INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS 1.pdf
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CAPITULO IV INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS 4.1 Resultados. En la Tabla de Resultados se declaran los Parámetros Físicos, Parámetros Químicos, Iones Metálicos Disueltos, Indicadores de Contaminación, y los Parámetros Microbiológicos, a través de los resultados obtenidos podemos caracterizar a la vinaza en este estudio, durante los meses en que fueron obtenidas las muestras en la Planta Destilera de alcohol SODERAL. 4.2 Interpretación de los Resultados. La interpretación está basada en Normativas referentes a Aguas Residuales ya que no existen Normas específicas para este tipo de residuo, además de estudios realizados en otros países, evaluaciones de prueba hechas a este residuo de forma empírica en las plantaciones aledañas, referencias de centros de investigación del medio ambiente, y la normativa para cultivos orgánicos en lo que este se puede aplicar. Siendo estas interpretaciones definitivas para este estudio ya que determinan la tendencia del uso aplicativo de la vinaza en las tierras de cultivo y el daño que ocasiona su mala disposición. 4.3. PARÁMETROS FISICOS 4.3.1. POTENCIAL HIDRÓGENO (Fig. 1) Es muy importante conocer este parámetro para poder caracterizar cualquier tipo de residuo, ya que, nos da información de los tipos de compuestos que contiene y las posibles reacciones o transformaciones que se pueden llevar a cabo. Aguas residuales con pH menor a 6, favorecen el crecimiento de hongos sobre las bacterias. 78 10,0 9,00 9,0 8,0 7,0 6,0 5,00 4,80 5,0 4,81 4,78 4,80 4,74 4,78 4,74 4,81 4,80 4,80 4,80 4,76 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITEmín. LIMITEmáx. Generalmente para cualquier proceso biológico el rango óptimo de pH viene a ser de 5.8-6.5, en casos en que el valor del pH este fuera de estos límites será necesario corregirlo mediante adición de cal. Y su riesgo es potencial para organismos acuáticos. Los valores obtenidos en la caracterización, son ácidos están alrededor de 4 lo que la hace ideal para su disposición en suelos salinos, y para otros suelos que necesiten regular su pH. Su acidez al disponerla en los campos se regula con una amplia dilución, pero su disposición directa puede quemar plantaciones, por lo que se debe regar a través de surcos y no directamente . 4.3.2 TEMPERATURA (Fig. 2 y Fig. 3) En la Fig. 2, se registran las temperaturas de laboratorio que oscilan entre 25 a 26ºC ya que la temperatura óptima para la actividad bacteriana es de 25 a 35 ºC por lo tanto es ideal para la disposición a los suelos agrícolas. 40 35,0 35 30 25,4 26,2 25,4 26,0 26,2 25,5 25,5 26,1 26,0 26,0 26,2 26,6 25 20 15 10 5 0 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE 79 Podemos observar en la Fig. 3, que la temperatura registrada en el lugar de su emisión oscilan entre valores de 43 y 53 ºC, en términos generales podemos decir que la temperatura tiene dependencia directa con el volumen de vino que ingresa hacia la torre de fraccionamiento y la temperatura interna alcanzada dentro de ella a lo largo del proceso. 60 54,0 50,0 52,0 54,0 52,0 52,0 50,0 50 52,0 50,0 48,0 54,0 52,0 40,0 40 30 20 10 0 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE Las altas temperaturas registradas por la vinaza, hacen que no se pueda verter de manera directa a los cuerpos hídricos aledaños a la planta industrial, ello involucra también a los sistemas de alcantarillado, por tal motivo se requiere estabilizar su temperatura con la finalidad de evitar algún tipo de contaminación térmica sobre la zona de influencia. Además la digestión aeróbica y la nitrificación se suspenden cuando la temperatura alcanza los 50 ºC, reduce la concentración de saturación de oxígeno en el agua, acelera el crecimiento de organismos acuáticos. 4.3.3 COLOR APARENTE Y COLOR VERDADERO (Fig. 4 y Fig. 5) Tal como se muestran en la Fig. 4 y 5 los valores se encuentran por encima del límite permisible para aguas residuales. 35000 33620 33480 32840 32840 32840 30180 30000 28520 30000 27800 27100 26080 25900 25000 20000 15000 10000 5000 0 30 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE 80 El color de las aguas residuales industriales puede indicar el origen de la polución, así como el buen estado o deterioro de los procesos de tratamiento. Este efluente líquido o residuo resultante de la destilación del alcohol, denominado Bio-abono o Bio-fertilizante posee un color característico. No presenta aspecto u olor ofensivo. Tiene color café o pardo oscuro, materia orgánica en peso seco de 65% y una humedad del 40%. Por lo que su disposición a los cauces hídricos aledaños no sería posible ya que afecta por su coloración característica. Haciendo estéticamente inaceptable el agua para uso público. 40000 36200 35000 35500 36140 33180 34640 30000 34640 33000 31680 31000 29350 28280 28060 25000 20000 15000 10000 5000 10 0 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE 4.3.4 TURBIEDAD (Fig. 6) Prácticamente constituye una medida óptima del material suspendido en este tipo de efluente residual. Se presenta generalmente turbia, siendo este un factor importante de control para su emisión a los cuerpos hídricos ya que estéticamente hace inaceptable el agua para uso público. La presencia de materia suspendida en la vinaza hace que al ser vertida a los ríos cercanos estos se presenten turbios afectando la biota de gran manera. 81 Los valores obtenidos son relativamente altos considerando su composición, y estos valores no se establecen en la Norma, pero son los valores referenciales para efecto de medición de gráficos. (42) 6000 5500 5200 5000 5000 4800 4800 4500 4000 3700 3800 4000 3500 3000 3200 3000 2000 1000 5 0 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE 4.3.5 CONDUCTIVIDAD (Fig. 7) Este parámetro es alto, lo que está en relación directa con los valores altos de sólidos presentes en la vinaza ya que este determina la concentración total de las sales solubles, lo que determina si se usa como agua de riego o no. Se deberá entonces especificar su uso a pesar de tener excelentes características de fertilización se debe condicionar su uso específicamente en terrenos agotados para aumentar los niveles productivos, para permitir el intercambio iónico entre la planta y el suelo. Sin embargo, algunos cultivos sensibles al contenido de sales pueden verse afectados adversamente por dichas aguas si las condiciones de drenaje y percolación del suelo no son adecuadas. 200000 175000 150000 160000 150200 150500145000 140500 140000135200 142000 130000 148500 148500 138000 125000 100000 75000 50000 25000 0 1000 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE 82 No puede usarse en suelos cuyo drenaje sea deficiente, y si así fuera pueden ocasionar circunstancias especiales, Por lo que se deben seleccionar únicamente aquellas especies vegetales muy tolerantes a sales.(42) 4.3.6 SÓLIDOS SEDIMENTABLES (Fig. 8) Los valores registrados son una medida del gran volumen de sólidos asentados, lo que caracteriza como un efluente líquido contaminante. Sabiendo que estos son partes de estructura vegetal. Los sólidos sedimentables son muy importantes porque su acumulación excesiva da lugar a depósitos de lodos que generan condiciones anaeróbicas en el suelo, pudiendo, provocar obturación en sistemas de riego localizados. Y dificultar el intercambio iónico en el suelo. 40 40 ,00 35 30 25 20 15 10 5,00 4,50 5,50 5,00 5,10 5,20 4,80 5 4,80 5,00 5,20 4,80 5,00 0 M V1 M V2 M V3 M V4 M V5 M V6 M V7 M V8 M V9 M V10 M V11 M V12 LI M I TE 4.3.7 SÓLIDOS SUSPENDIDOS (Fig. 9) Los valores de sólidos orgánicos suspendidos registrados son altos, los cuales consisten en grasas, fibras, proteínas y gomas, los cuales afectan directamente a la bio-degradabilidad y fluidez del residuo. Los sólidos en suspensión son muy importantes porque pueden ocasionar situaciones desagradables, si estas se dispusieran a los ríos aledaños, causaría graves daños al medio ambiente, como la saturación de sólidos en el suelo lo que dificulta el drenaje del suelo y por ende la asimilación de los nutrientes para beneficio de las plantas. 83 300 250 202,90 196,20 207,90 202,90 203,10 205,00 200,00 200,00 202,90 205,00 200,00 202,90 200 150 100 50,00 50 0 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE 4.3.8 SÓLIDOS DISUELTOS (Fig. 10) La vinaza se caracteriza físicamente por la composición acuosa de sólidos orgánicos constituidos por azúcares, glicerol, entre otros cuyo tamaño de partículas varía de una dispersión gruesa a una solución molecular de sólidos disueltos de alrededor del 75%. Los sólidos disueltos totales como los sólidos orgánicos constituidos por azúcares, glicerol, entre otros, se encuentran presentes en menor proporción. Los sólidos disueltos representan el material soluble y coloidal, el cual requiere usualmente un previo tratamiento simple, como es la sedimentación, para su emisión al sistema de alcantarillado, ya que obviamente es una fuente contaminante para los recursos hídricos. 140000 120000 100000 95400 94375 95890 95400 95115 95500 95000 95000 95400 95500 95000 95400 80000 60000 40000 20000 2000 0 M V1 MV2 M V3 M V4 MV5 M V6 M V7 M V8 MV9 M V10 M V 11 M V 12 LI M I T E 84 4.3.9 SÓLIDOS TOTALES (Fig. 11) La vinaza, posee un alto contenido de materia orgánica disuelta y en suspensión, muy rica en porcentaje en peso de Potasio, moderadamente en Calcio, Magnesio y pobre en Fósforo y Nitrógeno. Adicionalmente posee concentraciones importantes de Hierro, Sodio, Manganeso, Cobre, Zinc y por se un subproducto de origen vegetal contiene trazas de micro elementos como el Boro, Aluminio y Cobalto. Tal como se observa, los sólidos están constituidos por materia orgánica y sales minerales en cantidades variables. Dentro de ellos, el Potasio es el componente inorgánico que presenta mayor concentración siguiendo en orden de importancia el azufre en forma de sulfatos. Lo que hace que la vinaza presente los nutrimentos esenciales y requeridos por las tierras de cultivo. 90000 75115 74725 76000 75115 75200 75500 75000 75000 75115 75500 75000 75115 75000 60000 45000 30000 15000 1500 0 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE 4.4 PARAMETROS QUÍMICOS 4.4.1 ALCALINIDAD TOTAL (Fig. 12) La alcalinidad se debe a la presencia de hidróxidos, carbonatos y bicarbonatos de calcio, magnesio, sodio, potasio y amonio, presentes en la vinaza, de ahí sus valores que van entre 2700 a 300 mg/l. 85 En el proceso de nitrificación se necesita suficiente alcalinidad para reaccionar con la acidez producida en la reacción. Por otra parte, aguas residuales con alcalinidad caústica reaccionan con el CO2 producido por la actividad microbial para generar bicarbonato y reducir el valor del pH. 15000 12202 12416 12500 12184 12074 11600 12070 12000 12506 11934 11264 11128 10926 10000 7500 5000 2500 150 0 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE 4.4.2 AMONIO (Fig. 13) Aquellos compuestos que afectan negativamente a los procesos biológicos, impidiendo o retardando las reacciones. Pueden ser compuestos orgánicos que aparecen como consecuencia del proceso generador del residuo (detergentes, antibióticos) ó metales pesados y/o elementos que aunque no sean tóxicos por sí mismos, en concentraciones elevadas son perjudiciales como es el caso del amonio. La muestra presenta valores bajos que van desde 3.5 a 4.5 mg/l. Este parámetro tiene la capacidad de desoxigenar el agua, es tóxico para organismos acuáticos y puede estimular el crecimiento de algas. 5,0 4,52 4,50 4,5 4,00 4,30 4,25 4,10 4,00 4,20 4,00 3,85 4,0 3,97 3,57 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,10 0,5 0,0 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE 86 4.4.3 CLORUROS (Fig. 14) Son comunes en aguas residuales pues la contribución diaria por persona es de 6 a 9 gramos. Concentraciones altas pueden causar problemas de calidad de aguas para riego y de sabor en aguas para reuso. En general, los métodos convencionales de tratamiento de aguas residuales no remueven cloruros. Los cloruros interfieren en el ensayo de la DQO y su determinación también sirve para controlar la polución marina. Como podemos observar el la Fig. 14 los valores se encuentran por debajo de los 1500 mg/l de cloruros. 1500 1500 1250 1000 750 694,20 650,75 675,21 629,32 600,00 597,32 586,40 610,00 591,23 MV8 MV9 568,54 627,46 586,40 500 250 0 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV10 MV11 MV12 LIMITE 4.4.4 DUREZA TOTAL (Fig. 15) El exceso de bicarbonatos se mide por la relación “carbonato de sodio residual”, la cual se define como la concentración de carbonato y bicarbonato menos la concentración de calcio y magnesio 15000 12202 12416 12500 12074 12184 11600 10926 12070 12000 11934 11128 12506 11264 10000 7500 5000 2500 150 0 M V1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIM ITE 87 4.4.5 DUREZA CÁLCICA (Fig. 16) En aguas usadas para riego ricas en iones bicarbonato, calcio y el magnesio tienden a precipitarse como carbonatos a medida que la solución del suelo se vuelve más concentrada. De esta manera, las concentraciones de calcio y magnesio se van reduciendo y la concentración relativa de sodio aumenta. 15000,0 12000,0 11680 12000 11089 11500 12025 10890 11975 11695 11650 11000 10560 10489 9000,0 6000,0 3000,0 100 0,0 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE 4.4.6 FOSFATOS (Fig. 17) 3000 2562 2500 2460 2500 2200 2000 2160 2100 2054 1982 1750 1640 1600 1400 1500 1000 500 0 10 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE 4.4.7 NITRITOS (Fig. 18) Las vinazas contienen cantidades apreciables de Nitrógeno en su forma de Nitritos que pueden suponer, por tanto, un beneficio para el agricultor. Sin embargo, hay que tener en cuenta este aporte de nitrógeno en el plan de abonado del cultivo para evitar el exceso de nitrógeno en el suelo, ya que este exceso puede disminuir la producción y/o la calidad en cultivos. 88 6,00 5,60 5,10 5,10 4,70 5,00 4,50 4,80 5,10 5,00 4,60 4,50 5,20 4,50 4,00 3,00 2,00 1,00 1,00 0,00 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE 4.4.8 NITRATOS (Fig. 19) Elemento tóxico para los infantes en concentraciones altas, pero como se observan en la Fig. 19 los valores se comportan por debajo del límite especificado en la norma G 2144 que señala 10 mg/l. 0,16 0,14 0,12 0,10 0,10 0,09 0,10 0,10 0,09 0,08 0,08 0,07 0,10 0,10 0,08 0,07 0,07 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE 4.4.9 SULFATOS (Fig. 20) Tal como se observa, los sólidos están constituidos por materia orgánica y sales minerales en cantidades variables. Dentro de ellos, el azufre en forma de sulfatos. Ión común en aguas residuales, se requiere para la síntesis de proteínas y se libera en su descomposición. En condición anaerobia origina problemas de olor y corrosión de alcantarillas, donde las bacterias anaerobias reductoras de sulfatos utilizan el oxigeno de los sulfatos y producen ácido 89 sulfúrico. En las alcantarillas puede provocar problemas serios de corrosión y rotura de los tubos de alcantarillado. 500,0 400,00 400,0 370,10 310,00 300,00 300,0 280,00 270,00 260,00 230,00 240,00 250,00 240,00 280,00 220,00 200,0 100,0 0,0 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE 4.4.10 CLORO LIBRE RESIDUAL (Fig. 21) 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,00 0,00 0,0 MV1 0,00 MV2 MV3 0,00 0,00 MV4 MV5 0,00 MV6 0,00 MV7 0,00 0,00 MV8 MV9 0,00 MV10 0,00 MV11 0,00 MV12 0,00 LIMITE 4.4.11 CLORURO DE SODIO (Fig. 22) Las vinazas, consideradas elementos contaminantes, podrán ser utilizadas como fertilizantes. De acuerdo con ensayos realizados por científicos, este producto es un excelente acondicionador de terrenos; además recupera las tierras que han perdido sus atributos por acción de las sales y el sodio. 3000 3000,0 2250,0 1500,0 1200 1058,27 1165,36 968,79 1066,12 1022,42 1000 1148,76 1225,10 1138,50 956,28 1100,00 750,0 0,0 M V1 M V2 M V3 M V4 M V5 M V6 M V7 M V8 MV9 M V 10 M V 11 M V12 LI M I T E 90 4.5 IONES METALICOS DISUELTOS 4.5.1 CALCIO (Fig. 23) Los valores de calcio son altos principalmente debido al tratamiento que se da en los ingenios en el proceso de clarificación. 7000 6404 6101 6037 6092 5800 6000 5463 6035 6000 6253 5967 5632 5564 5000 4000 3000 2000 1000 25 0 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE 4.5.2 CADMIO (Fig. 24) Entre los metales pesados se incluyen cadmio, cobre, plomo, sodio, potasio, zinc, estos metales en altas concentraciones, son todos tóxicos, aunque algunos de ellos, como el cobre , el zinc y molibdeno, son esenciales a los organismo vivos. 0,15 0,10 0,09 0,10 0,10 0,10 0,09 0,08 0,07 0,10 0,10 0,08 0,08 0,07 0,07 0,05 0,00 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE El Cadmio en general tóxicos, y reciben gran atención por ser elementos que se magnifican biológicamente, en el medio natural, a través de la cadena alimenticia. 91 4.5.3 COBRE (Fig. 25) Esencial para los seres humanos en cantidades pequeñas, 2 mg/d. Produce sabores desagradables en el agua en concentraciones de 1-5 mg/l – Cu. Es elemento esencial para la vida; pero es tóxico, en concentraciones variables para las plantas y la vida acuática. Como podemos ver en la Fig. 25 los valores obtenidos están alrededor de los 25 ppm, lo que está por encima de lo que señala la norma. 0,5 0,4 0,31 0,30 0,3 0,26 0,25 0,26 0,24 0,23 0,24 0,25 0,28 0,28 0,22 0,2 0,10 0,1 0,0 0,00 MUESTRAS MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE 4.5.4 FOSFORO (Fig. 26) Los valores de Fósforo total como (P2O5) es favorable ya que no se pierde por lixiviación, estos valores mantienen concentraciones que van en el margen de 12 a 15 ppm, para este parámetro se observa que los valores alcanzan concentraciones altas, esto puede deberse principalmente a las condiciones de la fase de fermentación alcohólica de la melaza. Lo que la hace rica en este nutriente. De los datos encontrados podemos observar que las concentraciones de fósforo que la vinaza, contribuye a su poder contaminante si son atribuidas a los recursos de agua existentes en la zona, se debe controlar la evacuación para así evitar la eutrofización de las aguas. No existen máximos permisibles establecidos en las normas para aguas de uso agrícola pero hay que tener en cuenta el aporte de Fósforo en este tipo de residuo es bastante inferior al de nitrógeno (aproximadamente una cuarta parte) pero conviene tenerlo en cuenta y disminuir el aporte de fósforo en el abonado. 92 El valor que aporta es importante porque ayuda vigorosamente al crecimiento y desarrollo además proporciona un excelente color a las plantas sin marchitar o destruir sus tejidos dando buenos resultados. A más de que disminuye sensiblemente el contenido de semillas de malezas, que en cierto modo le restan nutrientes a los cultivos. 16,0 15,00 14,90 14,18 14,11 13,3 13,43 14,0 12,84 12,67 14,80 14,90 13,29 12,51 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 0,10 0,00 MUESTRAS MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE Los resultados obtenidos se comparan con los límites máximos permisibles de descarga de aguas señalado en la Ley de Gestión Ambiental para la Prevención y Control de la Contaminación Ambiental del Texto Unificado, en lo relativo al Recurso Agua. Cuadro Nº 12 de este reglamento, de esto podemos decir lo siguiente: · Se toma como referencia el cuadro Nº 12 del Reglamento Ambiental, debido a que las descargas de vinaza, después de ser aplicados a los canales de riego, son vertidos por arrastre de aguas las aguas lluvias hacia los recursos hídricos aledaños a las plantaciones de caña de azúcar. · Se observa que los valores de Fósforo Total se encuentran dentro de los límites máximos permisibles, donde se señala que el valor límite es de 10 mg/l o 0.10 ppm para descarga a un cuerpo de agua dulce. 93 4.5.5 HIERRO (Fig. 27) Muchas aguas industriales son ácidas y, por consiguiente, poseen grandes cantidades de hierro ferroso soluble. La secuencia principal de tratamiento supone oxidación de hierro ferroso en hierro férrico, precipitación y clarificación. El control del contenido de hierro son algunas de las soluciones propuestas para desestimular el crecimiento de algas en aguas. DETERMINACION DE HIERRO VALORES DE Fe (ppm) 6,0 5,50 5,14 5,0 5,00 4,82 5,21 5,10 4,23 5,00 5,40 5,40 4,68 3,87 4,0 3,0 2,0 1,0 0,10 0,0 M V1 M V2 M V3 M V4 M V5 M V6 M V7 M V8 M V9 M V10 M V11 M V12 LI M I T E MUESTRAS DE VINAZA 4.5.6 MAGNESIO (Fig. 28) La Vinaza concentrada, posee un alto contenido de materia orgánica disuelta y en suspensión, muy rica en porcentaje en peso de Potasio, moderadamente en Calcio, Magnesio y pobre en Fósforo y nitrógeno. Adicionalmente posee concentraciones importantes de Hierro, Sodio, Manganeso, Cobre, Zinc y por ser un subproducto de origen vegetal, contiene trazas de micro elementos como el Boro, Cloro, Aluminio y Cobalto. 94 DETERMINACION DE MAGNESIO VALORES DE Mg (ppm) 3000 2 56 2 2 50 0 2460 2500 2200 2 16 0 2000 2 10 0 2 0 54 19 8 2 1750 16 4 0 16 0 0 14 0 0 1500 1000 500 10 0 M V1 M V2 M V3 M V4 M V5 M V6 MV7 MV8 MV9 M V 10 M V 11 M V 12 LI M I T E MUESTRAS DE VINAZA 4.5.7 PLOMO (Fig.30) Las aguas residuales con lomo precipitan bien con cal y tienen una sedimentabilidad excelente. Las aguas residuales con plomo tratadas con soda cáustica requieren filtración para alcanzar un buen efluente. DETERMINACION DE PLOMO VALORES DE Pb (ppm) 0,5 0,4 0,3 0,2 0,12 0,10 0,1 0,10 0,12 0,10 0,12 0,11 0,13 0,05 0,00 0,00 0,01 0,00 0,0 M V1 M V2 M V3 M V4 M V5 M V6 M V7 M V8 M V9 M V 10 M V 11 M V 12 LI M I TE MUESTRAS DE VINAZA 4.5.8 SODIO (Fig. 31) Según los investigadores, este nuevo fertilizante contiene una composición nutricional, química y biológica que lo convierten en un desecho con inmenso potencial fertilizante para uso agropecuario. Entre los elementos que posee este compuesto se encuentran el sodio, manganeso, y potasio. 95 En cuanto al contenido de sodio, se puede apreciar de acuerdo a la tabla de Resultados, los componentes muestran valores que llegan a un 1400 ppm para el sodio, lo que determina su presencia en este residuo. 2000 1750 1500 1426,00 1423,30 1380,00 1286,00 1250 1498,26 1400,00 1300,00 1100,00 1525,00 1200,00 1115,35 1000,00 1000 750 500 250 0 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE El porcentaje de la capacidad de intercambio catiónico ocupado por el sodio intercambiable son claves para mantener la permeabilidad del suelo. Concentraciones muy altas de sodio es inadecuada para el riego lo que hacen antieconómico el empleo de esta clase de aguas. Mientras que concentraciones bajas pueden usarse para el riego en la mayor parte de los suelos con poca probabilidad de alcanzar niveles peligrosos de sodio intercambiable. No obstante los cultivos sensibles, como algunos frutales y aguacates, pueden acumular cantidades perjudiciales de sodio. 4.5.9 POTASIO (Fig. 32) 450,0 338,87 338,87 335,56 330,12 297,44 339,00 340,12 336,97 340,00 330,00 336,89 338,47 300,0 150,0 0,0 M V1 M V2 M V3 M V4 M V5 M V6 M V7 M V8 MV9 M V 10 M V 11 M V12 LI M I TE 96 En referencia a materia de fertilizantes, se establece en forma de potasa (K2O). Regula el consumo de agua en las plantas. Las partículas del suelo lo retienen con facilidad. La pérdida de potasio por lixiviación es menor en todos los suelos con excepción de los arenosos. El Potasio se agota con la explotación intensa de cultivos que requieren altas cantidades de este elemento. Las funciones del Potasio son las siguientes: ü Dota a las plantas de gran vigor y resistencia a las enfermedades. ü Coadyuva en la producción de proteína en las plantas. ü Endurece el pasto y los tallos. ü Es esencial para la formación y desplazamiento de almidones, azúcares y aceites. ü Mejora la calidad de los frutos. ü Ayuda al desarrollo de las raíces y tubérculos. ü Participa en la formación de antocianinas. Los valores registrados en la Fig. 32 no se hacen referencia a normas para aguas residuales ya que no existe este parámetro específicamente, pero su interpretación está respaldada en estudios realizados, donde se determina a la vinaza como un bioabono por los elementos nutricionales que contiene. 4.5.10 ZINC (Fig. 33) El zinc es un metal que forma hidróxidos anfóteros, solubles a pH alto y pH bajo. Para la precipitación se usan cal y soda cáustica. Nutriente esencial no tóxico para humanos y animales. Tóxico agudo y crónico para organismos acuáticos y, en altas concentraciones, para las plantas. 97 10,0 7,22 7,5 6,83 6,14 6,11 6,12 5,75 5,43 5,88 5,60 5,23 4,80 4,91 5,00 5,0 2,5 0,0 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE 4.6 INDICADORES DE CONTAMINACIÓN 4.6.1 ACEITES Y GRASAS (Fig. 34) Se consideran grasas y aceites los compuestos de carbono, hidrógeno y oxígeno que flotan en el agua residual, recubren las superficies con las cuales entran en contacto, causan iridiscencia y problemas de mantenimiento, e intervienen en la actividad biológica pues son difíciles de biodegradar 0,050 15 0,040 0,032 0,030 0,028 0,028 0,030 0,030 0,030 0,028 0,028 0,026 0,026 0,025 0,020 0,020 0,010 0,000 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE Como podemos observar en la Fig. 34 los valores están alrededor de 0.03 mg/l lo que determina su origen, caracterizando a este como un residuo biodegradable, ya que los aceites y grasas son de origen vegetal. 98 4.6.2 OXIGENO DISUELTO (Fig. 35) Un bajo valor de pH, taninos y otras sustancias que provocan una disminución en el oxígeno disuelto en el medio, favoreciendo la proliferación de organismos patógenos y la muerte de animales benignos para el ecosistema. Como se muestra en la Fig. 35 los valores que presenta la vinaza son de 0 mg/l, lo que indica esta baja disponibilidad de oxígeno disuelto (OD) limita la capacidad autopurificadora de los cuerpos de agua y hace necesario el tratamiento de este residuo para su disposición en ríos y embalses. Esa ingente cantidad de vinaza, generados producción tras producción, cuando son abandonados o vertidos de forma incontrolada en el medio, pueden ocasionar una diversidad de problemas graves de contaminación. 5,0 4,0 3 3,0 2,0 1,0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,0 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE 4.6.3 DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO DBO5 (Fig. 36) La cantidad de oxígeno disuelto en el agua disminuye debido al aumento de materia orgánica. Aguas con alto DBO condicionan el comportamiento y el crecimiento de los organismos que habitan en ellas. Las elevadas concentraciones de DBO en las aguas residuales se originan al emitirse grandes cantidades de substancias orgánicas, que actúan como sustrato de los microorganismos. Durante el proceso de descomposición, el oxígeno disuelto en el agua puede no ser suficiente para descomponer la totalidad de la materia orgánica. 99 Los efectos de la contaminación orgánica sobre la biota puede ser: la disminución del oxígeno disponible en el agua, y por lo tanto el decrecimiento de condiciones aceptables para la supervivencia, y, la muerte por asfixia de los organismos vegetales que viven en ella, debido a la turbiedad del agua que impide el paso de la luz necesaria para la fotosíntesis. Con la disminución del oxígeno y el incremento de la demanda de este elemento, se provoca el reemplazo del amonio por nitritos, el aumento notable de bacterias por cortos períodos de tiempo y la proliferación de hongos. Esto tiende a eliminar la fauna típica del lugar que es incapaz de soportar tales condiciones. El primer indicador biológico de contaminación orgánica, es el incremento del número de bacterias que se depositan sobre las substancias orgánicas o inorgánicas presentes en el medio. La descomposición de algas en los ríos es consecuencia de la desoxigenación y la falta de luz provocada por la contaminación. Las plantas superiores en su mayoría, no soportan la contaminación orgánica, por lo que se puede observar una disminución drástica de la variedad de especies cuando existe contaminación, Cuando el aporte de oxígeno es deficiente, los peces respiran con mayor rapidez y la amplitud de los movimientos respiratorios es mayor. Podemos observar que los valores de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) oscila entre valores de 30000 y 37000 mg/l, en términos generales podemos decir que la DBO5 mantiene valores sumamente altos, esto tiene dependencia directa con la carga orgánica contenida en la vinaza. 100 36250 37500,0 32540 33250 32000 30000 29682 33564 35000 36480 37000 36000 28960 30000,0 22500,0 15000,0 7500,0 40 0,0 MV1 MV2 MV3 MV4 MV5 MV6 MV7 MV8 MV9 MV10 MV11 MV12 LIMITE Estos resultados obtenidos la vinaza, hacen que no se pueda verter de manera directa a los cuerpos hídricos o al sistema de alcantarillado, por que disminuye de manera drástica el oxigeno del agua provocando la mortandad de peces e incluso a los animales y podrían enfermas las personas que consuman esta agua infectadas por este tipo de efluente, por tal motivo se requiere bajar su concentración mediante piscinas de oxidación, con la finalidad de disminuir la elevada DBO5 antes de descargarlos a los surcos de irrigación en los suelos de cultivo. No existen máximos permisibles establecidos en las normas para aguas de uso agrícola para este tipo de residuo con este contenido de DBO5. Los resultados obtenidos se comparan con los límites máximos permisibles de descarga de aguas señalado en la Ley de Gestión Ambiental para la Prevención y Control de la Contaminación Ambiental del Texto Unificado, en lo relativo al Recurso Agua. Cuadro Nº 12 de este reglamento, de esto podemos decir lo siguiente: · Se toma como referencia el cuadro Nº 12 del Reglamento Ambiental, debido a que las descargas de vinaza, después de ser aplicados a los canales de riego, son vertidos por arrastre de aguas las aguas lluvias hacia los recursos hídricos aledaños a las plantaciones de caña de azúcar. · De los resultados podemos concluir que los valores de DBO5 están sobre los rangos máximos permisibles de 40 y 100 mg/l límite de descarga a un cuerpo de agua dulce según las referencias. 101 Este parámetro es el más usao para medir la calidad de las aguas residuales y superficiales, para determinar la cantidad de oxígeno requerido para estabilizar biológicamente la materia orgánica del agua, para diseñar el modelo de tratamiento a seguir, para evaluar la eficiencia de los procesos de tratamiento y para fijar las carghas orgánicas permisibles en fuentes receptoras. 4.6.4 DEMANDA QUÍMICA DE OXIGENO (Fig. 37) Los valores de la demanda química de oxígeno (DQO) oscila entre 65000 y 83000 mg/l, para este parámetro se observa que los valores alcanzan concentraciones muy altas, esto puede deberse principalmente a oxidaciones de tipo químico. 100000,0 83000 80000 78000 82000 78000 76000 80000,0 80000 82000 82000 78000 72000 65000 60000,0 40000,0 20000,0 20 0,0 M V1 M V2 M V3 M V4 M V5 M V6 M V7 M V8 M V9 M V 10 M V 11 M V 12 LI M I T E De los datos encontrados en este estudio y aquí expuestos podemos indicar que la vinaza, posee una alta carga orgánica que conduce sin duda a la contaminación de los cuerpos hídricos, de ello se debe controlar la evacuación de este tipo de efluente, llevando a cabo un tratamiento de estabilización de la materia orgánica, mediante mecanismos que puedan oxidar parcial o totalmente su carga y evite la generación de malos olores por procesos de putrefacción y descomposición de los compuestos orgánicos e inorgánicos presentes. No existen máximos permisibles establecidos en las normas para aguas de uso agrícola para este tipo de residuo con estas características. 102 Los resultados obtenidos se comparan con los límites máximos permisibles de descarga de aguas señalado en la Ley de Gestión Ambiental para la Prevención y Control de la Contaminación Ambiental del Texto Unificado, en lo relativo al Recurso Agua. Cuadro Nº 12 de este reglamento, de esto podemos decir lo siguiente: · Se toma como referencia el cuadro Nº 12 del Reglamento Ambiental, debido a que las descargas de vinaza, después de ser aplicados a los canales de riego, son vertidos por arrastre de aguas las aguas lluvias hacia los recursos hídricos aledaños a las plantaciones de caña de azúcar. · Se observa que los valores de DQO se encuentran fuera de las especificaciones, donde se señala que el valor límite es de 250 mg/l para descarga a un cuerpo de agua dulce. 4.7 PARAMETROS MICROBIOLOGICOS 4.7.1 COLIFORMES FECALES No presentan Coliformes en vista de que su emisión se realiza a altas temperaturas, y es un proceso donde la materia prima, no es abonada con estiércol, u otra clase de agua que acarree algún riesgo para la salud. Los organismos patógenos que pueden existir en las aguas residuales son, generalmente, pocos y difíciles de aislar e identificar. Por esta razón se prefiere utilizar a los coliformes como organismo indicador de contaminación o, en otras palabras, como indicador de la existencia de organismos productores de enfermedad. 10,0 100 8,0 6,0 4,0 2,0 0,00 0,00 0,0 MV1 MV2 0,00 MV3 0,00 0,00 MV4 MV5 0,00 MV6 0,00 MV7 0,00 MV8 0,00 MV9 0,00 MV10 0,00 MV11 0,00 MV12 LIMITE 103 La calidad bacteriológica de estas aguas se establece a partir del número de coliformes fecales y de la presencia de bacterias patógenas como la Salmonella, Shigella y Colera. No hay un consenso sobre el número máximo de coliformes permisible para el agua de riego. Por ejemplo, la Organización Mundial de la Salud (OMS 1989), establece que para el riego "sin restricción" (es decir, para cualquier tipo de cultivo) el agua no debe tener más de 100 coliformes fecales/100 ml (Pescod, 1992). (3) Lo anteriormente expuesto constituye el marco general del presente trabajo, en el cual se pretende estudiar y analizar a este residuo líquido denominado vinaza, pretendiendo establecer su caracterización y su aprovechamiento para la aplicación en las tierras de cultivo. 104
