Con altas temperaturas tratan lodos de las aguas residuales

 
La Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) El Salitre produce alrededor de 300 toneladas diarias de residuos orgánicos (biosólidos) resultantes del proceso de purificación del agua, los cuales se acumulan sin una disposición definitiva. Un ingeniero mecánico propone tratarlos a través de pirólisis, un proceso que usa altas temperaturas sin oxígeno para descomponer materiales y transformarlos en subproductos como carbonizados con potencial uso como fertilizante para suelos agrícolas.

Las aguas residuales que provienen del norte y centro de Bogotá llegan a la PTAR El Salitre, ubicada en el noroccidente de la ciudad, entre las localidades de Suba y Engativá. Estas aguas –que vienen de hogares, industrias y comercios– pasan por un proceso de tratamiento mediante el cual se eliminan primero los sólidos grandes, las arenas y grasas, y luego, en una etapa biológica, los microorganismos especializados descomponen la materia orgánica y así se mejora la calidad del agua.

Al final de este proceso se obtiene agua más limpia que se devuelve a los ríos, y también un residuo sólido compuesto por lodos y restos de materia orgánica: los biosólidos, que aunque son ricos en nutrientes como nitrógeno y fósforo, también pueden contener metales pesados como plomo, mercurio y arsénico, además de material patógeno como bacterias, por lo que es necesario aplicar un tratamiento adecuado antes de su disposición o su posible reutilización.

“Nuestro grupo, Biomasa y Optimización Térmica de Procesos (BIOT), recibió este problema y por eso estudiamos diferentes tecnologías para el procesamiento de la pirólisis. En este caso empleamos el reactor de lecho fluidizado”, explica Andrés Felipe Pardo Martínez, estudiante de la Maestría en Ingeniería - Ingeniería Mecánica de la UNAL Sede Bogotá.

La pirolisis es una técnica que permite transformar la materia orgánica en productos sólidos, líquidos y gaseosos. En esta investigación se enfocaron específicamente en los sólidos resultantes, conocidos como carbonizados, analizando su composición y posibles aplicaciones.

Pruebas de laboratorio

El proceso experimental comenzó con la recolección de muestras de biosólidos de la PTAR El Salitre, tarea adelantada por algunos investigadores del grupo; para avanzar en el estudio, en el laboratorio se sometieron dichas muestras a un tratamiento previo de secado y molienda.

Después el estudiante realizó pruebas en el reactor de lecho fluidizado que mantenía las partículas suspendidas mediante un flujo de aire a alta velocidad, lo cual mejora la eficiencia del calentamiento y la conversión de los biosólidos, lo que le permitió observar cómo las distintas temperaturas influían en su transformación.

Las pruebas se realizaron en un rango de temperaturas entre 700 y 900 °C y en la marcha, y además se identificó que a medida que se incrementaba la temperatura, la cantidad de material sólido generado disminuía.

“A 700 °C se obtuvo alrededor de un 54 % de carbonizados, mientras que a 900 °C bajó a un 42 %. Este fenómeno se debe a que, con temperaturas más elevadas, una mayor proporción de los componentes volátiles se libera en forma de gases y líquidos”, aclara.

Otro resultado que llamó su atención fue que, a temperaturas más altas, la cantidad de metales pesados en el carbonizado disminuía, ya que algunos se volatilizaban y dejaban el sólido más limpio. Además, el material obtenido tenía un alto contenido de cenizas, lo que sugiere que se podría usar en la agricultura, siempre y cuando se realicen más estudios para garantizar su seguridad.

“Los carbonizados que obtuvimos serían útiles en la recuperación de suelos degradados, pero necesitamos evaluar sus efectos a largo plazo”, afirma el investigador de la UNAL. Es importante destacar que algunos estudios de la Universidad ya han explorado el uso de materiales similares para mejorar la estructura y fertilidad del suelo, como en el cultivo de tomate.

Según el ingeniero, “el uso de un sistema de tratamiento como la pirólisis ayudaría a reducir la acumulación de estos residuos y disminuir los riesgos ambientales, a la vez que genera un material útil para la agricultura. Estamos ante una alternativa que no solo resuelve un problema ambiental, sino que además generaría beneficios en otros sectores”.

“Placas” de titanio removerían cromo cancerígeno de aguas residuales industriales

 Uno de los principales responsables de la contaminación del agua en el mundo es el cromo hexavalente, metal utilizado en la industria para proteger de la corrosión piezas como parachoques, llantas, grifos y accesorios de baño. Sin embargo, al ser muy tóxico puede penetrar las células hasta causar enfermedades letales como el cáncer. Mediante el uso de láminas elaboradas a partir de dióxido de titanio y partículas de níquel se purificarían las aguas residuales de esta industria hasta en un 98 % antes de ser arrojadas a ríos y quebradas.

Juan Pablo Velásquez Tamayo, magíster en Ciencias-Física, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, explica que, “dichas láminas son ideales para aplicar fotoelectrocatálisis, técnica que combina luz ultravioleta o UV y la electricidad para convertir el cromo hexavalente, que es muy tóxico, en cromo trivalente (una variante)  más seguro y fácil de eliminar del agua”.

“Mientras el dióxido de titanio usa la luz UV para activar reacciones químicas, el níquel mejora la conducción de electricidad, lo que hace que el proceso sea más eficiente”, señala. 

Un aspecto interesante del trabajo es que se está aplicando una solución efectiva para reducir la contaminación por cromo hexavalente, y, además, se están utilizando los principios de economía circular, “al reutilizar las aguas residuales del niquelado como fuente de níquel para sintetizar estos recubrimientos. Esto reduce costos y promueve un modelo más sostenible”, destaca el investigador Velásquez Tamayo.

El experimento consistió en extraer dos muestras de agua contaminada con cromo hexavalente y, en cada una poner una placa metálica recubierta, diseñada para activar sus funciones fotocatalíticas cuando se exponen a luz ultravioleta. Además, estas se conectaron a energía eléctrica para potenciar el proceso.

Sí descontamina

En los experimentos, los recubrimientos de mostraron una eficiencia sobresaliente para reducir. Uno de los recubrimientos, con un diseño específico denominado “ciclo útil de trabajo del 2 %”,  eliminó más del 98 % del cromo hexavalente incluso después de 16 ciclos de uso. Este resultado destaca la durabilidad y efectividad del material.

El proceso también fue evaluado bajo diferentes condiciones, como la concentración inicial de cromo hexavalente y la tensión eléctrica aplicada. El investigador determinó las condiciones óptimas para maximizar la reducción del contaminante, ajustándose a un modelo matemático que predice su comportamiento.

Esta tecnología podría transformar el tratamiento de aguas residuales en industrias como el cromado y el curtido de cuero, dos de las principales fuentes de contaminación por cromo hexavalente. Al reutilizar aguas residuales del niquelado, se reduciría la generación de desechos y se promueve una gestión más sostenible de los recursos.

Desde una perspectiva ambiental, la reducción de cromo hexavalente contribuirá a proteger los ecosistemas acuáticos y la biodiversidad. En el ámbito social, esta tecnología podría prevenir enfermedades graves relacionadas con la exposición al cromo, mejorando la calidad de vida de las comunidades cercanas a industrias contaminantes.

Aunque esta investigación aún se encuentra en fase experimental, sus resultados son alentadores. El siguiente paso será escalar la tecnología para implementarla a nivel industrial. Esto requerirá colaboración entre la academia, el sector industrial y las autoridades ambientales.

Nuevo índice permitirá evaluar los niveles de contaminación en aguas residuales de la minería

 En un esfuerzo por abordar la creciente problemática de la contaminación del agua en el departamento de Caldas, un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) ha propuesto un índice de calidad del agua residual (ICAR) específico para evaluar los efluentes resultantes del proceso de lixiviación de oro con cianuro, es decir los desechos líquidos que se generan cuando se utiliza cianuro para extraer oro de las rocas.

Guillermo Humberto Gaviria López, candidato a Doctor en Ingeniería Química de la UNAL, adelantó una investigación en Caldas por su marcada tradición minera, especialmente de oro, factor que ha impulsado su economía tanto local como nacional, pues solo en 2020 aportó el 5 % de la producción total de oro del país.

Esto refleja no solo la riqueza mineral del departamento sino también la importancia de la minería en la generación de empleo y en el desarrollo de infraestructuras en la región. La minería de oro en Caldas involucra a grandes empresas mineras y a mineros artesanales, lo que le añade una dimensión socioeconómica relevante al análisis de su repercusión en la comunidad local.

Pese a este importante aporte, la minería extractiva del oro genera vertimientos con diferentes componentes químicos, algunos de los cuales pueden ser tóxicos, como el cianuro, que se usa para extraer el oro de la roca mediante lixiviación. Estos vertimientos provocan impactos dañinos sobre las fuentes de agua, y sus efectos se pueden extender a la fauna y flora de la región.

Precisamente, en una apuesta para evitar que esto suceda, el ingeniero Gaviria y los estudiantes y profesores del Grupo de Investigación Prisma de la UNAL Sede Manizales diseñaron el ICAR, herramienta que les permitirá a pequeños y grandes mineros evaluar la calidad de los vertimientos con la meta de cumplir la normativa ambiental colombiana.

“Para calcularlo empleamos el método del índice aritmético ponderado, que evalúa 23 parámetros fisicoquímicos como temperatura, pH, demanda química de oxígeno, demanda bioquímica de oxígeno, sólidos suspendidos totales, grasas y aceites, cianuro y varios metales pesados, entre otros”, explica el investigador.

El nuevo índice involucra: (i) una valoración cuantitativa del conjunto de parámetros contemplado en la Resolución 0631 de 2015; (ii) una valoración cualitativa (por letras) del estado del efluente: A: bueno, B: aceptable, C: regular, y D: malo; y (iii) una valoración cualitativa por colores o “semaforización”, donde azul es lo más positivo; verde y amarillo: regular; naranja: malo; y rojo: preocupante. 

“Para calcularlo empleamos el método del índice aritmético ponderado, que evalúa 23 parámetros fisicoquímicos como temperatura, pH, demanda química de oxígeno, demanda bioquímica de oxígeno, sólidos suspendidos totales, grasas y aceites, cianuro y varios metales pesados, entre otros”, explica el investigador.

El nuevo índice involucra: (i) una valoración cuantitativa del conjunto de parámetros contemplado en la Resolución 0631 de 2015; (ii) una valoración cualitativa (por letras) del estado del efluente: A: bueno, B: aceptable, C: regular, y D: malo; y (iii) una valoración cualitativa por colores o “semaforización”, donde azul es lo más positivo; verde y amarillo: regular; naranja: malo; y rojo: preocupante. 

Herramienta eficaz

Por 6 meses el investigador Gaviria y un grupo de estudiantes de pregrado e integrantes del semillero de investigación realizaron varios muestreos de aguas residuales de la etapa de lixiviación de oro con cianuro procedentes de distintos entables mineros en Caldas. Los resultados de las  mediciones de laboratorio permitieron calcular el ICAR y se encontró un valor 828,06, que se considera elevado.

“Este valor indicó muy mala calidad del agua residual, lo que subrayó la necesidad de contar con alternativas de tratamiento específicas para los efluentes mineros en el departamento”, anota el ingeniero químico.

Señala además que “el desarrollo de este índice de no solo ha permitido una evaluación integral de la calidad del agua en Caldas, sino que también proporciona una herramienta para planificar acciones de mitigación”.

Su implementación puede ayudar a valorar la huella integral de las medidas de atenuación de la contaminación, guiando políticas y estrategias de gestión ambiental más efectivas. En este sentido, se presenta como un recurso para los responsables de la toma de decisiones y para las comunidades afectadas por la actividad minera.

El avance logrado por los investigadores tiene el potencial de transformar la gestión ambiental en regiones mineras no solo en Colombia, sino en otros países con desafíos similares.

La capacidad de este índice para proporcionar una medida clara y cuantificable de la calidad del agua residual es fundamental para la planificación y ejecución de políticas ambientales. Su adopción puede facilitar la identificación de las áreas más críticas, en donde la intervención es más urgente, y permitir una asignación de recursos más eficiente para el tratamiento y la remediación.

Es importante destacar que el indicador también puede desempeñar un papel educativo, aumentando la conciencia sobre las incidencias ambientales de la minería y promoviendo prácticas más responsables y sostenibles. La comunidad académica, las autoridades locales y los habitantes de las regiones mineras pueden beneficiarse de una mayor comprensión de los riesgos asociados con los efluentes mineros y de las medidas necesarias para mitigarlos.

Esta iniciativa busca mejorar la calidad de las aguas de la industria de minería de oro que son vertidas a diferentes cuerpos de agua, propendiendo por la preservación de los ecosistemas y la salud humana. Su implementación puede ser un paso importante hacia la planificación un futuro más limpio y seguro para las áreas afectadas por la minería, marcando un hito en la gestión ambiental de Colombia y estableciendo un modelo que podría ser replicado en otros contextos mineros globales.

Esta investigación doctoral en Ingeniería Química está enlazada al proyecto de investigación Hermes 55259, “Oxidación electroquímica de efluentes diluidos contaminados con cianuro provenientes del proceso de lixiviación de oro”.

 

Sistema de tratamiento elimina antibióticos en aguas residuales

 En Medellín, un modelo pensado para las plantas de tratamiento de aguas residuales y probado a escala piloto con agua residual hospitalaria disminuyó en un 90 % la toxicidad provocada por meropenem, el antibiótico más usado en las unidades de cuidados intensivos de Colombia.

La propuesta de Edison Alexander Agudelo, doctor en Ingeniería - Recursos Hidráulicos de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, es de bajo costo y capaz de tratar y degradar este tipo de compuestos mediante tecnologías de oxidación avanzada, para convertir esas partículas complejas en unas más fáciles de procesar.

Para ello combina dos sistemas: el de vermifiltración –en el que se usan lombrices para mejorar su desempeño a la hora de filtrar el agua– y la oxidación avanzada, basada en ozono y carbón activado. Así se producen radicales hidroxilo, oxidantes capaces de degradar antibióticos como el meropenem, utilizado para tratar la meningitis y la neumonía.

En los últimos años se han identificado en las aguas residuales varios compuestos que, por sus características químicas, no se pueden degradar parcial ni completamente a través de los procesos biológicos convencionales como las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR).

Dichos compuestos se llaman “contaminantes emergentes”, y en este grupo se identifican, entre otros, los antibióticos, los disruptores endocrinos (alteran el sistema hormonal del organismo), algunos productos para el cuidado personal y los pesticidas. Se trata de sustancias naturales o sintéticas de uso masivo en humanos y animales, como medicamentos y coadyuvantes en la nutrición animal.

En el caso de los antibióticos, existen numerosos trabajos que han estudiado su efecto en el ambiente y en la aparición de cepas bacterianas más resistentes a los tratamientos médicos, lo que convierte la contaminación de aguas residuales por este tipo de fármacos en un asunto de salud pública. Por ejemplo en 2019, después de analizar muestras tomadas en 711 sitios de 72 países en los cinco continentes, un grupo de investigadores de la Universidad de York (Reino Unido) detectó rastros de estas sustancias en 462 lugares.

El doctor Agudelo señala que, “ante este panorama, las políticas públicas se deben encaminar a contener, corregir, mitigar y controlar la contaminación de las fuentes hídricas. De hecho, el Banco Interamericano de Desarrollo advirtió en 2018 sobre la necesidad que tiene América Latina de proteger todas las fuentes de agua, tanto superficiales como subterráneas, puesto que muchas de estas son el abastecimiento de agua potable para la población”.

El asunto es que, descubierta la problemática, los científicos también se dieron cuenta de que eliminar estos y otros fármacos de las aguas en las PTAR no es una tarea sencilla.

El profesor Santiago Cardona, de la Facultad de Minas de la UNAL Sede Medellín, indica que “los antibióticos son moléculas muy complejas y grandes; además, las plantas convencionales están diseñadas para remover moléculas de menor complejidad química”.

Para optimizar la eficacia de las PTAR, el ingeniero Agudelo desarrolló un modelo cinético para simular matemáticamente cómo se degradaría el meropenem con el sistema de ozonización catalítica propuesto.

El modelo se validó en un sistema a escala piloto con agua residual hospitalaria sintética –de características similares a las de un agua residual– de un hospital de alto nivel de complejidad de Medellín. Se obtuvo la eliminación total del antibiótico y una reducción del 90 % de la demanda química de oxígeno (DQO) inicial en el sistema, un indicador que se utiliza para medir el grado de contaminación en el agua.

Así mismo, la toxicidad aguda del agua disminuyó el 100 % hasta hacerse inocua para los microorganismos prueba, que fueron E. coli y Staphylococcus aureus, bacterias que producen infecciones gastrointestinales y meningitis.

De igual manera, son microorganismos que en algunas cepas han presentado resistencia a los antibióticos con los que se trataban, un aspecto que también forma parte de la problemática presencia de antibióticos en aguas residuales, debido a que sus residuos se han encontrado típicamente cerca de las PTAR, un escenario idóneo para que ambos elementos convivan y se adapten.

Por eso, sistemas como el diseñado por el ingeniero Agudelo para facilitar la remoción de estos contaminantes de las aguas residuales se pueden convertir en una herramienta fundamental para las autoridades sanitarias locales y departamentales en el desafío que representa la resistencia microbiana.

¿Qué pasa cuando las aguas de los ríos se cruzan con las subterráneas?

 Como el agua superficial de los ríos es rica en oxígeno y la subterránea en nutrientes y minerales, al unirse, se crea vida, aquella de especies animales, plantas y otros organismos vivos que conforman cerca del 80 % de los ecosistemas hídricos. Esta interacción se ha estudiado poco, por lo que aún se desconocen los daños que le ocasionan la contaminación y las acciones humanas.

Así lo asegura el ingeniero civil Antonio Preziosi, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), quien desarrolló tres modelos computacionales para evaluar este intercambio, un aporte científico exaltado por el Premio Shizu y Yu Takeuchi de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales (Accefyn).

Explica además que “por lo general las investigaciones sobre los recursos hídricos se hacen considerando que el agua subterránea y la superficial forman parte de sistemas aislados que no se relacionan. Nuestro estudio busca una mirada integral del agua como un solo recurso, independientemente de dónde se encuentre almacenada”.

El principal hallazgo de su tesis doctoral sugiere que el tamaño de los granos que conforman el lecho de los ríos (piedras, arena y sedimentos) y sus niveles de flujo aumentan o disminuyen en el intercambio entre los dos acuíferos (aguas subterránea y ríos).

Por ello, propone tres modelos computacionales que simplifiquen la medición del flujo hiporreico, es decir el de la zona en donde las aguas de los ríos y las subterráneas interactúan, intercambian y transportan solutos (sales y gases que se desintegran, en otros), contaminantes y microorganismos.

Es importante considerar que en países tropicales como Colombia las corrientes de agua superficiales juegan un rol importante como fuente de agua potable para grandes asentamientos humanos, a la vez que son receptoras de vertimientos domésticos e industriales. El crecimiento de la población, la migración interna de las ciudades y los efectos del cambio climático hacen que la presión sobre los ecosistemas acuáticos se vuelva un tema de interés para la ciencia.

“De ahí que nuestro interés desde la mecánica de fluidos es determinar el perfil de velocidades promedio, que representa la transición entre el flujo de agua de un canal y un lecho de forma regular. Para este fin se empleó el método de los volúmenes finitos, herramienta que modela problemas en la dinámica de las desembocaduras de los ríos y estuarios o ecosistemas mixtos en donde confluyen las aguas dulces de ríos y las saladas de mar”, señala el ingeniero Preziosi.

Los modelos que él desarrolló en computador simularon experimentos que se hicieron en canales de los laboratorios de las universidades Northwestern y de Illinois: “nuestros modelos lograron representar los mismos resultados que se observan en los experimentos realizados, lo cual evidencia esa importante interacción entre los dos ecosistemas (ríos y aguas subterráneas)”.

Al respecto, el profesor Leonardo Donado, director de la tesis y del grupo de investigación Hidrodinámica de Medios Naturales (HYDS) de la UNAL, agrega que “además logramos simplificar ecuaciones como las de Navier-Stokes, que describen la física de fenómenos como las corrientes hídricas, pero de una manera dispendiosa, lo cual dificulta contar con información detallada de la forma y la composición de los lechos de los ríos”

El ingeniero Preziosi concluye: “en nuestro caso desarrollamos dos modelos de alta complejidad; uno de métodos numéricos espectrales y otro de rastreo de partículas, que permiten evaluar más directamente la disponibilidad de agua en los ríos, su calidad y sus niveles de contaminación”.

Eso significa que en un futuro cercano, con la medición y el reconocimiento de estos ecosistemas, se podrán estudiar nuevas fauna y flora y proponer planes para mitigar tanto la contaminación en acuíferos como las sequias de los ríos, entre otros.

Trayectoria con más reconocimientos

Por la originalidad, rigor e importancia científica de su investigación, Antonio Preziosi recibió una “Mención meritoria a la mejor tesis de doctorado en las áreas de Biología, Química y Geología” por parte de la Accefyn, máximo organismo de científicos asociados en el país.

Este reconocimiento se le otorgará durante el premio Shizu y Yu Takeuchi, este viernes 18 de marzo. Es importante destacar que este galardón se estableció en memoria del profesor japonés Yu Takeuchi, docente de la UNAL y reconocido matemático en el ámbito mundial.

Actualmente el ingeniero Preziosi se desempeña como profesor del área Hidroambiental de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Santo Tomás. También continúa sus investigaciones en hidrodinámica de medios naturales y sistemas urbanos de drenaje sostenible y lidera el proceso de creación de una empresa de consultoría ambiental especializada.

En su tiempo libre disfruta el baloncesto con su equipo de exalumnos de la UNAL. Por otro lado, hace cinco años forma parte del grupo de investigación HYDS.

“Para nosotros como grupo de investigación joven, es un gran reconocimiento a esta corta época de trabajo”, menciona el profesor Donado.

HYDS ha graduado 3 doctores en Ingeniería Civil de la Sede Bogotá, los cuales ejercen hoy la enseñanza en reconocidas universidades del país y han sido ganadores del premio a la “Mejor investigación” que da la Asociación de Ingenieros de la UNAL.

Propician gestión sostenible del agua en zona de reparación a víctimas

Un sistema de cámaras rompe presión para regular el flujo hidráulico; 800 m de tubería certificada; un humedal artificial para tratar aguas residuales, y dos sistemas para aprovechar aguas lluvias, son algunas soluciones entregadas a la comunidad de la vereda El Arenillo, considerada Sujeto de Reparación Colectiva por la Unidad para las Víctimas..

Humedal artificial subsuperficial para tratamiento de aguas residuales de 17 viviendas.

Estas herramientas fueron proporcionadas en el marco del programa Ideas para el Cambio, de Colciencias, en el cual participan la Asociación de Campesinos del Arenillo y el Grupo de Investigación Prospectiva Ambiental de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira.

El proyecto “Construcción colaborativa para la gestión del agua y su integración con herramientas TIC en la vereda El Arenillo”, responde a un trabajo mancomunado entre Colciencias, el Ministerio de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (MinTIC), la Unidad para la Atención y Reparación Integral a Víctimas, y el Grupo de Investigación Prospectiva Ambiental de la UNAL Sede Palmira.

Las soluciones co-construidas por la comunidad y el equipo UNAL Palmira en esta vereda del municipio de Palmira (Valle -Colombia )tres elementos principales: manejo integral de aguas, generación de energía eléctrica renovable y un sistema de información geográfica.

En el primer elemento se construyeron cinco cámaras rompe presión para el acueducto comunitario, con el fin de disminuir la presión en su sistema hidráulico, regular el flujo y evitar daños en la tubería de conducción. También se instalaron 800 m de tubería certificada para conducir el agua de consumo humano y se incorporó un dispositivo mecánico para medir agua (macromedidor) en la salida del tanque del acueducto.

Microturbina con capacidad de generación máxima de 1 kilovatio aprovechando energia cinética de la tubería del acueducto.

Otra de las soluciones fue un humedal artificial subsuperficial para tratar las aguas residuales de 17 viviendas de Arenillo Bajo, con un sistema para tratar las aguas grises con la ayuda de plantas especializadas, en este caso las especies Zantedeschia aethiopica, Heliconia sp. y Cyperus alternifolius, conocidas como cartuchos, heliconias y papiros, respectivamente.

Por último, se desarrollaron dos sistemas de recuperación de aguas lluvias con 10 m de canaleta para la recolección en la Institución Educativa Francisco Miranda y 12 m en la Casa Comunal de Arenillo Bajo, además de 12 m de estructura de soporte para la canaleta de la Casa Comunal, 13 soportes para la canaleta y 2 tanques de almacenamiento de agua de 55 galones.

Para la generación de energía eléctrica renovable se diseñó un microgenerador hidráulico en Arenillo Alto, con capacidad de generación máxima de 1 kilovatio, aprovechando la energía cinética de la tubería del acueducto.

Así mismo se instaló un módulo de energía solar que comprende dos paneles solares de 340 vatios cada uno, para cargar al menos seis celulares y herramientas o equipos eléctricos de bajo consumo.

Finalmente, se cuenta con un sistema de información geográfica utilizando la plataforma de Google Maps, en la que se incorporaron datos georreferenciados de los materiales y las características de la red de acueducto y la infraestructura, con acceso libre para que los habitantes lo puedan actualizar.

“El desarrollo del proyecto evidenció el empoderamiento y liderazgo de la mujer rural tanto en la construcción de tejido social como en el rescate de la minga como estrategia de trabajo solidario y fortalecimiento de la comunidad”, comentó Luz Stella Cadavid, coordinadora del grupo de investigación Prospectiva Ambiental y docente de la UNAL Sede Palmira.

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Apropiación social del conocimiento

La comunidad de El Arenillo, conformada por 121 familias, es considerada Sujeto de Reparación Colectiva por la Unidad para las Víctimas debido a hechos victimizantes ocurridos por el confinamiento desde 1999 hasta 2004, por parte de las Autodefensas Unidas de Colombia (AUC).

Entre las acciones complementarias para reparar a sus habitantes figura Ideas para el Cambio, un programa de Colciencias que propicia espacios experimentales para la apropiación social del conocimiento científico-tecnológico, mediante el trabajo conjunto entre las comunidades y expertos en ciencia, tecnología e innovación.

En este caso, el equipo de Prospectiva Ambiental de la UNAL Sede Palmira fue el ganador de la convocatoria para implementar una solución en el territorio, por encima de cuatro grupos de investigación de otras instituciones. La UNAL aportó más de 37 millones de pesos para la financiación del proyecto y Colciencias contribuyó con otros 180 millones de pesos.

Fuente : Universidad Nacional -Palmira-Colombia 

Pesca en ciénaga de Zapatosa disminuye por contaminación

Vertimientos como aguas residuales alteran el oxígeno disuelto y otros indicadores de calidad del agua, lo que genera un desequilibrio en el ecosistema y reduce la población de peces de interés comercial.

La contaminación orgánica provoca la proliferación de ciertas plantas acuáticas que reducen la disponibilidad de oxígeno. Foto: Luis Acosta. 

En algunos de los muestreos del agua tomados cerca de la desembocadura del río Cesar en la ciénaga de Zapatosa, se encontró un nivel de oxígeno disuelto de 2,3 miligramos (mg) por litro (l), cuando los peces necesitan para su desarrollo normal, en promedio, alrededor de 5 mg/l.

Así lo asegura Luis Ángel Acosta Murgas, candidato a magíster en Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) Sede Palmira, quien estudió la calidad del agua en la ciénaga y sus consecuencias en la biodiversidad.

Agrega que la baja disponibilidad de oxígeno disuelto es consecuencia de procesos químicos propios de la contaminación y de la proliferación de ciertas plantas acuáticas producto de los vertimientos.

Factores como los bajos niveles de oxígeno han llevado a que en el ecosistema predominen especies pequeñas de bajo interés comercial, como es el caso del pincho (Cyphocharax magdalenae), que sobrevive ante cambios bruscos de las condiciones y se ve favorecido con el material orgánico en descomposición.

“Cuando peces de gran porte no encuentran un hábitat favorable en la ciénaga, migran a otras zonas o pasan por procesos de adaptación, lo que limita su tamaño, lo que les permite sobrevivir en ambientes contaminados”, explica el investigador.

Según un informe de la ONG Ecofondo, entre 1973 y 2006 las capturas pesqueras se redujeron en un 92% en la cuenca del río Magdalena, territorio donde se encuentra la ciénaga, pasando de 79.000 a 6.000 toneladas al año.

En adición a esto, la longitud del bagre rayado (Pseudoplatystoma magdaleniatum), pez de gran atractivo para el mercado y hoy en peligro crítico de extinción, pasó en esa área de un  promedio de 68,3 cm, en 1989, a 60,4 cm, en el 2005, según datos del entonces Instituto Colombiano de Desarrollo Rural.

Entre los factores decisivos de estas dinámicas de pesca, sostiene el investigador, se encuentran la sobreexplotación y la contaminación.

Vertimientos enemigos

Las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) de los municipios de la región no son eficientes en la remoción de elementos contaminantes, lo que afecta la calidad del agua del río Cesar, que desemboca en la ciénaga, explica. En algunos puntos ni siquiera se cuenta con PTAR y, por ello, las aguas residuales municipales se constituyen en uno de los principales agentes de contaminación orgánica de la ciénaga, detalla.

Los desequilibrios en los niveles de amonio, nitrito, nitrato y fosfato provocan en toda la extensión de la ciénaga (entre 500 y 360 km² dependiendo de la temporada) un fenómeno de eutrofización, que es la acumulación de nutrientes orgánicos en fuentes hídricas que conlleva a la proliferación de ciertas plantas acuáticas.

“Cuando los niveles de agua descienden —como en diciembre— las abundantes plantas macrófitas empiezan a morir y a descomponerse.

 Esa degradación disminuye el oxígeno; en esos periodos encontramos junto a la desembocadura del río Cesar solo cuatro especies de peces, mientras que en condiciones normales pueden permanecer allí, en promedio, 15”, advierte el  investigador. 

    

La eutrofización también aumenta la cantidad de microalgas en otras zonas, las cuales disminuyen el oxígeno disuelto en el agua en su proceso de respiración en las noches; esto perjudica a peces depredadores como los bagres, que tienen hábitos alimenticios nocturnos.

Inventario de especies

Para el estudio, financiado por la Gobernación del Cesar y dirigido por el profesor Guillermo Duque Nivia, de la U.N. Sede Palmira, se tomaron muestras de agua y peces en cuatro puntos diferentes de la ciénaga: junto a los ríos Cesar, Limón y Magdalena, y en un punto intermedio aislado de estos afluentes.

 Se realizaron cuatro campañas de muestreo distribuidas entre 2017 y 2018, de manera que resultaran representativas de los diferentes niveles de agua por temporadas.    

Se recolectaron 2.600 peces, a los cuales se les midió su longitud, talla y peso. Además, se les tomaron fotografías para caracterizar su taxonomía.

“En toda la ciénaga encontramos 37 especies, de las cuales siete figuran en alguna categoría de amenaza, según la Lista Roja de Especies Amenazadas a nivel mundial (UICN)”, detalla el investigador Acosta.

En los lugares de muestreo se analizó el oxígeno disuelto, la transparencia, el pH, la temperatura y la conductividad, mientras que en un laboratorio satélite establecido en la zona se estudiaron los nutrientes presentes.

“En Colombia no existe una legislación que estipule límites específicos a los niveles máximos de nitratos y fosfatos permisibles para los vertimientos en fuentes hídricas, algo que es necesario por el buen estado de los ecosistemas y la economía de las familias de pescadores”, concluye.

Fuente : Universidad Nacional- Palmira Valle del Cauca- Colombia