Industria petrolera tendría 3 técnicas prometedoras para tratamiento de aguas

 Electrocoagulación, biorreactor anaerobio de flujo ascendente y filtración son tres métodos que generan reacciones químicas para condensar residuos contaminantes –como grasas y aceites– y retener cloruros, y que serían la solución para reutilizar en otras actividades el agua contaminada por hidrocarburos.

El impacto ambiental de la industria petrolera, en particular el relacionado con la utilización del agua, ha sido motivo de preocupación e investigación en diversos sectores del país.

La industria de hidrocarburos utiliza el agrietamiento, el coque ligero y el coque pesado, métodos típicos de la refinería que procesan diferentes calidades de petróleo crudo y que consumen 0,34, 0,44 y 0,47 barriles de agua por barril de petróleo crudo, respectivamente.

Según la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE), la producción de gasolina genera el mayor el consumo de agua, con entre 0,60 y 0,71 galones de agua por galón de gasolina.

La reutilización y el aprovechamiento del agua de esta industria es un eje central dentro del Proyecto MEGIA (Modelo multiEscala de Gestión Integral del Agua), una investigación de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), MinCiencias y la Agencia Nacional de Hidrocarburos cuyo fin es realizar una gestión integral del agua, con análisis de información para la evaluación ambiental estratégica del subsector de hidrocarburos en el valle del Magdalena Medio.

El ingeniero Pablo Andrés Cubides, investigador del Proyecto MEGIA, explica que “la electrocoagulación consiste básicamente en introducirle al agua corriente eléctrica mediante electrodos metálicos de diversos materiales, de los cuales los más utilizados son el acero inoxidable, el hierro y el aluminio. La corriente aplicada a través de los electrodos es la fuente motriz que desencadena reacciones químicas tanto en el ánodo como en el cátodo. El ánodo se corroe permitiendo la formación in situ del coagulante, que desestabiliza las partículas en suspensión contaminantes y permite el rompimiento de emulsiones”, explica el experto.

A su turno la ingeniera Andrea Cubillos, también investigadora del Proyecto, señala que “la unidad de electrocoagulación que están operando se compone de 12 electrodos: 6 placas en aluminio que se utilizan como ánodo y 6 placas en acero inoxidable, utilizadas como cátodos”.

“Los electrodos se disponen verticalmente en el reactor, con un espacio de 1 cm entre ellos, y se conecta a una fuente de poder que suministra corriente continua a la unidad que opera en modo batch o continuo, y permite que las fuerzas que mantienen las partículas suspendidas se desestabilicen. Posteriormente, las fases desestabilizadas se unen para formar agregados más grandes (flóculos). Después del proceso de electrocoagulación se realiza un proceso de flotación para separar los flóculos formados”, explica la ingeniera.

También destaca que “el proceso de electrocoagulación presenta muchas ventajas, una de las cuales es que no se requiere adicionar compuestos químicos […] Además, el prototipo que tenemos es una unidad pequeña, fácil de operar e inodora”.

Con esta técnica se lograron remociones de hasta el 99 % para grasas y aceites, del 98 % para turbidez, del 84 % para demanda química de oxígeno y del 96 % para sólidos suspendidos totales en el agua.

La segunda técnica, el biorreactor anaerobio de flujo ascendente, tiene la capacidad de eliminar toda la materia orgánica presente en el agua, es decir todos los compuestos que tengan carbono, presentes en heces, plantas y residuos tanto urbanos como de la industrias láctea y farmacéutica, y de animales.

“El reactor de manto de lodo anaeróbico de flujo ascendente (UASB) radica en el establecimiento de un denso manto de lodo en la zona inferior del reactor, en el cual tienen lugar todos los procesos bacterianos que conducen a eliminar la contaminación orgánica. Este manto o lecho de lodo se forma por acumulación de sólidos suspendidos y bacterias en crecimiento. La turbulencia generada por el flujo del agua residual que ingresa al reactor y la producción de biogás provee un movimiento interno que asegura un buen contacto efluente-biomasa en los sistemas UASB”, explican los ingenieros.

La tercera técnica es la de filtración, que permite remover el cloruro (sal) que queda en el agua. “Este equipo tiene un filtro para retener sedimentos y otro de carbón activado; cuenta además con ósmosis inversa para pulir el proceso. Funciona reteniendo partículas por tamaño mediante una malla lo suficientemente ajustada para permitir que las partículas contaminantes se detengan en el proceso”.

El objetivo final de los investigadores es tratar el agua por medio de las tres técnicas mencionadas, de manera que las condiciones iniciales de contaminación se puedan eliminar por completo y cumplir con las normas de re-uso establecidas por el Ministerio de Medio Ambiente.

Cabe mencionar que esta línea de investigación se desarrolló con el agua de los vertimientos de los municipios de Aguachica, Puerto Wilches, San Alberto y San Martín. “Fuimos a todas las Corporaciones Autónomas que tienen jurisdicción en el Proyecto MEGIA y les pedimos información sobre el agua de la región, ya fuera subterránea, superficial, o de los vertimientos que reportaron las empresas”, explica el ingeniero Cubides.

Herramienta para las comunidades

“La información le sirve a la comunidad como una línea base en la que sabrán cómo está el agua de sus municipios [...] Hemos logrado que la gente se apersone de la investigación, y con los resultados han podido generar diversos procesos. Por ejemplo, algunos municipios empezaron a presionar a las alcaldías para que les pusieran acueducto y alcantarillado”.

Después se analizó la normatividad y el re-uso de las técnicas de tratamiento. “Descubrimos que las aguas, en general, tenían tres problemas principales: contenían fenoles, cloruros y grasas y aceites.

“Con toda la información, sistematizamos y después identificamos los puntos específicos en los que tomamos muestras de aguas. Luego las analizamos en el Laboratorio de Ingeniería Ambiental de la UNAL, en la cual hicimos más de 20 análisis diferentes a 150 muestras recolectadas”, precisa el ingeniero de la UNAL.

Hacer que los suelos arenosos sean agrícolamente productivos, caso de la tierra Condado de Makueni, Kenia

 Hacer que los suelos arenosos sean tierras productivas para la agricultura con el apoyo financiero del Fondo Nórdico de Desarrollo a través de su Fondo Climático Nórdico. Universidad de Agricultura y Tecnología Jomo Kenyatta (JKUAT), JKUAT Enterprises Ltd (JKUATES), The Alliance of Bioversity International y el Centro Internacional para la Agricultura Tropical (Alliance Bioversity-CIAT), Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas (SLU) y SWRT Solutions LLC ., han llevado a cabo un proyecto para aumentar la resiliencia del sistema agrícola, la producción de cultivos y la acumulación de carbono en suelos arenosos.

Se instalaron membranas de retención de agua en el suelo en 19 granjas en Makueni y, hasta ahora, han demostrado su eficacia para mantener el crecimiento y el rendimiento de los cultivos en condiciones de precipitaciones escasas y poco fiables. Un taller de partes interesadas y un día de campo que se llevó a cabo el 29 y 30 de julio de 2021 validaron la tecnología de retención de agua subterránea (SWRT) como una de las tecnologías más efectivas para combatir los riesgos relacionados con el clima entre los pequeños agricultores en Makueni.

Múltiples desafíos limitan la productividad de los cultivos que crecen en suelos arenosos que no son fértiles y tienen poca capacidad para retener agua y nutrientes. El agua se mueve rápidamente por el suelo y el fertilizante se filtra fácilmente debajo de las raíces del cultivo después de la aplicación. Como resultado, los agricultores evitan el riego o la aplicación de fertilizantes. Los pocos que lo hacen obtienen muy pocos beneficios del riego suplementario o del uso de fertilizantes. Los suelos arenosos también se vuelven compactos durante la estación seca, lo que dificulta el cultivo. Esto se debe a la presencia de muy poca materia orgánica, contenido de arcilla y humedad del suelo. La agricultura en suelos arenosos utilizando prácticas convencionales ha resultado difícil para la mayoría de los agricultores.

Los suelos arenosos abundan en áreas áridas y semiáridas, donde la deficiencia de agua es una limitación importante para la producción agrícola. Las áreas se caracterizan por lluvias bajas, infrecuentes e impredecibles, y temperaturas extremadamente altas. Esto expone a los pequeños agricultores que se ganan la vida a duras penas con la agricultura a frecuentes pérdidas de cosechas, rendimientos reducidos y alternativas limitadas de sustento. Los agricultores de Makueni son particularmente vulnerables. La producción agrícola en suelos arenosos, por lo tanto, requiere intervenciones que desarrollen la resiliencia de los sistemas agrícolas, por ejemplo, aumentando su capacidad para retener agua, retener nutrientes y moderar el microclima.

SWRT es una de las tecnologías que ha sido defendida por tener potencial para aumentar la productividad de los suelos arenosos. La tecnología implica la instalación de membranas de polímero impermeables en forma de U diseñadas que retienen gran parte del agua añadida a la superficie del suelo por la lluvia o el riego durante períodos prolongados y que evitan la pérdida de nutrientes a través de la filtración del agua. Las demostraciones en Makueni muestran que la instalación de membranas SWRT en suelos arenosos puede aumentar el rendimiento de los cultivos y la producción de biomasa, como se muestra en la foto a continuación. Esto tiene beneficios tanto para la seguridad alimentaria como para la protección del clima, especialmente si la biomasa producida se retiene o se devuelve al campo como estiércol animal. SWRT también puede diversificar los sistemas de producción aumentando así la mejora de las dietas.

Cuando se combina con riego, SWRT puede minimizar los riesgos de pérdida de cultivos y permitir la producción de cultivos durante la estación seca. Makueni recibe precipitaciones bimodales (lluvias largas: marzo-mayo; lluvias cortas: noviembre-diciembre) que se supone sustentan dos temporadas de cultivo. Sin embargo, las lluvias prolongadas son impredecibles y, a menudo, no ocurren, lo que convierte a la región en un área de cultivo de una sola temporada. Los agricultores dependen principalmente de la temporada corta para la producción de subsistencia. La instalación de membranas SWRT, combinada con el riego, puede diversificar la producción, permitir un ciclo de tres estaciones que permitirá la producción de cultivos de alto valor. El SWRT irrigado puede eliminar las incidencias de malas cosechas y reducir la cantidad de agua utilizada para el riego.

Un taller de partes interesadas y un día de campo, celebrados el 29 y 30 de julio de 2021, proporcionaron una plataforma para conectar a las partes interesadas dentro del proyecto y en las cadenas de valor alimentarias. El taller reunió a productores (agricultores y grupos de agricultores), proveedores de insumos (semillas), extensionistas, asesores, investigadores, administración local, representantes de condados, representantes del gobierno nacional, proveedores de seguros, tecnología agrícola, organizaciones no gubernamentales, comunicación y difusión. personal. Este taller informó a las partes interesadas sobre la tecnología SWRT, sus méritos y oportunidades comerciales. Al mismo tiempo, las partes interesadas entendieron cómo pueden contribuir a la adopción de la tecnología y el negocio en torno a la tecnología. SWRT se describe como una de las tecnologías más efectivas para combatir los riesgos relacionados con el clima entre los pequeños agricultores. Se está haciendo un análisis de costo-beneficio para sopesar los costos de instalación e identificar escenarios que brindarán los mayores beneficios a los agricultores y las partes interesadas.

 

Cannabis medicinal: un año después de aprobado su uso legal, sigue habiendo mucha desinformación

 La ciudadanía todavía no tiene claro qué es el cannabis medicinal y cuáles son sus usos en la salud. Es importante saber y entender que el cannabis es un medicamento que, como los demás, tiene indicaciones, contraindicaciones y debe ser suministrado por especialistas.

Por eso el médico cirujano Juan Rafael López Sánchez, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), especialista en Medicina de Dolor y Cuidado Paliativo, afirma que “uno de los retos que afronta el país es combatir la desinformación que sigue habiendo en torno al uso del cannabis, ya que este se encuentra en tiendas naturistas, en el transporte público o en las ventas informales. Este es un medicamento cuyo uso y distribución se debe tomar con mucha seriedad, no de manera informal”.

Agrega que “nuestra responsabilidad como profesionales de la salud es informarnos y educarnos con respecto a los usos potenciales de los compuestos derivados del cannabis, de una manera libre de sesgos, para poder responder a las necesidades de los pacientes de forma efectiva, basada en la evidencia. Colombia sigue siendo el epicentro de esta nueva actividad agrofarmacéutica y tiene el gran potencial de convertirse en referente para la investigación del cannabis en el mundo”.

Durante su participación en el programa #SaludUNALcontigo, liderado por la Facultad de Medicina de la UNAL, el experto presentó los resultados de una investigación en la que se evidenció cómo el cannabis medicinal puede ser un adyuvante en la intervención terapéutica en el manejo del dolor crónico y comorbilidades asociadas en pacientes colombianos.

Mencionó que “se trata del estudio más grande que se ha hecho en el mundo, con más de 2.000 pacientes de muestra, en el que se constataron los beneficios del uso del cannabis medicinal para el manejo del dolor crónico”.

El estudio, publicado en la revista científica europea Frontiers in Pain Research, determinó que “esta es la primera investigación clínica de consumo de cannabis para el dolor crónico en una cohorte de colombianos pacientes”.

Sin embargo, el doctor López señala que “dada la alta incidencia del dolor en fenotipos descritos en nuestro estudio, los hallazgos son generalizables entre poblaciones de pacientes”.

“Esta opinión se apoya en el hecho de que nuestros resultados están bien alineados con los informados por estudios similares en poblaciones clínicas por grupos de investigación que trabajan en jurisdicciones con acceso al cannabis medicinal desde hace mucho tiempo, programas como los adelantados en Israel o Canadá”.

El doctor López explica además que “este no es un tratamiento de primera línea en el país y generalmente se utiliza en pacientes que han agotado muchos tratamientos. No suele utilizarse como monoterapia, sino que siempre es un tratamiento complementario. La evidencia más fuerte es para el dolor, pues ayuda a los pacientes a disminuirlo notablemente; aunque no cura ninguna enfermedad, sí beneficia mucho y estoy seguro de que es la próxima revolución de la medicina”.

Cabe mencionar que hace un año en Colombia es legal y permitido el uso de cannabis medicinal, según la Ley 1787 de 2016, reglamentada por los decretos 613 de 2017, 631 de 2018 y 811 de 2021.

Se estima que en 2020 la industria global del cannabis medicinal produjo 7,8 billones de dólares y se espera que este año alcance los 16,47 billones.

Beneficios en la salud

Según la exposición del doctor López, el cannabis tiene buenos resultados en el manejo del dolor crónico de algunas enfermedades, así como en náuseas y vómito, algunos tipos de epilepsias, párkinson y enfermedades mentales como esquizofrenia, trastorno de estrés postraumático, adicciones y trastornos de ansiedad.

También puede ayudar en algunos dolores complejos como los neuropáticos (daños en los nervios), reumáticos y osteomusculares, la artritis reumatoidea, el cáncer y la esclerosis múltiple.

También ha mostrado eficacia para el manejo de las náuseas y el vómito en tratamientos con quimioterapia, en los que resultan ser cuatro veces más efectivos que el placebo.

Otros usos están relacionados con el manejo terapéutico del dolor en pacientes con esclerosis múltiple y en dos tipos de epilepsia (los síndromes de Lennox-Gastaut y de Dravet), que en niños entre los 2 y 3 años generan convulsiones masivas a lo largo del día provocando un daño cerebral severo.

El doctor López destaca que “en Colombia la variedad que se utiliza es la Cannabis sativa, resistente a parásitos y patógenos. Sin embargo, es importante que este tipo de medicamentos sean formulados, como cualquier otro analgésico, por especialistas que puedan prevenir sus afectos adversos en la administración”.

“Este es un medicamento que interviene directamente en el sistema central y periférico y no interviene en el tallo del cerebro, es seguro en los humanos y no se podría hablar de una sobredosis por cannabis medicinal”.

Por último, el especialista detalla que “más allá de regular factores como el dolor, el centro de sueño, la ansiedad, el de estado de ánimo, la psicosis, la cognición o el aprendizaje, el cannabis tiene beneficios terapéuticos, pues no es un medicamento que sirve exclusivamente para una cosa, sino que tiene influencia en varios centros que regulan nuestro sistema nervioso y puede atacar varios frentes al tiempo”.

 

Especies invasoras amenazan biodiversidad del país

 Estas especies, que se encuentran en todos los grupos taxonómicos –microorganismos, plantas, invertebrados, peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos, entre otros– se establecen en un ecosistema o hábitat natural o seminatural y se convierten en un agente de cambio que amenaza el ecosistema y la diversidad biológica nativa.

Las especies exóticas invasoras son aquellas que al introducirlas de forma natural, accidental o intencionada en un medio que no es el suyo, consiguen adaptarse a él y colonizarlo.

El profesor Miguel Gonzalo Andrade, director del Instituto de Ciencias Naturales (ICN) de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), recuerda que estas especies –consideradas por el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) como la segunda causa de pérdida de biodiversidad en el mundo– actúan como depredadoras impidiendo el desarrollo de especies nativas, alteran el hábitat al modificar física y químicamente el suelo, compiten por el alimento y el espacio, se hibridan o mezclan con las especies nativas, e introducen nuevos parásitos y enfermedades para otras especies y para los humanos.

Explica además que “su fácil adaptación a nuevos entornos y su rápida expansión son causa importante de pérdida de la biodiversidad […] Los efectos de este fenómeno son severos debido a que las especies nativas carecen de estrategias para protegerse de la depredación, y en Colombia no hay controladores poblacionales, es decir que no hay otro animal que pueda combatir a estas especies”.

En el país se reportan más de 300 especies con potencial de invasión, problemática que se empezó a evidenciar en 1997. En 2020 se implementó la Resolución 0346 del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS), por medio de la cual se prohíbe la comercialización, movilización, fomento, reproducción y propagación, entre otras medidas, de cualquiera de las especies incluida en la lista.

Especies invasoras en Colombia

El retamo espinoso –arbusto de origen europeo– se introdujo al país para ornamento y como cerca viva, y hoy los cerros Orientales de Bogotá están invadidos por esta y muchas otras especies en áreas de Cundinamarca, Boyacá y Antioquia.

El buchón o jacinto de agua –una planta acuática originaria de la cuenca amazónica– está dentro de las 100 especies invasoras más peligrosas del mundo; en Colombia, está categorizada como “especie de alto riesgo”.

Esta especie se distribuye ampliamente formando extensos tapetes flotantes en el embalse de La Playa (municipio de Tuta), en las lagunas de enfriamiento de la Central Térmica de Termopaipa y en la Ciénaga de Palagua, en Puerto Boyacá.

“Su rápida proliferación ocasiona la pérdida de oxígeno en los cuerpos de agua, afectando represas como Hidroituango y ríos como el Cauca. En las represas y los humedales, cuando se toma la película del agua, el buchón termina tapando toda la superficie hídrica perjudicando a los especímenes que habitan en estos acuíferos”, explica el profesor.

Entre los invertebrados está el caracol gigante africano, una amenaza no solo para la biodiversidad sino también para la salud pública, presente en 122 municipios de 26 departamentos e introducido con el fin de explotarlo para uso estético y alimenticio. No obstante, se alimenta de organismos vivos como plantas, líquenes, hongos, materia orgánica en descomposición, derivados de plantas y paredes estucadas.

“Este animal consume 67 especies de plantas, 35 de ellas alimenticias, lo que genera la destrucción de cultivos y huertas; además produce hedores que afectan la calidad de los lugares que invaden. Así mismo, puede adquirir parásitos, bacterias y hongos, por lo cual es vector de organismos que ponen en riesgo la salud de los humanos”, asegura el experto.

La rana toro es otra especie invasora. Este anfibio, proveniente de Norteamérica, fue introducido por el Valle del Cauca en 1986 con fines de zoocría (cría de animales bajo condiciones controladas), pero en 1992 escapó y se ubicó en áreas naturales de diferentes departamentos.

Su alta fecundidad, la fuerte tolerancia ecológica y amplia dieta, hacen de este animal un agresivo depredador de insectos y vertebrados pequeños, que compite por recursos con otras especies nativas.

“En la Sabana de Bogotá ya la hemos encontrado individuos de la rana toro, y también se han hallado subiendo a lo largo del río Magdalena. Se están comiendo los alevinos (peces que acaban de romper el huevo) y afectando la cría y la pesca, sobre todo en esta época de Semana Santa”, asegura el profesor Andrade.

Entre los peces marinos sobresale el pez león, especie proveniente del océano Índico y Pacífico que se estableció en Norteamérica y el Caribe. Se trata de un depredador de peces y crustáceos en arrecifes de coral, que afecta severamente la red trófica. Tiene una alta tasa de reproducción y puede sobrevivir largos periodos con poco alimento.

Hipopótamos, un peligro

Recientemente el MADS incluyó al hipopótamo en el listado de especies exóticas invasoras de Colombia, con lo cual ratifica que la reproducción de estos animales se salió de control y que puede afectar los ecosistemas debido a su rápida apropiación de los territorios.

“La recomendación al MADS de que el hipopótamo fuera declarado como especie invasora se dio por parte del ICN y del instituto Alexander von Humboldt, porque es una especie altamente agresiva, sobre la cual se han documentado ataques hacia la población humana y hacia otras especies de la diversidad colombiana. Es típica en África, por lo que en Colombia no tiene especies que le compitan […], se ha dispersado a lo largo del Magdalena y el 48 % de la población se encuentra en estado de crías y juveniles, lo cual quiere decir que está en pleno desarrollo”, dice el experto.

Agrega que “esta es una especie megaherbívora y transmisora de enfermedades como la brucelosis y el ántrax”.

El director del ICN subraya que “la Resolución 0346 del MADS lista todas las especies en Colombia declaradas como invasoras, lo cual es muy importante porque, por ejemplo, con el hipopótamo se ha encontrado que había un comercio ilícito de las crías, entonces cualquier actividad que se quiera hacer con estas especies queda prohibida y se ayuda a evitar que se sigan expandiendo”.