipo
natural, pero todas encaminadas a cumplir el objetivo fundamental de no contaminar las
fuentes hídricas de su respectiva región.
 Sistema Modular de Tratamiento Anaerobio (SMTA)
Este sistema ha sido investigado por CENICAFE desde 1984, su funcionalidad se basa en la
descomposición de las mieles a cargo de microorganismos que trabajan en ausencia de
oxígeno. Este tratamiento consta de una recámara que recibe las aguas del lavado del café,
su función es retener pulpa y granos para evitar su paso al primer reactor, en seguida se ubica
un reactor hidrolítico/acidogénico (RHA) y un reactor metanogénico (RM), dos unidades que
permiten la separación de las fases de la digestión anaerobia.
En el primer reactor se producen algunas reacciones bioquímicas que permiten la hidrólisis
de compuestos de alto peso molecular como la pectina y la protopectina y a su vez la
acidificación de los compuestos hidrolizados o que se encuentran en forma soluble como los
azúcares. Estas reacciones que se llevan a cabo en el interior del RHA son responsabilidad
de los microorganismos presentes en el mucílago.
Posteriormente se encuentra una recámara de dosificación, la cual tiene como función la
filtración lenta de las aguas del lavado, reteniendo la materia orgánica insoluble como
sustancias pécticas no hidrolizadas.
A continuación, se ubica el reactor metanogénico, el cual es inoculado con urea, bacterias
metanogénicas que se obtienen del estiércol del ganado y agua del tercer y cuarto lavado. Al

9. interior de éste, se depositan tacos de guadua como medio de soporte para la reproducción
de bacterias (Zambrano D, Isaza J, Rodríguez N, López U, 1999)
 Biodigestor con mezcla agua – mucílago
A pesar de los diferentes tratamientos, el resultado obtenido en cuanto a la calidad del agua
al final del tratamiento con el biodigestor no cumplió con los parámetros requeridos por la
normatividad ambiental en términos de DBO, DQO y pH, pero si fue eficiente el tema de
sólidos suspendidos totales, por lo que los autores recomiendan aumentar el Tiempo de
Retención Hidráulico en el biodigestor o adicionar un postratamiento que permita llevar los
niveles de DBO, DQO Y pH. a los requeridos por la norma.
La producción de biogás se origina por la degradación de la materia orgánica en condiciones
anaeróbicas. (Rodríguez y Zambrano, 2010) El biogás es una mezcla gaseosa compuesta por
metano en mayor proporción, gas carbónico, vapor de agua, hidrógeno, sulfuro de hidrógeno,
amoniaco, monóxido de carbono, Nitrógeno, oxígeno y trazas de compuestos orgánicos.
(Carrillo , 2004, citado por Rodríguez y Zambrano, 2010)
 Sistema de Floculacióny oxidaciónmediante placas metálicas de dióxidode titanio
y óxido de hierro
En una publicación realizada por la universidad del Quindío, se muestran resultados parciales
de cómo a través de la construcción de tres tanques en donde se tratan las aguas mieles es
posible la reducción de un alto porcentaje de los productos contaminantes que contienen estas
aguas.
Este sistema consta de un primer tanque donde llegan las aguas mieles resultantes en el
lavado de café y al cual se añaden productos químicos para provocar la precipitación de
algunos materiales contaminantes y al final se facilite la filtración de las partículas restantes,
posteriormente el agua pasa a un segundo tanque que contiene placas metálicas recubiertas
de óxido de titanio y óxido de hierro que se activan fisicoquímicamente con la luz solar
produciendo una oxidación avanzada que contribuye a reducir la carga orgánica
contaminante. Finalmente, el agua llega a un tercer tanque en el que solo se realizan las

10. mediciones de las propiedades del agua, en donde se han podido observar disminución hasta
de un 90% en los niveles de DQO y hasta un 98 % en los de DBO. (Innovación para el
tratamiento de aguas residuales del beneficio de café, 2018)
 Post tratamientos con macrófitas acuáticas
Respecto al tema de post tratamientos con plantas acuáticas, Rodríguez (2009) realizó un
estudio para tesis doctoral, en el que se utilizaron pantas de Eichhorna crassipes, Pistia
stratiotes, Salvinia auriculata y Typha angustifolia como tratamiento adicional al realizado
con el SMTA para remover los contaminantes físico químicos de los efluentes del primer
tratamiento(SMTA). Los objetivos de este trabajo se basaron en brindar información que
permitiera diseñar un biosistema integrado con especies acuáticas para el postratamiento de
las aguas mieles de café. Al finalizar el estudio se implementaron estanques piscícolas para
la producción de Tilapia roja en donde no se observó efectos tóxicos sobre estos peces, lo
cual permitió concluir que ésta es una opción para el aprovechamiento de aguas residuales
en fincas cafeteras con baja disponibilidad de agua.
Otros sistemas de tratamiento
 Evaporación mecánica de lixiviados
Otra opción para el tratamiento de los lixiviados es la evaporación de este material resultante
del proceso de beneficio en el Becolsub.
Para el desarrollo de esta técnica se utilizaron los gases resultantes del secador mecánico de
café y un sistema de secador solar parabólico, en donde se utilizaron bandejas metálicas y
camas recubiertas de plástico para la disposición de los lixiviados y aguas mieles para su
posterior sometimiento a la temperatura generada por estos sistemas de secado y así poder
deshidratar este material.
Los resultados obtenidos en este experimento fueron satisfactorios, logrando un control
cercano al 100% de la contaminación por aguas mieles y lixiviados, ya que estos líquidos
altamente contaminados pasan a ser sólidos que por el contrario pueden ser fuente para la

11. preparación de un bioabono, teniendo en cuenta las propiedades nutricionales de estos
residuos. (Ramírez, Oliveros y Sanz. 2015)
 Producción de alcohol a partir del mucílago de café.
Este es un proceso más avanzado que requiere de condiciones controladas de laboratorio que
no todos los caficultores podrían realizar. Rodríguez y Zambrano, (2011) caracterizaron el
mucílago proveniente de un desmucilaginador mecánico, al cual aplicaron cuatro procesos
de hidrólisis mezclados con cuatro inóculos de levaduras. Los resultados permiten concluir
que para obtener un litro de etanol se deben utilizar 25 litros de la mezcla agua – mucílago
fermentados, de los cuales también se obtienen 11 litros de vinaza a la cual debe hacérsele
un tratamiento para evitar la contaminación, ya que estas contienen altas cargas
contaminantes.
Son muchos los tratamientos y usos que en diferentes partes del mundo se han dado a las
aguas mieles y lixiviados producto del beneficio de café. Entre ellos también se pueden
nombrar:
 La utilización de estos materiales para la alimentación animal, especialmente en
cerdos, en donde los resultados muestran que solo se pueden utilizar como
alimentación complementaria y no como sustituta del concentrado. (Garavito y
Puerta, 1998)
 En la aplicación directa a los cultivos de café. (Aguas mieles, una experiencia exitosa
en fincas, sf.), entre otros.

12. V. CONCLUSIONES.
 Un ahorro en el uso de agua en una actividad productiva como es la del café, permite
disminuir considerablemente la generación de efluentes contaminantes y por
consiguiente tratamientos de aguas residuales, muchas veces costosos.
 Es necesaria la implementación de tratamientos de aguas mieles para evitar la
contaminación por su excesiva carga contaminante a las fuentes hídricas y la muerte
de la fauna y flora existentes en ellas.
 En nuestro país se han desarrollado técnicas muy eficientes para el tratamiento de
aguas mieles, entre las que sobresalen los SMTA desarrollados por CENICAFE
 Los efluentes del beneficio de café pueden llegar a ser más contaminantes que las
excretas y orina de los humanos.
 El potencial de contaminación del desarrollo de la actividad cafetera en el municipio
de Bolívar Cauca es equivalente a la que puede generar las excretas y orina de su
población en un año.

13. VI. BIBLIOGRAFIA.
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de: http://www.comsa.hn/aguas-mieles-una-experiencia-de-exito-en-fincas/
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Chinchiná (Colombia). CENICAFE. 1979. 2p. (Avance técnico Nro 96).
 CENICAFÉ. Cartilla cafetera cap. 20 Beneficio del café. 1. Despulpado, remoción del
mucílago y lavado. Chinchiná (Colombia), FNC. 2004. 22p.
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