Aguas reciduales

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MANEJO INTEGRADO DEL AGUA
TRATAMIENTO DEL AGUA
PRESENTADO POR:
Wilmar Andrés Acosta Rodríguez
PRESENTADO A:
NELSON RODRÍGUEZ VALENCIA
UNIVERSIDAD DE MANIZALES
FACULTAD DE CIENCIAS CONTABLES, ECONÓMICAS Y
ADMINISTRATIVAS
MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE
TRUJILLO VALLE
2015

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RESUMEN.
Actualmente el tema más importante en el gremio cafetero es la
sostenibilidad ambiental, y debido a las diversas prácticas agrícolas de
manejo de los residuos del beneficio del café por el ser humano han traído
consecuencias como contaminación por aguas superficiales con sustancias
químicas y microbiológicas, aunado a esto el deterioro de fuentes hídricas y
capa del suelo, para hacer frente a este problema es necesario someter al
agua a una serie de operaciones y procesos a fin de purificarla o potabilizarla
para ser consumida por seres humanos o animales.
Se debe realizar una gestión integrada del recurso hídrico la cual se define
como la conservación y el uso racional del mismo el cual comprende el
manejo del agua superficial y subterránea en sentido cualitativo, ecológico y
cuantitativo a partir de una perspectiva multidisciplinaria para vincular las
necesidades, disponibilidad y demanda del recurso hídrico con la población
cafetera colombiana.
La prevención de la contaminación de guas en el proceso de beneficio del
café, debe estar definido por un diagnóstico de la contaminación producida y
generada por estos subproductos, estableciendo estrategias para lograr el
uso eficiente del agua en este proceso.

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INTRODUCCIÓN:
El tratamiento de las aguas residuales del café es realizado con el fin de
evitar la contaminación física, química y bioquímica de los receptores de
agua, con el tratamiento de estas aguas se deben evitar los daños a los
abastecimientos de bocatomas públicas, actividades agrícolas, piscícolas y
ganaderas, evitar el impacto ecológico del entorno.
El método de tratamiento de aguas residuales se ha visto como una
consecuencia del desarrollo agroindustrial colombiano, estas se deben
resumir como una tarea muy difícil y su éxito está asociado al apoyo local y
nacional en la empresa de descontaminación de la aguas productos del
beneficio del café con técnicas amigables para el medio ambiente, como el
manejo racional e integrado de los recursos naturales, de acuerdo con las
condiciones del suelo y de su uso, con el fin de prevenir problemas de
degradación como desertización, erosión hídrica, movimientos en masa y
contaminación de las aguas, contribuyendo con la conservación de suelos,
aguas y biodiversidad.
Las aguas en las áreas cafeteras y la conservación de sus suelos están
dependiendo de las restricciones en el uso y manejo de sus cultivos, y deben
tener en cuenta y adoptar de prácticas preventivas en la degradación de
suelos, en el cultivo del café, e incluyen la selección apropiada del cultivo,
mantenimiento del suelo, canalización de aguas y manejo integrado de los
desechos, aunando a esto los nuevos proyectos de bioingeniería, las
prácticas de conservación de los cafetales deben estar enfocadas en la
capacidad de producción del suelo y conservación a través del tiempo
evitando el uso continuo de fertilizantes y químicos en los afluentes de agua.
En el beneficio convencional del café se usan grandes cantidades de agua,
debido a que el lavado y despulpado del café requieren de esta, además de

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las grandes cantidades de los tanques de fermentación lo que lleva a una
gran contaminación de agua con materia orgánica y los subproductos del
café, cuya disposición y tratamiento deben estar enfocados en evitar
impactos negativos en el medio ambiente y debido a su alto costo de los
sistemas de tratamiento para la depuración de tan altos volúmenes del
líquido preciado. Las estrategias para lograr el uso eficiente del agua
permiten reducir su consumo en despulpado y la racionalización del agua en
esta etapa de lavado del café.
Generalmente, la contaminación del agua y las fuentes hídricas se produce a
través de la introducción directa o indirecta en los acuíferos o cauces de
diversas sustancias que pueden ser consideradas como contaminantes.
Pero existen dos formas principales de contaminación del agua, una de ellas
tiene que ver con la contaminación natural del agua, que se corresponde con
el ciclo natural de ésta en que puede entrar en contacto con ciertos
constituyentes contaminantes (como sustancias minerales y orgánicas
disueltas o en suspensión) que se vierten en la corteza terrestre, la
atmósfera y en las aguas.

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OBJETIVOS:
GENERAL:
Conocer la situación actual de los beneficios del café y la contaminación
hídrica producida por sus subproductos.
ESPECÍFICOS:
 Identificar los tipos de tratamientos de aguas residuales.
 Establecer características de contaminación por aguas residuales
cafeteras.
 Proponer alternativas de aprovechamiento de las aguas residuales del
beneficio del café.
 Realizar una evaluación que proporcione parámetros y alternativas de
aprovechamiento de las aguas.

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MARCO TEÓRICO Y DISCUSIÓN:
La contaminación de las aguas superficiales y subterráneas por los
subproductos del café, complican el panorama cafetero colombiano puesto
que existen menos oportunidades para la captación de agua limpia y muy
altos los costos y necesidades de inversión de la misma al igual que su
aprovechamiento, la calidad del agua varia por el vertimiento de aguas
residuales, domesticas, industriales, agroindustriales mal tratadas o sin
tratamiento, los controles inadecuados de los desechos causan pérdida y
destrucción de las zonas de captación. La deforestación y los métodos
inadecuados de cultivo infieren en la calidad del agua. Por lo anterior el
Comité de Cafeteros Colombiano ha implementado varios métodos de
manejo y control de aguas residuales.
Los factores geográficos geológicos e hidrológicos que ofrecen las fuentes
principales son los cuerpos de agua, donde se emana agua subterránea de
forma natural, los acuíferos y quebradas ofrecen una alternativa de
abastecimiento en el gremio del café, todas estas fuentes se emplean para
abastecer los procesos industriales del mismo, generando impactos
negativos como la deforestación, contaminación por vertimientos y la
utilización inadecuada de agroquímicos que afecten negativamente el agua
han llevado a diseñar equipos que recuperen la calidad del agua y
racionalicen su uso.
“Los SMTA se construyen utilizando tanques de polietileno como reactores, y
trozos de botellas plásticas no retornables de polietilentereftalato (PET),
como medio de soporte de microorganismos. Las eficiencias de remoción
típica promedio para el estado estable del sistema oscilan alrededor del 80%,
83%, 46% y 74% para DQO, DBO5, ST y SST, respectivamente, con
afluentes con concentraciones de DQO medias de 25.000 ppm”. (Federación
Nacional de Cafeteros 2011: Pág. 4).

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Por otra parte el beneficiado del café en una de las actividades
agroindustriales más contaminantes del área agrícola Colombiana, debido al
proceso de beneficiado tradicional, el cual genera descargas de aguas
residuales a los ríos y sus afluentes, que han provocado la saturación de
materia orgánica y tiene como consecuencias la muerte de diferentes
especies de peces y plantas, este fenómeno se agrava cuando las fuentes
de agua se vuelven escasas para una población en constante crecimiento en
las regiones cafeteras.
“De otro lado, las operaciones realizadas inmediatamente después de
recolectar el grano de café son ejecutadas en la misma granja cafetera para
transformar el café cereza en café pergamino y corresponden en su conjunto
al denominado beneficio húmedo del café, que incluyen las tareas de
despulpado, fermentación, lavado y secado; y es en el proceso de lavado
donde se generan los mayores aportes de carga contaminante a las fuentes
hídricas circundantes. De la operación de remoción de mucílago mediante
lavado, se generan aguas residuales y lixiviados que pueden aportar carga
orgánica, en términos de la DBO, que superan los 6 000 mg O2 /l”. (Álvarez
et al., 2011)
Las condiciones climáticas tan variables en nuestro país han incrementado la
ocurrencia de epidemias y problemas asociados a la planta, además, con el
uso indiscriminado de agroquímicos para combatir plagas y enfermedades
propias de café, han dado lugar a problemas de alteración del medio
ambiente y la contaminación de fuentes hídricas por aguas residuales.
El tratamiento de aguas residuales se puede realizar a través de diferentes
métodos a saber:

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Los métodos biológicos: En el tratamiento de las aguas residuales
procedentes del beneficio del café se evalúan los afectos físicos, químicos y
de control biológico con el propósito de producir cambios en la calidad del
agua.
“Como alternativa a los sistemas tradicionales de tratamiento de aguas
residuales resultantes del beneficio del café, se vienen desarrollando los
Sistemas Modulares de Tratamiento Anaerobio (SMTA), que están
compuestos por un reactor hidrolítico - acidogénico y un reactor
metanogénico”. (Orozco, 2003; Pág. 95).
La remoción de materia orgánica constituye uno de los objetivos del
tratamiento de las aguas residuales, usando en la mayoría de los acasos
procesos biológicos. El mecanismo más importante para la remoción de la
materia orgánica presente en el agua residual es el metabolismo bacteriano,
el cual consiste en el uso por parte de las bacterias, de la materia orgánica
como fuente de energía y carbono para generar nueva biomasa.
En el Tratamiento de aguas Aerobio se llevan a cabo procesos catabólicos
oxidativos. Como el catabolismo oxidativo requiere la presencia de
un oxidante de la materia orgánica y normalmente este no está presente en
las aguas residuales, él requiere ser introducido artificialmente. La forma más
conveniente de introducir un oxidante es por la disolución del oxígeno de la
atmósfera, utilizando la aireación mecánica, lo que implica altos costos
operacionales del sistema de tratamiento
En el Tratamiento de Aguas Anaerobio la digestión anaerobia es un proceso
de transformación y no de destrucción de la materia orgánica; como no hay
presencia de un oxidante en el proceso, la capacidad de transferencia de
electrones de la materia orgánica permanece intacta en el metano producido.
En vista de que no hay oxidación, se tiene que la DQO teórica del metano

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equivale a la mayor parte de la DQO de la materia orgánica digerida (90 a
97%), una mínima parte de la DQO es convertida en lodo (3 a 10%). En
las reacciones bioquímicas que ocurren en la digestión anaerobia, solo una
pequeña parte de la energía libre es liberada, mientras que la mayor parte de
esa energía permanece como energía química en el metano producido.
El diagnóstico y posterior recuperación de las fuentes de agua contaminadas
debe hacerse teniendo en cuenta las implicaciones en términos ecológicos y
sanitarios representan la degradación del recurso hídrico, en este sentido las
micro algas periferias se constituyen como buenos indicadores del estado
trófico de los ecosistemas.
Métodos mecánicos: La necesidad de contar con una infraestructura
adecuada para el beneficio del café es uno de los problemas que interfieren
en las buenas prácticas agrícolas en los productores del grano en Colombia,
debido a que los sistemas de tratamiento de aguas residuales domésticos
como industriales presentan un inadecuado manejo de los subproductos
cafeteros, en muchas regiones del país.
“Los sistemas para el tratamiento de aguas residuales procedentes del
beneficio de café que están funcionando en el departamento del Huila,
constan de dos componentes básicos: uno basado en el proceso de
sedimentación y el otro utiliza como principio la filtración; como es costumbre,
los caficultores y técnicos del sector los denominan desnatador y filtro. Este
último se encuentra compuesto por tres capas con partículas de
granulometría graduada (arena, grava y agregados de mayor tamaño)”.
(Gutiérrez et al., 2007; Pág. 40).
La concentración de la materia orgánica en las aguas procedentes del
fermento del café depende del volumen utilizado en el beneficio y en
particular si hay recirculación de la misma. Las aguas superficiales son las

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más usadas en las áreas rurales en procesos de beneficio del café y son las
más vulnerables a contaminarse por las actividades de la comunidad y deben
ser tratadas para el uso y consumo humano.
“Luego de la cosecha de la cereza se eliminan los componentes externos,
después los frutos son depositados en despulpadoras para eliminar el
epicarpio o pulpa. Seguidamente se utilizan tanques de fermentación para
obtener la hidrólisis del mucílago mediante la acción de enzimas propias del
grano y de microorganismos en el agua en donde el tiempo de fermentación
es variable”. (Cervantes, 1998; Bello et al., 1993; Pág. 13).
El café se ha destacado en Colombia a lo largo de su historia como uno de
los principales productos de la economía y desarrollo del país, y en el ámbito
social ha proporcionado importantes repercusiones en la generación de
empleos, en el acceso a servicios básicos de salud, educación y vivienda
principalmente en la población rural.
“Cenicafé diseñó un lavador mecánico (Ecolav), y actualmente está
evaluando su comportamiento, con el fin de disminuir el consumo de agua en
la etapa de lavado de 4,12 litros (gastados en el tanque tina) a menos de 0,4
litros/kg de c.p.s, lo que tendrá un impacto significativo en la reducción del
consumo de agua y en los costos de tratamiento, por el menor volumen de
aguas residuales generadas. Si el 20% de la producción de café (asumiendo
una producción anual de 11 millones de sacos) se lava en el Ecolav, en lugar
del método tradicional en canal de correteo, que utiliza 20 litros/kg de c.p.s.,
el ahorro anual de agua sería del orden de 3,2 millones de m3, suficiente
para abastecer de agua a una población de 58.000 habitantes durante todo
el año. En la temática de tratamiento de las aguas residuales del café,
Cenicafé ha desarrollado los Sistemas Modulares de Tratamiento Anaerobio
(SMTA), que permiten cumplir con lo dispuesto en el Decreto 1594 de 1984,
cuya adopción ya ha superado a los 2.000 productores en los departamentos

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de Magdalena, Tolima, Nariño y Santander. (Federación Nacional de
Cafeteros 2011: Pág. 4)
“Desarrollos tecnológicos como la tecnología Becolsub, que involucra el
desmusilaginado mecánico, y que en Colombia se utilizan actualmente cerca
de 20.000 equipos, siendo adoptada por productores de diferentes tamaños,
permite disminuir los consumos de agua a menos de 1 litro por kilogramo de
café pergamino seco; el separador hidráulico de tolva y tornillo sinfín utilizado
para realizar la clasificación del fruto y mejorar la calidad de la semilla,
permitió disminuir el consumo de agua en la etapa de clasificación de 4,7
litros (consumo del tradicional tanque sifón) a sólo 0,3 litros/kg de c.p.s. Si el
20% de la producción de café (asumiendo una producción anual de 11
millones de sacos) se clasifica en cereza, utilizando el separador hidráulico
de tolva y tornillo sinfín, en lugar del tanque sifón, el ahorro anual de agua
sería del orden de 771.375 m3, suficiente para abastecer de agua a una
población de 14.000 habitantes durante todo el año”. (Federación Nacional
de Cafeteros 2011: Pág. 4)
Métodos químicos: En la descontaminación de las fuentes hídricas se ha
incrementado, con el fin de controlar el uso indiscriminado de agroquímicos
para combatir las enfermedades del café, dando lugar a alteraciones
ambientales y problemas parta la salud humana por envenenamiento y
contaminación de recursos naturales como aire, agua y suelos.
“Las lagunas de oxigenación (tratamiento secundario) que consta de cuatro
pozas contenidas de grava, asignada para la filtración de aguas residuales,
se tiene éxito debido a que existe un incrementó en pH de 4.39 a 6.04, en
oxigeno disuelto de 0 a 2.4 mg O2/l y un incremento mínimo en sólidos
sedimentables de 0.1 a 0.15 mg/l por efecto de la grava; al mismo tiempo
reduce la concentración de sólidos suspendidos totales en un 78 %, la DBO5
en un 95 % y la DQO en un 82 %”. (Baumann: 2003; Pág. 16)

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La inadecuada disposición o utilización de productos agroquímicos han
generado, altos costos por los problemas de deterioro ambiental generadas
en el proceso de beneficio húmedo del café, se deben realizar acciones
tendientes a prevenir, reducir y controlar la contaminación que se genere en
las fuentes y reservas hídricas. Para el establecimiento de sistemas
apropiados de producción deben ser acordes a las disponibilidades
económicas y tecnológicas de los cafeteros, para minimizar la degradación
de los suelos y conservar el agua con calidad, con el diseño de estrategias
eficientes y sencillas para tratar estas aguas.
“El Centro Nacional de Investigaciones de Café – Cenicafé, además de
contribuir al país y a la sociedad con el funcionamiento de la red climática de
la zona cafetera, adelanta estudios climáticos y agroclimáticos para el cultivo
del café y realiza actividades como un apoyo para aumentar la productividad
en la diferentes regiones cafeteras, con énfasis en el mantenimiento de la
sostenibilidad ambiental, económica y social, la misión de Cenicafé es
“Generar tecnologías apropiadas, competitivas y sostenibles, para el
bienestar de los caficultores colombianos”. (Cenicafe: 2010; Pág. 168)
Los virus, bacterias y hongos son fáciles de eliminar mediante la
implementación de sistemas eficientes de mantenimiento preventivo y
tratamiento del agua. Es recomendable que el aislamiento de patógenos
específicos en el agua sea llevado a laboratorios especializados y
autorizados con el fin de investigar y combatir posibles brotes de
enfermedades.

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CONCLUSIONES:
Los sistemas de tratamiento utilizados actualmente resultan insuficientes, y
en muchos casos inapropiados para este tipo de residual de naturaleza
química compleja, por lo que se hace necesario la búsqueda de otros
sistemas más integrales y eficientes que sean capaces de reducir el enorme
volumen de agua que actualmente es utilizado en el beneficio, y permitan
tratar la alta carga orgánica que anualmente es descargada en nuestras
cuencas y que provoca un impacto negativo en el desempeño económico de
esta agroindustria, originando incertidumbres en su desarrollo actual y
perspectivo.
Para asegurar la calidad del agua, es necesario establecer a nivel regional,
local y comunitario procedimientos, protocolos y reglas para el monitoreo de
la calidad del agua, estas normas deben incluir inspecciones sanitarias y
mantenimiento preventivo del sistema generador que garanticen las
condiciones del recurso hídrico para que se prevengan riesgos de
contaminación de las fuentes naturales y sus sistemas de abastecimiento y
distribución.
BIBLIOGRAFÍA:
Federación Nacional de Cafeteros de Colombia (2011) “Construyendo el
modelo para la gestión integrada del recurso hídrico en la caficultura
Colombiana”. Página 4. Chinchiná, Colombia.
Álvarez, J., Hugh S., Cuba N. & Loza-Murguia M. (2011). “Evaluación de un
sistema de tratamiento de aguas residuales del pre beneficiado de café
(Coffea arábica) implementado en la comunidad Carmen Pampa provincia
Nor Yungas del Departamento de La Paz Journal of the Selva Andina”.
Research Society, 2 (1), 34-42.

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Orozco, P. A. (2003) Arranque y puesta en marcha de un reactor
metanogénico tipo UAF para el tratamiento de las aguas residuales del
lavado del café. (Trabajo de pregrado, Ingeniería Química). Manizales:
Universidad Nacional de Colombia. 95 p. Manizales, Colombia.
Gutiérrez, N., Pastrana, E., Leiva, M. P. & Marín, M. (2007). Infraestructura
bajo el enfoque de una producción más limpia en el subsector cafetero.
Neiva: Corporación Autónoma Regional del Alto Magdalena- Universidad
Surcolombiana, 40 p. Huila, Colombia.
Cervantes S.M., (1998) citado por Rodolfo Valadez, “Nuevas tendencias de
producción en beneficios cafetaleros”; en El café de México, una producción
de altura; Confederación Mexicana de Productores de Café. Pp. 13. México.
D.F.
Baumann J. (2003) “Conservación de Suelos y Agua para la costa de
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Resumen ejecutivo. Comisión Nacional del Agua y Centro para migración y
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Cenicafé. Centro Nacional de Investigaciones de Café. (2010) “Informe Anual
Cenicafé 2010”. 168 pág. Chinchiná, Colombia.