Visibilidadlasallista.edu.co/revistas/pl/pl_v7n1/pl_v7n1.pdfJoan Amir Arroyave Rojas, Edna Margarita Rodríguez Gaviria, Carlos Alberto Barón Aristizabal, Cristian Camilo Moreno Salazar

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ISSN: 1909-0455 Enero-Junio de 2012 Vol.7, No.1

Presidente del Consejo Superior / Chairman of the Superior Council / Presidente do Conselho Superior Hermano Humberto Murillo López

Rector / President / ReitorJ. Eduardo Murillo Bocanegra, PhD.

Editor / Editor / EditorLuis Fernando Garcés Giraldo, DSc. Corporación Universitaria Lasallista

Comité Editorial / Editorial Board / Comitê EditorialLuís Fernando Garcés Giraldo, Corporación Universitaria LasallistaMaritza Andrea Gil Garzón, Corporación Universitaria LasallistaAlejandro Amézquita Campuzano; Unilever R&D Colworth, Reino UnidoJordi Morató Farreras; Universitat Politécnica de Catalunya, EspañaArmando Castro; Wrigley Company, Estados UnidosFrederic Tessier, L’institut Polytechnique LaSalle Beauvais, Francia

Comité científico / Scientific Committe / Comitê CientíficoPhD. Elvira de Mejia; University of Illinois at Urbana-Champaign, Estados UnidosPhD. Farid Chejne Janna; Universidad Nacional, ColombiaPhD. Francisco Molina Pérez; Universidad de Antioquia, ColombiaPhD. Jordi Morató Farreras; Universitat Politècnica de Catalunya, EspañaPhD.Gustavo Antonio Peñuela Mesa; Universidad de Antioquia, ColombiaPhD. Francisco Ruiz Beviá; Universidad de Alicante, EspañaPhD. José Luis Vázquez Picó; Universidad de Alicante, EspañaPhD. Gustavo Victor Barbosa-Canovas.. Washington State University, Estados Unidos

Apoyo editorial / Editorial assistant / Apoio editorialJovany Arley Sepúlveda AguirreEdy Giraldo Velásquez

Revisión de texto / Copy editor / Corretora de textoLorenza Correa Restrepo

Traductores / Translators / TradutoresInglés / English / Inglês: Juan David Tous RamírezPortugués / Portuguese/ Português: Marcio Barreto Rodrigues

Revisión bibliográfica e índices / Literature and indexes review / Revisão bibliográfica e índicesJovany Arley Sepúlveda Aguirre

Diagramación e impresión / Layout and printing / Diagramação e impressãoEditorial Artes y Letras S.A.Se-mail: [email protected]

Fecha de edición/ Edition date/ Data de edição: 15 de Junio de 2012

Tabla de contenido/ Table of contents / Tabela de conteúdo

7

9

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32

EDITORIALJuan Ignacio Granados Aristizábal

ARTÍCULOS ORIGINALES

Adsorción de azul de metileno sobre cascarilla de arrozAdsorption of methylene blue on rice hulls

Adsorção de azul metileno sobre cáscara de arroz Anderson Moreno, Danilo Figueroa, Angelina Hormaza

Determinación y cuantificación de los niveles de compuestos organoclorados en leche pasteurizada

Determination and quantification of the levels of organochlorine compounds on pasteurized milk

Determinação e quantificação dos níveis de compostos organoclorados em leite pasteurizada

Yolanda Castilla Pinedo, Iván Darío Mercado Martínez, Germán González Silva

La racionalidad limitada de los agentes contaminadores y sus efectos sobre la eficiencia económica en el control de

vertimientos: el caso de las tasas retributivasThe limited rationality of the contaminant agents and its effects on the economic

efficiency of the control of liquid discharges: the case of the retributive ratesA racionalidade limitada dos agentes contaminadores e seus efeitos sobre a

eficiência econômica no controle de vertimento: o caso das taxas retributivas Jhon Alexander Méndez Sayago, Hugo Alfonso Hernández Escolar

Degradación y mineralización del colorante rojo punzo empleando el reactivo de fenton

Degradation and mineralization of the ponceau red dye by the use of the Fenton reagentDegradação e mineralização do corante vermelho

incandescente empregando o reativo de fentonJoan Amir Arroyave Rojas, Edna Margarita Rodríguez Gaviria, Carlos Alberto Barón

Aristizabal, Cristian Camilo Moreno Salazar

Efectos del pH y la conductividad en la electrocoagulación de aguas residuales de la industria láctea

Effects of the pH and the conductivity on the electrocoagulation of waste water from dairy industries

Efeitos do pH e a condutividade na eletrocoagulação de águas residuais da indústria láctea

Álvaro Arango Ruíz

Metodología para la segregación de residuos químicos generados en el laboratorio de bioquímica y nutrición

animal del Politécnico Colombiano Jaime Isaza CadavidMethodology to segregate chemical waste generated in the biochemistry

and animal feeding laboratory at Politécnico Colombiano Jaime Isaza CadavidMetodologia para a segregação de resíduos químicos gerados no laboratório

de bioquímica e nutrição animal do Politécnico Colombiano Jaime Isaza CadavidLuz D. Mejía S., Alba N. Ardila A.

Analysis of the optimal conditions for the mineralization and degradation of novactive red F6BS in waste water

Análisis de las condiciones óptimas para la mineralización y degradación del Rojo Novactive F6BS en aguas residuales

Análise das condições ótimas para a mineralização e degradação do vermelho novactive F6BS em águas residuais

Luis Fernando Garcés Giraldo

Producción de etanol a partir de harina de yuca utilizando diferentes estrategias en modo continuo

Ethanol production from yucca flour by the use of several strategies in a continuous way

Produção de etanol a partir de farinha de mandioca utilizando diferentes estratégias em modo contínuo

Hader Castaño Peláez, Carlos Mejía Gómez, Oscar Ríos Márquez

48

59

68

80

88

Comparación entre bioestimulación y bioaumentación para la recuperación de suelos contaminados con diesel

Comparison between biostimulation and bioaugmentation to recover soils contaminated with diesel

Comparação entre bio-estimulação e bio-aumento para a recuperação de solos contaminados com diesel

Nancy J. Pino Rodríguez, Stephanie Carvajal, Andrés Gallo, Gustavo Peñuela

El desarrollo sostenible y el reciclaje del aceite usado de cocina a la luz de la jurisprudencia y el ordenamiento jurídico colombiano

Sustainable development and recycling of used cooking oil under the Colombian jurisprudence and juridical order

O desenvolvimento sustentável e o reciclagem do óleo usado de cozinha à luz da jurisprudência e o ordenamento jurídico colombiano

Juliana Echavarría Restrepo

Política editorialInstrucciones para los autores

Correspondencia

Editorial policyInstructions to authors

Correspondence

Política editorial Instruções para autores Correspondência

Información para obtener y reproducir los documentos publicados Information to obtain and reproducing the published articles Informação para obter e reproduzir os documentos publicados

101

109

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132

135

138

Editorial

La adquisición de bienes y servicios para la satisfacción de necesidades personales ha sido una realidad que ha acompañado al hombre desde el mismo comienzo de sus días. Esta realidad es más evidente en aquellos mercados en los que se promueve agresivamente la cultura del consumo masivo de productos, incluso, desbordando las reales necesidades de del consumidor. Debido a ello, normativamente se han diseña-do una serie de estatutos que tienen por objeto crear un catálogo de derechos que protejan los intereses de los consumidores, ya que estos asisten al mercado en una clara situación asimétrica en relación con los empresarios. Bajo este panorama, en la gran mayoría de los países los consumidores tienen derecho a adquirir los productos que desean, a que cuando un producto tenga defectos de calidad o idoneidad se le remplace, repare o se les devuelva el dinero, a que cuando ese producto defectuoso le cause un perjuicio, dicho perjuicio le sea reparado íntegramente. Sin embargo, el deve-nir de los años ha hecho, para hablar en términos de Foucault, que el péndulose ponga del lado del consumidor ya no para entregarle un amplio catálogo de derechos, como de suyo ha ocurrido hace varias décadas, sino para entregarle un amplio catálogo de deberes que tiene por finalidad que exista un consumo sostenible y responsable. Sostenible, para que el acto de consumo se realice con la conciencia de que la pro-ducción masiva de bienes o servicios acarrea un desgaste de recursos naturales que en muchos casos resultan no renovables; responsable, para que el consumidor haga una disposición adecuada de los residuos y desechos de los bienes consumidos. Con respecto a lo último, Colombia estrenó el año 2011 un nuevo Estatuto del Consu-midor, Ley 1480 de 2011, que tiene como objeto poner la normativa del consumidor colombiano a tono con las tendencias internacionales en esta materia, ya que desde hacía más de veintinueve años no existía en el país una reforma sustancial en este tema.En el texto del nuevo Estatuto se destaca una inclusión que tiene que ver con el consumo responsable. El numeral 2.3 del numeral 2 del artículo 3° del Estatuto, relativo a los derechos y deberes de los consumidores y usuarios, consagra que es deber de los consumidores cumplir con las normas sobre reciclaje y disposición de desechos de los bienes consumidos. Esta disposición resulta absolutamente novedosa en materia de derecho del consumo colombiano, ya que nunca en una normativa de esta naturaleza se le había asignado tal responsabilidad al consumidor con la preten-sión de racionalizar la adquisición de bienes y hacer una disposición adecuada de los residuos y excedente de bienes consumidos. Esta disposiciónintroduce un elemento

axiológico a todo el cuerpo del Estatuto y a las reglamentaciones que lo desarrollen, en el sentido de que se debe crear conciencia en el consumidor de que un acto de consumo trae paralelamente deberes, especialmente, con el planeta.

En suma, la normativa del derecho al consumo ha evolucionado de la mano con el momento histórico, económico y ambiental en que se ha producido. De un catálogo abundante en derechos del consumidor, se ha pasado a un catálogo de deberes del consumidor que, amalgamados, garantizan el derecho al consumo pero obligan a que ese consumo sea sostenible y responsable. Ahí, en esa última reflexión, el derecho del consumo se encuentra con la intención de esta importante revista. Hoy el orde-namiento jurídico mira las dos caras de la moneda. Por un lado, pretende, a través de reglamentación ambiental, una producción más limpia de bienes y servicios, pero tam-bién busca que la adquisición de esos bienes o servicios sea cada vez más limpia. Esto, desde la perspectiva del derecho al consumo, se traduce en un consumo sostenible y responsable, como ha querido dejarse simplemente planteado en estas cortas líneas.

Juan Ignacio Granados Aristizábal

Artículo original / Original article / Artigo original

*Artículo derivado del proyecto de investigación: “Utilización de residuos agroindustriales para el tratamiento de aguas contaminadas con colo¬rantes”. Financiado por COLCIENCIAS a través del Proyecto 1118-489-25228. Vigencia: Enero de 2010 - Enero de 2012. **Estudiante Ingeniería Química, Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín. Investigador, Grupo de Investigación SIRYTCOR.***Ingeniero Químico, Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín. Investigador, Grupo de Investigación SIRYTCOR. **** Ph.D. en Química, Magíster en Química. Profesor Asociado Escuela de Química – Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín. Directora Grupo de Investigación SIRYTCOR.

Correspondencia: Angelina Hormaza, e-mail: [email protected]

Artículo recibido: 01/02/2012; Artículo aprobado: 15/05/2012

art 1Producción + Limpia - Enero - Junio de 2012. Vol.7, No.1 - 9•18

Adsorción de azul de metileno sobre cascarilla de arroz*

Adsorption of methylene blue on rice hulls by

Adsorção de azul metileno sobre cáscara de arroz

Anderson Moreno** / Danilo Figueroa*** / Angelina Hormaza****

RESUMENIntroducción. La contaminación generada por las descargas de efluentes industriales, en especial de la industria textil, alimentaria y de pinturas, afecta a los ecosistemas, no solo por su degradación estética, sino ante todo, por la disminución de los procesos fotosintéticos. Los colorantes, debido a su estructura aromática, se caracterizan por su difícil y lenta degradación, lo que genera su acumulación y los convierte en fuentes de contaminación, incluso, se ha señalado una naturaleza cancerígena para algunas de estas moléculas. La adsorción sobre re-siduos agroindustriales se perfila como una alternativa innovadora, ambientalmente favorable y de gran eficiencia para el tratamiento de estos efluentes coloreados. Objetivo. Encontrar las condiciones que permitan una remoción eficiente del colorante azul de metileno sobre cascarilla de arroz mediante el diseño estadístico de experimentos, y analizar composicional y estructuralmente el material adsorbente. Materiales y métodos. Las mejores condiciones del proceso de adsorción se determinaron bajo sistema discontinuo, evaluando un intervalo de las variables: valor de pH, dosificación de adsorbente, concentración de colorante y tiempo

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Producción + Limpia - Enero - Junio de 2012. Vol.7, No.1 - A. Moreno et al - 9•18

de contacto. La temperatura, la agitación y el tamaño de partícula se mantuvieron constantes. El contenido del colorante se cuantificó por medio de espectrofotometría Ultravioleta-Visible. Resultados. Se obtuvo una re-moción máxima del 99%, a pH= 9.0, dosificación de 3.5 mgL-1, concentración de 10 mgL-1 y tiempo de contacto de 163 min, con buen ajuste a los modelos estadísticos (R2 = 0.92) y con ausencia de sesgo en su medición. Conclusiones. El diseño estadístico permitió establecer las condiciones para alcanzar una alta eficiencia en la remoción del colorante azul de metileno sobre la cascarilla de arroz. Asimismo, señaló a este residuo agrícola como un material prominente para posterior escalado del proceso.

Palabras clave: adsorción, azul de metileno, cascarilla de arroz, efluentes coloreados, diseño factorial, análisis de superficie.

ABSTRACTIntroduction. The contamination produced by the download of industrial effluents, especially from textile, food and paint industries, not only affects ecosystems due to its aesthetic degradation, but, above all, to the reduction of photosynthetic processes. Dyes, due to their aromatic structure, are characterized by their difficult and slow degradation, thus generating accumulations and becoming a contamination source that can even be carcinogenic for some molecules. Adsorption on agricultural wastes appears as an innovative alternative, environmentally favorable and very efficient to treat those dyed effluents. Objective. To find the conditions which allow an efficient removal of the methylene blue dye on rice hulls by the use of the statistical design of experiments and compositionally and structurally analyze the adsorbent material. Materials and methods. The best conditions of the adsorption process were determined under a discontinuous system, evaluating an interval of the variables pH value, dosage of the adsorbent, dye concentration and contact time. The temperature, the agitation and the size of the particles were constant. The dye content was quantified by the use of Ultraviolet-Visible spectro-photometry. Results. A maximum removal of 99% was obtained at pH 9.0, 3.5 mgL-1dosage, 10 mgL-1of concen-tration and 163 minutes of contact time, with a good adjustment to the statistical models (R2 = 0.92) and with no bias in the measuring. Conclusions. The statistical design was useful to establish the conditions necessary to achieve a high efficiency to remove the methylene blue dye on rice hulls. It also proved that this agricultural waste is a remarkable material to scale the process in a later phase.

Key words: adsorption, methylene blue, rice hulls, dyed effluents, factorial design surface analysis.

RESUMOIntrodução. A contaminação gerada pelas descargas de efluentes industriais, em especial da indústria têxtil, ali-mentaria e de pinturas, afeta aos ecossistemas, não só por sua degradação estética, senão, antes de mais nada, pela diminuição dos processos fotossintéticos. Os corantes, devido a sua estrutura aromática, caracterizam-se por sua difícil e lenta degradação, o que gera sua acumulação e os converte em fontes de contaminação, inclusive, assinalou-se uma natureza cancerígena para algumas destas moléculas. A adsorção sobre resíduos agroindustriais se perfila como uma alternativa inovadora, ambientalmente favorável e de grande eficiência para o tratamento destes efluentes coloridos. Objetivo. Encontrar as condições que permitam uma remoção eficiente do corante azul de metileno sobre cáscara de arroz mediante o desenho estatístico de experimentos, e analisar composicional e estruturalmente o material adsorvente. Materiais e métodos. MELHORE-LAS condições do processo de adsorção se determinaram sob sistema descontinuo, avaliando um intervalo das variáveis valor de PH, dosificação de adsorvente, concentração de corante e tempo de contato. A temperatura, a agitação e o tamanho de partícula se mantiveram constantes. O conteúdo do corante se quantificou por meio de espectrofotometria Ultravioleta-Visível. Resultados. Obteve-se uma remoção máxima do 99%, a PH= 9.0, dosificação de 3.5 mgL-1, concentração de 10 mgL-1 e tempo de contato de 163 min, com bom ajuste aos modelos estatísticos (R2 = 0.92) e com ausência de envieso em sua medição. Conclusões. O desenho estatístico permitiu estabelecer as condições para atingir uma alta eficiência na remoção do corante azul de metileno sobre a cáscara de arroz. Assim mesmo, assinalou a este resíduo agrícola como um material proeminente para posterior escalado do processo.

Palavras importantes: adsorção, azul de metileno, cáscara de arroz, efluentes coloridos, desenho fatorial, análise de superfície.

11Adsorción de azul metileno sobre cascarilla de arroz

INTRODUCCIÓN La industrialización y el aumento poblacional han conducido a una gran demanda de servicios que incluyen la utilización de un amplio número de productos químicos, cuyos residuos, transformaciones y/o subproductos se encuentran en concentraciones tóxicas en los cuerpos de agua como resultado de los vertimientos industriales. Los colorantes en particular, aún en mínimas concentraciones, re-presentan una contaminación visible y poco deseada1,2. La industria textil es la mayor responsable de la generación de efluentes coloreados, donde 700.000 toneladas y alrededor de 10.000 colorantes diferentes y pigmentos son producidos anualmente en todo el mundo, y cerca del 10% de estos pue-de encontrarse en aguas residuales3-7. La presencia de colorantes en los efluentes no solo impacta estéticamente el entorno, sino que causa una alteración de los procesos fotosintéticos debido a la re-ducción en la penetración de la radiación solar, con la subsecuente imposibilidad de renovación de la calidad de aguas y, por ende, afectación a organismos de diferentes niveles tróficos8. Adicionalmente, se han establecido para algunos de ellos características tóxicas, mutagénicas y cancerígenas9, 10

Para el tratamiento de efluentes coloreados se han utilizado diversos métodos físico-químicos, tales como floculación, oxidación química, fotoquímica, ozonización, filtración, intercambio iónico, irradia-ción y adsorción por carbón activado, entre otros5,6,11-13. Pese a las considerables eficiencias obtenidas, la mayoría de estos métodos se ven limitados debido a su elevado costo, eliminación incompleta del contaminante y generación de lodos y/o de especies carcinogénicas y tóxicas1,5,7,10,12,14,15 . Los métodos biológicos también han sido evaluados para la decoloración de este tipo de efluentes, y ofrecen una eficiencia satisfactoria; no obstante, el escalado de este proceso representa aún grandes retos inves-tigativos16.

La remoción de colorantes con materiales adsorbentes alternativos representa una nueva opción en el tratamiento de efluentes coloreados, dado que disminuye significativamente los costos, retiene de forma completa y eficiente el colorante y, además, impacta favorablemente el ambiente al reducir la acumulación de desechos. En este sentido, un amplio espectro de residuos agroindustriales ha sido explorado, y ha mostrado una alta capacidad de remoción tanto para una serie de colorantes de in-terés industrial como para metales disueltos1,3,10.

Por otro lado, el Azul de Metileno (AM) es un colorante comúnmente utilizado en la industria para la tinción de algodón, seda y madera5,12, no es considerado tóxico, pero su presencia por períodos prolongados puede ocasionar varios efectos nocivos para el ser humano y algunos animales12. Así, por ejemplo, tras su inhalación, puede causar dificultad y agitación en la respiración, mientras su ingestión causa náuseas, vómitos, confusión mental, entre otras5. Su fórmula molecular es C16H18N3SCl.3H2O y su clasificación según el Color Index es CI 52030 (figura 1). Las características de alta solubilidad, brillo y resistencia de este colorante de naturaleza catiónica justifican su amplio uso en la industria textil.

En este marco de referencia, el propósito del presente trabajo fue establecer las mejores condiciones para la remoción del colorante AM sobre el residuo agrícola cascarilla de arroz, mediante la aplicación de un diseño estadístico de experimentos que, además de reducir el número de ensayos permitió establecer la correlación entre las variables, así como señaló aquellas de mayor primacía en el inter-valo evaluado, para determinar los valores que permitieron alcanzar una máxima remoción. Así, se llevó a cabo inicialmente un diseño factorial 24, con las variables valor del pH, dosis de adsorbente, concentración del colorante y tiempo de contacto, y por último, un diseño de superficie 23 con punto central15,17. Adicionalmente, se presenta la caracterización composicional y estructural del material adsorbente.

12

MATERIALES Y MÉTODOS

Preparación del material adsorbenteLa cascarilla de arroz (CA) fue adquirida en la agroindustria arrocera de la región de Córdoba3-10. Como parte del pre-tratamiento, el residuo agrícola fue lavado repetidas veces con agua desionizada, secado en un horno a 80°C por 24h, luego molido y tamizado hasta obtener partículas con tamaño entre 0.25-0.75 mm.

Caracterización del adsorbente. Análisis bromatológico y morfológico El material adsorbente fue analizado por el laboratorio de Bromatología de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, permitiendo determinar el porcentaje de sus componentes caracterís-ticos18. También se llevó a cabo un análisis morfológico mediante Microscopia Electrónica de Barrido (MEB) en un equipo JEOL JSM 5910 LV en el Laboratorio de Microscopia Avanzada de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín.

Análisis y preparación del coloranteEl AM es un colorante de carácter catiónico con fórmula molecular C16H18N3SCl.3H2O, PM (319.85 gmol-1)y CI 52030. Su nombre comercial es Azul básico 9 trihidrato o Solvente Azul 88. En la fi gura 1, se presenta la estructura de este colorante. Inicialmente se preparó una solución a una concentración de 500 mgL-1 con agua desionizada a pH del colorante (5.0 a 7.0). A partir de la solución estándar se realizaron diferentes disoluciones en las mismas condiciones entre 1.0 y 15 mgL-1; para la determi-nación del colorante se construyeron curvas de calibración (longitud de onda correspondiente a la absorción máxima del AM λmáx. = 665nm), mediante espectrofotometría de Ultravioleta-Visible, (UV-Vis), en un espectrofotómetro Uv-Vis Perkin-Elmer-Lambda 35.

Estudio de adsorciónLa remoción del AM se llevó a cabo bajo sistema discontinuo, modifi cando inicialmente el valor de pH en un intervalo de 2.0-12; se encontró que el proceso de adsorción es efi ciente a un pH entre 5.0-9.0. Los experimentos fueron llevados a cabo en frascos de 50 mL, con parámetros fi jos de agitación constante (125 rpm, en un agitador Heidolph), temperatura ambiente (25°C) y tamaño de partícula entre 0.25-0.75 mm. Las variables estudiadas en los diseños de experimentos fueron pH, dosifi cación de adsorbente, concentración de AM y tiempo de contacto. El porcentaje de remoción se determinó de acuerdo con la siguiente ecuación:

(1)

Figura 1. Estructura del colorante Azul de Metileno8

Fuente: Elaboración propia


13

Donde Ci y Cf representan la concentración inicial y concentración final del colorante, respectiva-mente (ecuación 1).

DISEÑO ESTADÍSTICO DE EXPERIMENTOS

Diseño factorial completo de cribadoPara este diseño se tuvieron en cuenta los resultados de los ensayos preliminares, delineando, en primera instancia, un diseño factorial de cribado, con el fin de determinar las variables o efectos más determinantes del proceso de adsorción del AM sobre cascarilla de arroz.

Los parámetros estudiados en este ensayo estadístico fueron: valor del pH, dosificación de adsorbente (D), concentración de colorante (C) y tiempo de contacto (t). El diseño factorial completo fue 24. Se realizó un total de 54 experimentos, con tres niveles por cada factor, que se describen en la tabla 119.

Tabla 1. Detalles de los diseños estadísticos de experimentos con punto central del sistema CA-AM

Cascarilla de Arroz- Azul Metileno

Diseño factorial 24 Diseño de superficie

Bajo Central Alto Bajo Central Alto

pH 9 7 5 - - -

D (g L-1) 0.5 1.5 2.00 1.5 2.75 4

C (mg L-1) 4 9 14 6 10 14

t (min) 40 95 150 60 120 180

Fuente: elaboración propia

La elaboración y análisis de los diseños experimentales fueron realizados con el software Statgraphics-Centurion XV.II, versión 15.2.06, apoyados en los diagramas de Pareto, diagramas de superficie de respuesta y diagramas de probabilidad normal de residuales.

Diseño de superficie de respuestaCon la información obtenida del diseño factorial 24, se seleccionaron tres variables para realizar el estudio del diseño de superficie de respuesta de la adsorción del colorante AM sobre el residuo CA. Los detalles del diseño se muestran en la tabla 1. El propósito de esta técnica fue diseñar un experi-mento que proporcione valores lógicos de la variable respuesta, con el fin de determinar el modelo matemático que mejor se ajusta a los datos obtenidos. El objetivo final era establecer los valores de los factores que optimizarán la variable de respuesta19.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Caracterización del materialLa CA está compuesta principalmente de 66.8% fibra en detergente ácido, 81.6% fibra en detergente neutro, 6.6% lignina, 1.70% almidón y 16.28% cenizas. Los contenidos de celulosa y hemicelulosa son 60.14% y 14.8%, respectivamente, y fueron calculados por medio del método Van Soest3. Estos por-centajes señalan que la CA posee los requerimientos necesarios para ser considerada un adecuado material adsorbente18,20.

Adsorción de azul metileno sobre cascarilla de arroz

14

El análisis morfológico permite observar un carácter ondulado y uniforme de la CA (fi guras 2.a. y 2.b). En la superfi cie del material, posterior al proceso de adsorción del colorante, se evidencia la aparición de rupturas y un claro desgaste de su parte externa, confi rmando la remoción de AM. Las micrografías fueron tomadas con aumentos de 200 y 500 con una escala de 100 µm y 50 µm, respectivamente.

Figura 2. Imágenes en SEM de CA. a. CA (aumento x200 y escala 100 µm. b. CA-AM (aumento x500 y escala 50 µm).

Análisis del diseño factorial 24 de cribadoEl diseño factorial 24 con puntos centrales y la superfi cie de respuesta, cuyos factores están descri-tos en la tabla 1, y su análisis de varianza dieron lugar al diagrama de Pareto, (fi guras 3a y 3c) y a las superfi cies de respuesta, (fi gura 3b). Para poder grafi car este último,se fi jaron algunos factores para observarlo en una superfi cie.

El diagrama de Pareto señala que factores e interacciones son estadísticamente signifi cativos en el proceso. Las interacciones D*C*t, D*C, D*t, pH*D*t, pH*C*t y pH*C son signifi cativas con un nivel de confi anza del 95%. Todos los efectos e interacciones que presentaron una probabilidad menor que 0.05 fueron signifi cativos. El valor del efecto es positivo para D, t y pH, señalando que un incremento en su nivel implica un aumento en el porcentaje de remoción del colorante AM. Es decir, a mayores dosis del adsorbente y tiempos prolongados de contacto, se alcanzan los más altos porcentajes de remoción. A pesar de que el factor pH mostró un efecto positivo, se decidió aumentar su valor hasta pH = 9.0, dado que experimentalmente se demostró que a valores mayores de 10, el colorante cambia la longitud de onda de máxima absorbancia, difi cultando su medición.

En la superfi cie de respuesta, fi gura 3b, se aprecian remociones cercanas al 80%, a mayores dosis de adsorbente y para todas las concentraciones del colorante, al valor específi co de pH = 9.0 y con un tiempo de contacto 95 min. Análisis adicionales en el intervalo del pH estudiado (5.0-9.0) muestran que este parámetro no es signifi cativo, dado que la remoción del colorante es relativamente constan-te. El modelo matemático obtenido para el diseño factorial 24 es:

% Remoción = -12,3551 + 2,42506*pH + 25,9846*D + 2,42835*C + 0,668461*t - 0,0385761*pH*t - 1,35519*D*C - 0,0658891*C*t + 0,111449*pH*D*C + 0,0285855*D*C*t (2)

Este modelo tiene un coefi ciente de correlación ajustada del 97.7% y aunque representa un buen ajuste es necesario analizar el gráfi co de probabilidad normal de residuos, fi gura 4a, con el fi n de


15

Figura 3. a. Diagrama de Pareto estandarizada para AM - Diseño factorial 24. b. Superfi cie de respuesta estimada a pH 9.0 y t: 95 min.- Diseño factorial 24. c. Diagrama de Pareto estandarizada para AM- Superfi cie de respuesta. d. Superfi cie de respuesta

estimada AM, C (mg L-1) y D (g L-1) - Diseño superfi cie de respuesta a t: 120 min.Fuente: elaboración propia

observar el ajuste del modelo por medio del comportamiento lineal en su probabilidad. Si el gráfi co de probabilidad normal para residuos tiene un comportamiento lineal, no hay sesgo en la medición, es decir, el método muestra exactitud. En la fi gura 4a, la recta no presenta una linealidad total a lo largo de las muestras, solo alcanza una linealidad desde -7 hasta 5 en sus residuos; por lo tanto, hay sesgo en la medición.


16

Diseño de superfi cie de respuestaComo resultado del diseño factorial 24, se estableció que las variables más infl uyentes del proceso son dosis de adsorbente, concentración del colorante y tiempo de contacto. Por ello, se procedió a realizar un diseño estadístico de superfi cie de respuesta con estos parámetros.

En la fi gura 3c, se presenta el diagrama de Pareto, donde los factores que son signifi cativamente di-ferentes de cero son la D, t y C, con las interacciones D*D, t*t, D*C y D*t con una varianza del 95%. Las variables más infl uyentes son la dosis del adsorbente y el tiempo de contacto, ya que se encuen-tran más alejadas de la línea de la varianza. Además, su efecto positivo señala que un aumento de sus valores genera un incremento en la remoción, debido a una mayor disponibilidad de superfi cie y una duración más prolongada para que se lleve a cabo el proceso. La ecuación fi nal obtenida del modelo para el diseño de superfi cie se muestra a continuación:

% Remoción = 3,58855 + 34,5508*D + 0,506756*t - 1,29531*C - 4,93341*D^2 - 0,0430117*D*t + 0,718324*D*C - 0,00109867*t^2 (3)

El coefi ciente de correlación (R2ajust.) es del 92.5%, mostrando un ajuste adecuado del modelo. Asimismo, en la superfi cie de respuesta se evidencia una curvatura (fi gura 3d), según la ecuación del modelo (ecuación 3), expresada por los términos de segundo orden.

En la fi gura 3d, se muestra la superfi cie de respuesta estimada, donde a mayor dosifi cación del adsor-bente CA, mayores remociones son alcanzadas (superiores al 90%) en el intervalo de concentracio-nes mostrado. Además, el análisis arrojó un valor de los factores del modelo donde se alcanza una

Figura 4.a. Probabilidad normal para residuos diseño factorial 24 b. Probabilidad normal para residuos diseño superfi cie de respuesta.


17

remoción del 99% con una dosis del adsorbente de 3.5 g L-1, un tiempo de contacto de 163 min y una concentración de AM de 10 mgL-1.

Para este estudio, el modelo no está sesgado en su medición, es decir, tiene un comportamiento lineal en su probabilidad normal de residuos (figura 4b). Este diagrama alcanza una linealidad a lo largo de -8 y 10 en sus residuos, indicando una adecuada correlación de los residuales con un nivel de signifi-cancia de 5.0%.

CONCLUSIONESEl diseño estadístico permite reducir de forma considerable el número de experimentos en compa-ración con los requeridos para un análisis univariado. Asimismo, establece la prioridad de las varia-bles y su intercorrelación en el proceso, permitiendo establecer las condiciones más efectivas en la remoción del colorante. Las mejores condiciones para el diseño factorial completo de cribado 24 se alcanzaron a un pH = 9.0, dosis del adsorbente de 2.5 gL-1, concentración del colorante de 14 mgL-1 y tiempo de contacto de 150 min. El coeficiente de correlación ajustado R2ajust = 97.49%. Aunque el modelo tiene un buen ajuste, la probabilidad normal para sus residuos no tiene una buena linealidad, por lo tanto, se analizó el diseño de superficie de respuesta. Este último diseño tiene un coeficiente de correlación ajustado R2ajust = 92.54%, y permite una remoción máxima del 99% del contaminante a pH = 9.0, dosificación del adsorbente de 3.5 g L-1, concentración de colorante de 9.85 mgL-1 y un tiempo de contacto de 163 min. Cabe señalar que el mayor efecto sobre el porcentaje de remoción es causado por la dosis de adsorbente y el tiempo de contacto.

Con estos resultados, la cascarilla de arroz se perfila como un buen adsorbente de colorantes ca-tiónicos debido a las altas remociones obtenidas con el Azul de Metileno. Adicionalmente, su amplia disponibilidad, mínimo valor económico y escaso aprovechamiento contribuyen a señalarla como un material adecuado para efectos de escalado del proceso.

AGRADECIMIENTOSLos autores expresan agradecimientos a la Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, por el apoyo a través de la infraestructura del Laboratorio de Química Experimental, y a COLCIENCIAS por la financiación del Proyecto Código 1118-489-25228.

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Determinación y cuantificación de los niveles de compuestos

organoclorados en leche pasteurizada*

Determination and quantification of the levels of organochlorine compounds on pasteurized milk

Determinação e quantificação dos níveis

de compostos organoclorados em leite pasteurizada


*Artículo derivado del proyecto de investigación: “Estimación de la exposición a compuestos organoclorados a partir de la ingesta de leche pasteurizada comercializada en la ciudad de Cartagena en adultos pertenecientes a estratos 1, 2 y 3”, realizada en la ciudad de Cartagena durante el segundo semestre del año 2007. **Ingeniera de Alimentos, especialista en Ciencias y Tecnología de Alimentos, especialista en Aseguramiento de la Calidad Microbiológica de los Alimentos, magíster en Salud Pública. Oficina de Salud Pública del Distrito de Barranquilla-Colombia. ***Ingeniero Químico, magíster en Ingeniería Ambiental. Docente del Departamento de Química de la Universidad del Atlántico. Miembro del Grupo de Investigaciones de las Ciencias de las Ingenierías GICI de la Universidad de San Buenaventura Seccional Cartagena. Miembro del Grupo de Investigación TECNOAMBIENTAL de la Universidad Libre de Colombia Sede Bogotá. ****Ingeniero Químico, magíster en Ingeniería Química. Doctor en Ingeniería Química. Miembro del Grupo de Investi-gación PQGe de la Universidad Estatal de Campinas-Brasil.

Correspondencia: Iván Darío Mercado Martínez, e-mail: [email protected]


Yolanda Castilla Pinedo** / Iván Darío Mercado Martínez*** / Germán González Silva****

Producción + Limpia - Enero - Junio de 2012. Vol.7, No.1 - 19•31 art 2

RESUMEN Introducción. La contaminación por residuos de plaguicidas organoclorados en los alimentos se considera una seria amenaza para la salud humana por la alta toxicidad, bioacumulación y persistencia. La leche de vaca se utiliza como un indicador de la persistencia de los plaguicidas organoclorados en el medio ambiente, debido a la importancia de la misma y, en general, de los productos lácteos en la nutrición humana, especialmente en los niños. Lo anterior ha mo-tivado a realizar un estudio en la leche pasteurizada de Colombia y comparar sus resultados con investigaciones anteriores, en otros países. Objetivo. Determinar los residuos de plagui-

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cidas organoclorados en leche de vaca, líquida pasteurizada, vendida en tiendas cercanas a pasteurizadoras de la ciudad de Cartagena. Materiales y métodos. Se analizaron 24 bolsas de leche, con suministro diario de dos marcas comerciales tomadas al azar. Fue utilizada la técnica analítica de cromatografía de gases con detector de captura de microelectrones, para determinar el contenido de insecticidas organoclorados. Resultados. En esta investigación fueron determinados los residuos de α-clordano (0,90 mg/kg), β-clordano (0,12 mg/kg), endosulfan I (0,04 mg/kg), endosulfan II (0,001 mg/kg), endosulfan sulfato (0,002 mg/kg), p,p’-DDT (no detectado), p,p’-DDE (0,01 mg/kg), p,p’-DDD (0,01 mg/kg), endrín (0,027 mg/kg), endrín cetona (0,042 mg/kg) y endrín aldehído (0,009 mg/kg). Conclusión. El estudio concluyó que algunas concentraciones de los plaguicidas analizados fueron ele-vadas al contrastarse sus valores con los límites máximos residuales (LMR) recomendados por la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación/Organización Mundial de la Salud (FAO/OMS).

Palabras clave: residuos de plaguicidas, insecticidas, compuestos organoclorados, leche pasteurizada, salud pública.

ABSTRACTIntroduction. Contamination due to organochlorine pesticides on food is considered as a serious threat for human health, given their high toxicity, bioaccumulation and persistence. Cow milk is used as an indicator of the persistence of these pesticides in the environment, because of the milk´s importance and, in general, of the role of dairy products, especially for children. This has been a reason to study pasteurized milk from Colombia and compare the results with previous research works in other countries. Objective. To determine the remains of organochlorine pesticides contained in liquid pasteurized milk sold by stores located near to pasteurization plants in Cartagena. Materials and methods. 24 bags of milk, from randomly chosen commercial brands and daily provided, were analyzed. The analytic technique of gas chromatography with detector of micro electrons capture was used to determine the content of organochlorine insecticides. Results. For this research work the remains of α-chlordane (0,90 mg/kg), β-chlordane (0,12 mg/kg), endosulfan I (0,04 mg/kg), endosulfan II (0,001 mg/kg), en-dosulfansulphate (0,002 mg/kg), p,p’-DDT (not detected) p,p’-DDE (0,01 mg/kg), p,p’-DDD (0,01 mg/kg), endrin (0,027 mg/kg), endrinketone (0,042 mg/kg) and endrin aldehyde (0,009 mg/kg) were determined. Conclusion. The research work concluded that some concentrations of the pesticides analyzed were high when their values were compared to those recommended by FAO/WHO in their maximum residual levels (MRL).

Key words: remains of pesticides, insecticides, organochlorine compounds, pasteurized milk, public health.

RESUMO Introdução. A contaminação por resíduos de pesticidas organoclorados nos alimentos se considera uma sé-ria ameaça para a saúde humana pela alta toxicidade, bio-acumulação e persistência. O leite de vaca se utiliza como um indicador da persistência dos pesticidas organoclorados no meio-ambiente, devido à importância da mesma e, em general, dos produtos lácteos na nutrição humana, especialmente nos meninos. O anterior mo-tivou a realizar um estudo no leite pasteurizada de Colômbia e comparar seus resultados com investigações anteriores, em outros países. Objetivo. Determinar os resíduos de pesticidas organoclorados em leite de vaca, líquida pasteurizada, vendida em lojas próximas a pasteurizadores da cidade de Cartagena. Materiais e mé-todos. Analisaram-se 24 bolsas de leite, com fornecimento diário de duas marcas comerciais tomadas a esmo. Foi utilizada a técnica analítica de cromatografia de gases com detector de captura de micro eléctrones, para determinar o conteúdo de inseticidas organoclorados. Resultados. Nesta investigação foram determinados os resíduos de α-clordano (0,90 mg/kg), β-clordano (0,12 mg/kg), endosulfan I (0,04 mg/kg), endosulfan II (0,001 mg/kg), endosulfan sulfato (0,002 mg/kg), p,p’-DDT (não detectado), p,p’-DDE (0,01 mg/kg), p,p’-DDD (0,01 mg/kg), endrín (0,027 mg/kg), endrín cetona (0,042 mg/kg) e endrín aldehído (0,009 mg/kg). Conclusão. O estudo concluiu que algumas concentrações dos pesticidas analisados foram elevadas ao contrastar-se seus valores com os limites máximos residuais (LMR) recomendados pela Organização das Nações Unidas para a Agricultura e a Alimentação/Organização Mundial da Saúde (FAO/OMS).

Palavras importantes: resíduos de pesticidas, inseticidas, compostos organoclorados, leite pasteurizada, saú-de pública.

Producción + Limpia - Enero - Junio de 2012. Vol.7, No.1 - Y. Castilla et al - 19•31

21Determinación y cuantificación de los niveles de compuestos organoclorados en leche pasteurizada

INTRODUCCIÓNLos plaguicidas, tales como insecticidas, fungicidas y herbicidas, desempeñan un papel importante en el control de numerosos insectos, hongos, malezas y otros organismos que compiten con el hombre por productos agropecuarios y forestales y para conservar la calidad de los alimentos producidos1-3.

Sin embargo, el uso de plaguicidas ha generado beneficios en la producción agrícola a escala mun-dial. El empleo inadecuado de los mismos, expresado en términos de tipos de plaguicida, toxicidad, número de aplicaciones y sobredosificación, ha producido diferentes formas de contaminación am-biental que afectan al suelo, el agua, el aire y a los productos agrícolas por la acumulación de residuos, que podrían afectar al consumidor final. Esta producción agrícola acarrea un costo social el cual será pagado por muchas generaciones4-10.

Los plaguicidas son biocidas, reconocidos como sustancias tóxicas y peligrosas. Su toxicidad ha sido confirmada por diferentes estudios: afectan los procesos reproductivos, alteran la respuesta inmuno-lógica, alteran el metabolismo lipídico, el transporte de vitaminas y de glucosa. Algunos son conside-rados mutagénicos, teratogénicos o carcinogénicos, no solo en la especie humana, sino también en las comunidades bióticas con diferente nivel de sensibilidad11, 12.

Existen varios grupos de plaguicidas según la estructura química; dentro de esta clasificación se en-cuentran los organoclorados13,14 que comprenden un grupo de compuestos orgánicos de síntesis de gran peso molecular, derivados de hidrocarburos complejos, en los que un hidrógeno es sustituido por cloro. Tienen diferente estructura cíclica química, con uno o varios átomos de cloro; por ello también se les llama hidroclorados, halogenados o halobencenos15.

Estos químicos sintéticos aparecieron en el medio ambiente después de la Segunda Guerra Mundial16. De hecho, los plaguicidas organoclorados han sido los más comercializados y rentables debido a su alta eficacia17,18, pero no se tardó mucho en darse cuenta de los efectos secundarios. Sus efectos tóxicos se han observado en humanos, plantas y animales. Se ha demostrado que estos compuestos, además de ser muy persistentes y muy estables en la mayoría de las condiciones ambientales debido a su baja volatilidad, solubilidad y reactividad, tienen una alta capacidad de bioacumulación en la cadena alimentaria, porque son solubles en grasa y resistentes a la degradación microbiana, y representan una gran amenaza para la salud humana y el ecosistema mundial19-24.

La acumulación de los plaguicidas organoclorados en el hombre se ha relacionado con el mayor riesgo al contraer varios tipos de cáncer: mama, cuello uterino, próstata y pulmón. También, se ha detectado la presencia de residuos de estos plaguicidas en leche materna y muestras de sangre de agriculto-res25-27. Además, como el hombre es el último eslabón de cualquier cadena alimentaria, es probable que consuma diferentes niveles de estos compuestos28-30.

Estas preocupaciones, tanto en los países industrializados como en desarrollo, constituyen la base de las regulaciones de plaguicidas que controlan su producción, uso y disposición en el medio ambiente, y su presencia en los alimentos31, 32.

En Colombia se prohibió el uso de algunos plaguicidas organoclorados desde mediados de los años 80. El endrín no puede ser usado en la agricultura desde el año 1985, mientras que el DDT fue pro-hibido desde el año 1986. El clordano dejó de utilizarse desde el año 198833. Respecto al endosulfan, se prohibió tanto su importación, fabricación, comercialización y uso desde el año 1997, decisión que fue ratificada en el año 2001 por el Consejo de Estado34.

Sin embargo, sus residuos provenientes de aplicaciones agrícolas continúan35, 36. Los animales produc-tores de leche, como las vacas, acumulan estos residuos que fueron consumidos mediante alimentos contaminados como pasto y agua o mediante el aire inhalado. La leche de vaca se ha utilizado como un indicador de la persistencia de los plaguicidas organoclorados en el medio ambiente, teniendo en

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cuenta la importancia de la misma y la de los productos lácteos para la nutrición humana, especial-mente para los niños37, 38.

Por lo anterior, el objetivo de este estudio fue investigar los niveles de los residuos de plaguicidas organoclorados: β-Clordano, α-Clordano, endosulfan I, endosulfan II, endosulfan sulfato, diclorodife-niltricloroetano (p,p’-DDT), diclorodifenildicloroetileno (p,p’-DDE), diclorodifenildicloroetano (p,p’-DDD), endrín, endrín aldehído y endrín cetona en diferentes marcas de leche de vaca pasteurizada que se comercializan en tiendas cercanas a pasteurizadoras de la ciudad de Cartagena, Colombia.

MATERIALES Y MÉTODOSRecolección de las muestras. En este estudio se realizó un muestreo durante el mes de septiem-bre de 2007, para dos marcas comerciales de bolsas de leche de vaca pasteurizada en la ciudad de Cartagena, Colombia. De las 24 muestras tomadas al azar de cada marca comercial, diariamente se recolectó una muestra. Las bolsas de leche de 500 mL fueron adquiridas en tiendas cercanas a cada pasteurizadora, pertenecientes a lotes de producción distintos. Todas las muestras se tomaron en condiciones asépticas y fueron congeladas inmediatamente antes de 48 horas, para conservarlas hasta su análisis.

Procedimiento de extracción y purificación de las muestras. Primero se activó un cartucho de extracción en fase sólida (SPE) C-18, para lo cual se utilizaron 3 mL de metanol grado HPLC y 2 mL de metanol en agua de ósmosis inversa al 2%. Luego, se tomaron 100 mL de leche pasteurizada a la que se le ajustó su pH entre 5 y 7, y posteriormente se le adicionaron 5 mL de metanol. La mezcla resultante se pasó por el cartucho de extracción. La purificación de la muestra se obtuvo eluyendo dos veces con 4mL de una mezcla hexano: acetona (9:0,1). El eluato final fue concentrado a presión reducida hasta obtener un volumen de 1 mL, para su posterior análisis en un cromatógrafo de gases.

Este procedimiento de extracción y purificación de las muestras es el método propuesto por Stijve, recomendado por International Dairy Federation39.

Análisis de residuos de los plaguicidas organoclorados. Se utilizó un cromatógrafo de gases marca Agilent modelo 48900, propiedad de la Universidad de Cartagena, equipado con un detector de captura de microelectrones (μECD

63Ni) y una columna capilar SPB-5 (fase estacionaria fenil-metil-

silicón al 5%) de 30 m x 0,25 mm de diámetro interno x 0,25 μm de espesor de capa; el volumen de muestra inyectado en todos los casos fue de 1 μl bajo el modo de inyección Splitless, con un tiempo de apertura 0,75 min. Las condiciones de operación fueron las siguientes: temperatura del inyector 260 ºC, temperatura del detector 320 ºC, gas de arrastre: helio a 1 mL/min, gas auxiliar: nitrógeno a 30 mL/min. Además, la temperatura del horno de la columna se programó de la siguiente manera: inició en 90 ºC durante 2 min y después se incrementó 30 ºC/min hasta 180 ºC, luego se aumentó 1 ºC/min hasta 200 ºC. Posteriormente siguió elevándose la temperatura cada 10 ºC/min hasta 300 ºC, la cual se mantuvo durante 3 min.

Para la cuantificación de los plaguicidas organoclorados se utilizó el método de estándar externo, ca-librado con una mezcla estándar de plaguicidas organoclorados40, a concentración inicial de 20 ng/mL de cada componente. La confirmación de los plaguicidas organoclorados analizados se realizó mediante las técnicas acopladas de cromatografía de gases y espectrometría de masas, para lo cual se empleó un equipo GC-MS Finigan 5475 Mat CGQ equipado con un sistema de ionización electrónica que operaba a 70 eV.


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RESULTADOS Y DISCUSIÓNLos resultados de los niveles de los residuos de plaguicidas organoclorados encontrados en las mues-tras de leche pasteurizada objeto de análisis, que se presentan en la tabla 1, son la suma de los isómeros y el metabolito, y están expresados en ppm (mg de plaguicida/kg) en función de la grasa en leche. En la misma, se dan a conocer los límites máximos residuales (LMR) recomendados por la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación/Organización Mundial de la Salud (FAO/OMS), y la Comunidad Europea (CE).

Tabla 1. Residuos de plaguicidas organoclorados detectados en la leche

Plaguicida Estudio (ppm) FAO/OMS (ppm) CE (ppm)

clordano 1,02 0,002 0,002

endosulfan 0,043 0,01 0,05

DDT 0,02 0,02 0,04

endrín 0,069 0,0008

Durante este estudio se determinó una concentración de 0,12 mg/kg y 0,90 mg/kg para los isómeros del clordano β, α, respectivamente, cuyos porcentajes de muestras positivas fueron mayores al 70% en ambas marcas comerciales de leche. Tanto la FAO/OMS como la CE sugieren para este producto alimenticio un LMR de 0,002 mg/kg, que expresa la suma de estos dos isómeros más el metabolito oxiclordano41, 42. Sin embargo, este valor fue ampliamente superado a pesar de que Colombia acoge las recomendaciones de la FAO/OMS43. Según algunos autores, el isómero β es más tóxico en compa-ración con el isómero α44. Sin embargo, según los resultados obtenidos en este estudio, se demuestra lo contario. Teniendo en cuenta que el clordano es un plaguicida que se caracteriza porque persiste en el medio ambiente ocho años45 y que en Colombia se prohibió su uso en el año 1988, no debió ser detectado en ninguna de las muestras de leche de las dos marcas comerciales analizadas.

Los niveles que se encontraron de los dos isómeros del endosulfan y su metabolito durante la inves-tigación fueron: 0,04 mg/kg de endosulfan I; 0,001 mg/kg de endosulfan II y 0,002 mg/kg de endosul-fan sulfato. Las muestras positivas presentan porcentajes cercanos al 40% para el endosulfan I y 4% para el endosulfan II. Mientras que en una de las dos marcas comerciales de leche (A) no se detecta endosulfan sulfato, en la otra marca (B) se determina su presencia en un 4%. Mientras la FAO/OMS establece para este plaguicida un valor de 0,01 mg/kg como LMR en la leche, la CE considera un valor de 0,05 mg/kg. En ambas normativas, la cantidad de endosulfan se expresa en términos de la suma de sus isómeros y su metabolito46, 47 que han sido vinculados con daños en la estructura celular alterando el material genético, siendo el isómero endosulfan II menos tóxico que el endosulfan I para algunos autores48, tal como se demuestra en esta investigación. Según algunos investigadores, la toxicidad de su metabolito, endosulfan sulfato, es mucho mayor que la de sus isómeros49. Sin embargo, dicho caso no se presenta en este estudio. Por lo tanto, preocupa el valor hallado en esta ocasión del isómero endosulfan I. Según el análisis realizado, se sobrepasó el LMR propuesto por la FAO/OMS para el en-dosulfan, pero no el sugerido por la CE. Esto implica que no se cumple con la normativa colombiana respecto al tema que acoge las recomendaciones de la FAO/OMS.

Se ha demostrado que en el hombre este plaguicida eleva las concentraciones de sodio y potasio, pero disminuye los niveles de calcio y magnesio en el plasma sanguíneo50, alterando el sistema ner-vioso. Además, se ha vinculado con daños en la estructura celular que derivan en alteraciones en el material genético y originan malformaciones congénitas.


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También, se determinaron en esta investigación los niveles de p,p’-DDT que es un isómero del di-clorodifeniltricloroetano, DDT, y de sus metabolitos diclorodifenildicloroetileno, p,p’-DDE, y dicloro-difenildicloroetano, p,p’-DDD. Aunque este isómero del DDT no fue detectado, sí se encontraron valores para el p,p’-DDE y el p,p’-DDD, siendo en esta ocasión el mismo: 0,01 mg/kg.

Mientras que en una de las dos marcas comerciales de leche (A) objeto de estudio se identifica una incidencia del 30% para el p,p’-DDE y 13% para el p,p’-DDD, la proporción de muestras positivas con residuos de p,p’-DDE y p,p’-DDD en la otra marca (B) es mayor al 16%, lo que demuestra la lenta biodegradación del DDT. La FAO/OMS contempla un LMR de 0,02 mg/kg en la leche que relaciona dos isómeros del DDT, el p,p’-DDT y el o,p’-DDT con dos metabolitos: el p,p’-DDE y el p,p’-DDD.

Este análisis es igualmente realizado por la CE que considera un valor de 0,04 mg/kg para este plagui-cida51, 52. Según algunos autores, el p,p’-DDT es más tóxico que sus metabolitos y se degrada inicial-mente en p,p’-DDE y después en p,p’-DDD53, siendo el primero más tóxico que el segundo54, 55 y más persistente56, 57. En este caso particular no se sobrepasa el LMR para el plaguicida DDT propuesto por la FAO/OMS y la CE.

Debido a las cantidades de los metabolitos encontrados, se dedujo que las vacas productoras de la leche analizada consumieron alimento vegetal contaminado con el plaguicida DDT, ya que las plantas biotransforman el p,p’-DDT principalmente a p,p’-DDD y no a p,p’-DDE como ocurre generalmente en las aves y mamíferos58.

El isómero o,p’-DDT es parte de la mezcla aplicada del plaguicida DDT59 y no fue analizado en el pre-sente estudio. Según algunos autores, los isómeros p,p’ son química y metabólicamente más estables en el medio ambiente que los isómeros o,p’ porque estos tienden a degradarse rápidamente60.

El p,p’-DDT y sus metabolitos, p,p’-DDE y p,p’-DDD, son compuestos ubicuos y persistentes que han sido detectados en aire, agua, suelo, sedimentos marinos así como en peces, fauna salvaje y alimentos de origen animal61. Todos estos compuestos alteran la preferencia térmica final o preferendum de la temperatura de reproducción en los peces; como resultado, la población no puede alcanzar el área donde normalmente ocurre el desove62.

En las aves, el p,p’-DDE ocasiona adelgazamiento de los cascarones de huevos en varias especies como el halcón y el águila, así como una disminución de la tasa reproductiva, cuyo resultado es una disminución de la población63, 64; afectan el ciclo reproductivo de los peces y aves. El p,p’-DDT y el p,p’-DDE son contaminantes con actividad estrogénica capaces de inducir efectos adversos para la salud humana65. Ambos han sido vinculados con efectos neurotóxicos así como con trastornos re-productivos e inmunológicos66. Según la Agencia Internacional de Investigación en Cáncer, IARC, son sustancias posiblemente carcinogénicas67, 68.

El plaguicida DDT persiste en el medio ambiente durante diez años69 representando un peligro para la fauna silvestre y el hombre; en cambio, los insectos han desarrollado resistencia a él, y su uso está disminuyendo con rapidez en todo el mundo occidental, aunque sigue usándose en grandes cantida-des en los países en vías de desarrollo70,71.

Además, durante esta investigación, se determinaron las siguientes concentraciones: 0,027 mg/kg de endrín, 0,042 mg/kg de endrín cetona y 0,009 mg/kg de endrín aldehído presentes en el contenido de materia grasa de las muestras de leche analizadas. Asimismo, se observa una alta presencia de endrín cetona en ambas marcas comerciales, cercana al 50% en la marca A y 70% en la marca B. Sin embargo, la presencia de endrín es moderada, cercana al 25% en la marca A y 30% en la marca B. Respecto al endrín aldehído, mientras que en la primera marca comercial A aproximadamente el 20% de las muestras son positivas, en la segunda marca B este porcentaje solo se aproxima al 8%. La Comunidad Europea sugiere un valor de 0,0008 mg/kg como límite máximo residual en este producto alimenticio


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para el plaguicida endrín, que considera la suma de endrín y endrín cetona72. Sin embargo, este valor fue ampliamente superado en el estudio. La FAO/OMS no establece un LMR de este insecticida orga-noclorado en la leche que es un alimento tan importante de la canasta familiar73 y a pesar de su valor nutritivo, puede servir de vehículo para algunos contaminantes tóxicos, entre ellos los residuos de endrín74, cuyo compuesto organoclorado no está considerado por la IARC como cancerígeno.

Este plaguicida perdura en el suelo hasta diez años y puede transformarse en endrín aldehído y en-drín cetona como resultado de la exposición a altas temperaturas y a la luz, siendo estos dos nuevos compuestos biacumulables en peces y altamente tóxicos para los mismos75, 76.

La tabla 2 presenta los niveles de plaguicidas clordano, endosulfan y DDT obtenidos en otros estu-dios, cuyos datos fueron reportados en ppm, en función de la grasa en leche. Estos resultados fueron comparados con los encontrados en esta ocasión, y se detectó que los residuos de plaguicidas de origen agrícola llegan a la leche de vaca. El riesgo para la salud humana en este producto alimenticio y en muchos otros es evidente.

Tabla 2. Comparación de los niveles de residuos de plaguicidas clordano, endosulfan y DDT encontrados con los valores hallados en otros estudios

Autor Lugar del estudio

clordano (mg/kg)

endosulfan (mg/kg) DDT (mg/kg)

Estudio Colombia 1,0200 0,0430 0,02 b

Kampire et al. 2011 Uganda < 0,0000383 a 0,04186 c

Bayat et al. 2011 Irán 0,0197597 b

Schettino et al. 2009 Méjico 0,06587 b

Ruiz et al. 2008 Argentina 0,004880

Prado e. al. 2007 Méjico 0,052885

Heck et al. 2007 Brasil 0,0085193

Real et al. 2005 Méjico 0,00994

Battu et al. 2004 India No encontrado84 < 0,00195

Lorenzatti et al. 2003 Argentina 0,001077 0,009081 a 0,01192 b, c

Waliszewski et al. 2003 Méjico 0,07788 b

Prado et al. 1998 Méjico 0,1289 b

Martínez et al. 1997 España 0,101079 0,05190

Zapata et al. 1996 Colombia 0,001 a 0,01296 b

Maitre et al. 1994 Argentina 0,023278 0,016982 a 0,990091 b, c

a No se midió el metabolito endosulfan sulfato, b No se midió el isómero o,p’-DDT, c No se midió el metabolito p,p’-DDD.

Se observa que la cantidad de clordano que se halló en la leche pasteurizada analizada es muy ele-vada, 1,02 mg/kg, comparada con las concentraciones divulgadas por otros autores. Por ejemplo, en Argentina la leche que se comercializaba en la Provincia de Santa Fe durante el primer semestre del año 2000 solo contenía clordano en 0,001 mg/kg77. Sin embargo, en un estudio anterior, en el año


26

1994, se encuentra un nivel residual de clordano equivalente a 0,0232 mg/kg78. Esto representa una disminución de 23,2 veces la concentración de clordano identificada inicialmente. En España se detec-ta la presencia de este plaguicida en cantidades equivalentes a 0,101 mg/kg en muestras de leche que provienen de establecimientos comerciales ubicados en diferentes partes del país79. Este valor es 10 veces menor al que se encontró en esta investigación. Además, cabe anotar que tampoco se detectó una cantidad cercana a la determinada en este estudio en la leche cruda de vaca que se comercializaba en la Provincia de Jujuy, Argentina, cuyo valor fue de 0,0048 mg/kg80.

Se han encontrado menores cantidades de endosulfan en otros estudios, realizados en países tales como, Argentina81,82, Uganda83 e India84. Sin embargo, en Méjico específicamente en Querétaro, durante el primer semestre de 2003, se determina en la leche cruda de cabra una cantidad mayor de este plaguicida organoclorado, de 0,0528 mg/kg85, respecto al que se cuantificó en la presente investigación, es decir, 0,043 mg/kg.

Se observa que existen concentraciones más altas de DDT halladas en otros estudios referentes a la temática. Por ejemplo, en Uganda, en la leche pasteurizada que es comercializada en los supermerca-dos de Kampala, se encontró el doble de la cantidad presente en este estudio, es decir, 0,041 mg/kg86. En Ciudad de Méjico, se realizó un muestreo durante septiembre de 2006 a febrero de 2007, cuyos resultados dan a conocer que la leche pasteurizada contenía un alto nivel de DDT que prácticamente triplica el valor que se detectó en esta investigación, es decir, 0,065 mg/kg87 y muy similar al reportado por otros autores en el año 2001, cuyo valor fue 0,077 mg/kg88. Sin embargo, entre junio de 1994 y junio de 1995 se realizó un muestreo de leche pasteurizada en Ciudad de Méjico, obteniéndose como resultado un valor de 0,12 mg/kg para el DDT89. Además, en España se detecta 0,051 mg/kg de este plaguicida90 cuyo valor es aproximadamente el doble al que se encontró en este estudio; y en Argen-tina, Provincia de Santa Fe, se determina un nivel residual de DDT equivalente a 0,9900 mg/kg91 que supera en grandes proporciones la concentración de 0,02 mg/kg que se halló en esta investigación. Estos resultados demuestran la alta contaminación generada por este plaguicida en muchas partes del mundo. Las concentraciones de DDT menores a las halladas en este estudio han sido medidas en países tales como Argentina92, Brasil93, Méjico94, India95 y Colombia96. En Irán prácticamente se obtuvo el mismo resultado97, demostrándose que este país tiene problemas con el control del uso de este plaguicida, tal como el nuestro, porque en los dos estudios se obtuvo el valor del límite máximo resi-dual recomendado por la FAO/OMS para este producto alimenticio.

Durante una reunión del Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente, PNUMA, celebra-da en mayo de 2001 en Estocolmo (Suecia), los representantes de 90 países, incluyendo Colombia, firmaron el Convenio sobre Contaminantes Orgánicos Persistentes, que tiene por objeto prohibir la producción y uso de 12 sustancias orgánicas tóxicas que son conocidos como «docena sucia». Entre ellos se encuentran los plaguicidas clordano, endrín y DDT98-100. En abril de 2011 en Ginebra (Suiza), en una reunión del Convenio de Estocolmo se agregó el endosulfan a esta lista. Esta iniciativa entra en vigor a partir del año 2012.

Aunque el convenio permite el uso del DDT en el control de enfermedades endémicas como la ma-laria y la fiebre amarilla101, 102, el uso de este plaguicida en el sector agrícola está totalmente prohibido.

CONCLUSIONESEl nivel residual de clordano encontrado en la leche de vaca, líquida pasteurizada, superó ampliamente los límites máximos residuales (LMR) recomendados por la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación/Organización Mundial de la Salud (FAO/OMS), y la Comunidad Europea (CE). Además, se estableció que la leche analizada sobrepasó el LMR propuesto por la FAO/OMS para el endosulfan, pero no el sugerido por la CE. También, se determinó que la leche no so-brepasó el LMR para el plaguicida DDT propuesto por la FAO/OMS y la CE pero se encuentra en el


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límite. Respecto a la presencia de residuos del plaguicida organoclorado endrín en la leche, el LMR sugerido por CE fue ampliamente superado en este estudio.

Teniendo en cuenta que en Colombia se prohibió el uso agrícola de los siguientes plaguicidas: endrín, desde el año 1985; DDT, desde el año 1986; clordano, desde el año 1988; y endosulfan, desde el año 1997, los resultados observados durante este estudio muestran falencias en los controles guberna-mentales respecto al tema.

Mediante esta investigación y al analizar otros estudios realizados en el mundo se encontró que los residuos de plaguicidas de origen agrícola llegan a la leche de vaca. El riesgo para la salud humana en este producto alimenticio y en sus derivados, es evidente.

Se recomienda seguir elaborando estudios para determinar la presencia de los residuos de plaguicidas en otros productos alimenticios.

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*Este artículo es resultado del proyecto de investigación: “La Ineficiencia en el control de costos de reducción de la contaminación, para el caso de usuarios industriales y comerciales con vertimiento a la red de alcantarillado en Colombia”, financiado por la Universi-dad los Libertadores durante el año 2011. **Ing. Civil, máster en Economía y Economía Ambiental, profesor asistente, Departamento de Economía, Investigador Grupo GERA, Universidad del Valle. Cali, Colombia. ***Economista, máster en Economía, profesor de la Universidad los Libertadores, Bogotá, Colombia.

Correspondencia: Jhon Alexander Méndez Sayago, e-mail: [email protected]


art 3 Producción + Limpia - Enero - Junio de 2012. Vol.7, No.1 - 32•47

La racionalidad limitada de los agentes contaminadores y sus efectos sobre la eficiencia económica en el control de

vertimientos: el caso de las tasas retributivas*

The limited rationality of the contaminant agents and its effects on theeconomic efficiency of the control of liquid discharges: the case of the retributive rates

A racionalidade limitada dos agentes contaminadores e seus efeitos sobre a eficiência econômica no controle de vertimento: o caso das taxas retributivas

Jhon Alexander Méndez Sayago** / Hugo Alfonso Hernández Escolar***

RESUMENIntroducción. En este artículo se analiza la eficiencia de las tasas retributivas como ins-trumento para el control de los vertimientos. Objetivo. Determinar si las acciones de las firmas contaminadoras como respuesta a las tasas retributivas siguen una estrategia racional de minimización de costos de la actividad contaminadora. Materiales y métodos. Se aplicó un cuestionario a los funcionarios del departamento de gestión ambiental de empresas con vertimientos, para conocer su percepción sobre las tasas retributivas, y qué acciones han to-mado las empresas como respuesta al cobro de la tasa. Se estimó una regresión probit para

33

establecer las circunstancias por las cuales las empresas tomaban esas acciones. Resultados. Se encontró que las empresas que autodeclaran sus vertimientos, y al mismo tiempo perciben las tasas retributivas como una san-ción y no como un impuesto a la contaminación, son las que tienen mayor probabilidad de tomar acciones para el control de sus vertimientos. Conclusión. La racionalidad limitada impide que las tasas retributivas induzcan un comportamiento de control de la contaminación socialmente óptimo.

Palabras clave: racionalidad limitada, precios ambientales, tasas retributivas, eficiencia económica.

ABSTRACTIntroduction. This paper analyzes the efficiency of the retributive rates as an instrument to control dischar-ges. Objective. To determine if the actions performed by pollutant companies as responses to the retributive rates follow a rational strategy to minimize the costs of the activities that produce contamination. Materials and methods. A questionnaire was applied to the workers from the environmental management departments of the companies that produce discharges, in order to have their perceptions concerning the retributive rates and find out what actions they have taken as a response to the collection of the rate. A probit regression was estimated to establish the circumstances that led to those actions. Results. The companies that self-declare their discharges and simultaneously receive the retributive rates as a sanction and not as a tax to pollution, are the ones with the highest possibility of performing actions to control their discharges. Conclusion. The limited rationality prevents retributive rates to boost a behavior characterized by the socially optimal contamination control.

Key words: limited rationality, environmental prices, retributive rates, economical efficiency.

RESUMOIntrodução. Neste artigo se analisa a eficiência das taxas retributivas como instrumento para o controle dos transbordes. Objetivo. Determinar se as ações das assinaturas contaminadoras como resposta às taxas retri-butivas seguem uma estratégia racional de minimização de custos da atividade contaminadora. Materiais e mé-todos. Aplicou-se um questionário aos servidores públicos do departamento de gestão ambiental de empresas com vertimento, para conhecer sua percepção sobre as taxas retributivas, e daí ações tomaram as empresas como resposta à cobrança da taxa. Estimou-se uma regressão probit para estabelecer as circunstâncias pelas quais as empresas tomavam essas ações. Resultados. Encontrou-se que as empresas que auto-declaram seus vertimentos, e ao mesmo tempo percebem as taxas retributivas como uma sanção e não como um imposto à contaminação, são as que têm maior probabilidade de tomar ações para o controle de seus vertimentos. Con-clusão. A racionalidade limitada impede que as taxas retributivas induzam um comportamento de controle da contaminação socialmente ótimo.

Palavras importantes: racionalidade limitada, preços ambientais, taxas retributivas, eficiência econômica.

INTRODUCCIÓNLa tasa retributiva es el principal instrumento de la normativa ambiental colombiana para el control de los vertimientos de las empresas contaminadoras. El instrumento está inspirado en el mecanismo de precios de Baumol y Oates1, el cual, en teoría, al inducir la equimarginalidad de costos de reducción entre todos los agentes contaminadores, permite alcanzar una meta exógena de contaminación al mínimo costo. Ya que el funcionamiento de las tasas retributivas reproduce las propiedades del meca-nismo de Baumol y Oates1, desde el punto de vista de la teoría económica, el instrumento puede ser catalogado como un instrumento económico eficiente para el control de la contaminación.

El sistema de precios de Baumol y Oates1 logra la equimarginalidad de costos de reducción de la con-taminación, porque para minimizar sus costos de reducción de la contaminación, cada agente decide

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contaminar hasta un nivel en el cual el costo marginal de reducción de la contaminación es igual al precio de la tasa, lo que induce la equimarginalidad de costos de reducción de la contaminación entre todos los agentes contaminadores. No obstante, en la práctica alcanzar el resultado económico de-seado requiere agentes racionales capaces de resolver su propio problema de minimización de costos por contaminar, lo que incluye costo de reducción de la contaminación, más el pago por concepto de la tasa.Un factor importante para este procesoes el conocimiento del precio de la tasa, que debe ser información común para todos los agentes contaminadores, de manera que estos puedan determinar su nivel óptimo de contaminación, comparando el costo de reducción de la última unidad de conta-minación con el precio de la tasa.

En este artículo se realizaron encuestas a funcionarios del departamento de gestión ambiental de una muestra de 50 empresas colombianas con vertimientos, con el propósito de conocer su percepción y conocimiento del instrumento económico, tasas retributivas. Principalmente se pretende determinar si el instrumento eco-nómico realmente incentivó a las empresas a tomar acciones para el control de sus vertimientos, y además, si estas acciones están en función de las magnitudes de las tarifas de la tasa, para así encontrar evidencia sobre la bondad práctica del instrumento para minimizar los costos de reducción de la contaminación.

Regulación ambientalEl problema básico de la regulación ambiental es que el Gobierno trata de inducir al contaminador a que lleve a cabo acciones socialmente convenientes, lo que obviamente no es lo mejor para el contaminador2.

La intervención del Gobierno se justifica en la necesidad de adoptar políticas de uso y manejo de los bienes ambientales que sean más eficientes y atenúen la degradación ambiental. Desde la perspectiva de la economía, la contaminación excesiva es atribuida a las fallas de mercado, es decir, situaciones en las cuales no es posible alcanzar la eficiencia económica a través del libre funcionamiento del mer-cado. El problema es que los mercados no reflejan el daño de la actividad económica sobre el medio ambiente a través de los costos, y por tanto, estos daños no inciden en las decisiones económicas de productores y consumidores; de esa forma se genera una tendencia a la sobre utilización de los bienes y servicios ambientales que aceleran su degradación.

La autoridad ambiental que actúa en representación del Gobierno enfrenta distintos obstáculos en su misión de protección del ambiente y en particular de los cuerpos de agua. Debe determinar cuál es el mejor nivel de contaminación para la sociedad y está sujeta al hecho de que no siempre le es posible controlar al contaminador de manera precisa. A esto se le suman las presiones de consumidores y espe-cialmente de contaminadores organizados, con una considerable capacidad de ejercer presión política2.

Instrumentos para el control de la contaminaciónEn la gestión ambiental los instrumentos son herramientas que permiten al ente regulador ejecutar sus políticas. Los dos tipos más importantes de instrumentos para la regulación ambiental son: los instrumentos de comando y control, y los instrumentos económicos.

El concepto de comando y control significa que la regulación debe especificar los pasos que los con-taminadores tienen que dar para resolver el problema. En esencia, el regulador reúne la información necesaria para decidir las acciones físicas que deben llevarse a cabo para controlar la contaminación y se las comunica al contaminador para que este las ejecute2-4. No obstante, el concepto evolucionó y en la actualidad el instrumento hace referencia a diversos tipos de estándares ambientales para generar mejoras en la calidad ambiental. Un estándar ambiental es un nivel decretado de desempeño ambiental que se hace cumplir mediante ley.

Las regulaciones de comando y control tienen como ventaja principal la mayor flexibilidad para regu-lar los procesos ambientales complejos, y más certidumbre respecto a la cantidad de contaminación

Producción + Limpia - Enero - Junio de 2012. Vol.7, No.1 - J. Méndez et al - 32•47

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que se obtendrá2. Posiblemente el problema más grande de la regulación de comando y control es la difi cultad para cumplir con el principio de equimarginalidad, lo que conlleva costos de reducción de la contaminación excesivamente altos.

Los instrumentos económicos tienen como objetivo incentivar un cambio en la conducta de los agentes contaminadores con el fi n de alcanzar metas ambientales previamente establecidas, al mínimo costo. El impuesto a la contaminación es un tipo de instrumento económico que implica el pago de un cargo por unidad de contaminación emitida2. Cuando el contaminador es obligado a pagar por cada unidad de contaminación, a este le interesará reducir sus emisiones.

Contaminación óptimaEl criterio económico para determinar el nivel de óptimo de contaminación es la minimización de todos los costos sociales derivados de la actividad contaminadora5. Estos costos comprenden el daño generado por la contaminación y los costos totales en los que se incurra al reducirla. Así se decide que la contaminación óptima corresponde a aquella en la cual el costo marginal de reducción de la contaminación es igual al daño marginal generado por el nivel de contaminación:

(1)

Donde:

CMR(.): función de costo marginal de reducción de la contaminación.

DMA(.): función de costo marginal de la externalidad (daño marginal).

En teoría es posible para la sociedad alcanzar el nivel óptimo de contaminación con ayuda de un ins-trumento económico denominado impuesto pigouviano.

Un Impuesto eleva el costo de uso del medio ambiente como sumidero, y da al contaminador la fl exibilidad para encontrar la estrategia de menor costo para el control de la contaminación. Ante el cobro de un impuesto t por unidad de contaminante emitido, la solución del problema de minimiza-ción de costos por contaminar de un agente contaminador j tiene una condición de optimalidad que está dada por:

(2)

Donde es denominada contaminación efi ciente de la fi rma j.

Conocido el nivel óptimo de contaminación e*, la solución económica al problema de exceso de contaminación consistiría en cobrar un impuesto por unidad de contaminante emitido igual al costo marginal de reducción de la contaminación, o al daño marginal (evaluados en el óptimo e*). Este im-puesto corresponde al impuesto pigouviano:

(3)

Efi ciencia sin optimalidad El uso del impuesto pigouviano en la práctica es poco factible, debido a que el Gobierno, representa-do por la autoridad ambiental, no dispone de la información necesaria como las preferencias de los hogares y tecnología de las fi rmas contaminadoras, que le permita identifi car la contaminación óptima.

Como estrategia alternativa al impuesto pigouviano, Baumol & Oates1 recomiendan que la autoridad ambiental fi je algún nivel de contaminación socialmente deseable fi jado exógenamente, e imple-mente este estándar ambiental al mínimo costo, mediante la aplicación de un impuesto uniforme por unidad de emisión, que sería fi jado a prueba y error. Ante el cobro del impuesto uniforme, todos los

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agentes contaminadores actúan de acuerdo con la expresión (4), alcanzándose la equimarginalidad de costos de reducción de todas las j fuentes contaminadoras, y la equimarginalidades la condición de optimalidad del problema de minimización de costos de reducción de la contaminación.

(4)

El impuesto t fi jado a prueba y error debe ser tal que induzca el cumplimiento de la restricción de que la contaminación agregada no sobrepase el nivel de contaminación socialmente deseable, es decir:

(5)

Tasas retributivasVelásquez6 defi ne las tasas retributivas como un ingreso ordinario no tributario que deben pagar los particulares por ciertos servicios que presta el Estado. Según Decreto 2811 de 19747 “las aguas son de dominio público, inalienables e imprescriptibles del Estado. Las aguas de dominio público son de uso público y su administración y manejo corresponde al Estado”; como las aguas son propiedad del Estado, su uso por parte de agentes particulares tiene un costo.

Las tasas retributivas obedecen el principio del contaminador-pagador, principio básico en derecho ambiental, que busca la restitución o el resarcimiento del daño ambiental causado a la comunidad por un agente contaminador. Así que quien causa el deterioro debe pagar los gastos requeridos para prevenir o corregir el mismo6. De allí se desprende un segundo objetivo en la aplicación de las tasas retributivas: la generación de recursos para fi nanciar la gestión e inversión ambiental.

Desde la perspectiva económica, las tasas retributivas son un instrumento económico que puede permitir la reducción de la contaminación al mínimo costo, así que su utilización persigue la efi ciencia económica, pero reconoce la imposibilidad de lograr la optimalidad.

Funcionamiento de las tasas retributivasEl sistema propuesto en el Decreto 3100 de 20038 requiere que la autoridad ambiental defi na una meta global de reducción de carga contaminante total, y metas individuales y sectoriales para enti-dades prestadoras de servicio de alcantarillado y otros usuarios cuya carga vertida sea mayor al 20% del total de carga que recibe el cuerpo de agua. La meta global se redefi ne cada quinquenio para cada cuerpo de agua. La meta también es diferente para cada una de las sustancias contaminantes objeto del cobro de la tasa, Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) y los Sólidos Suspendidos Totales (SST), y obedece al potencial daño de cada una de ellas, y a la capacidad de asimilación del recurso.

La fórmula para el cálculo del monto a pagar mensual MPι por concepto de la tasa, para cada conta-minante es la siguiente:

(6)

Donde Ci es la carga contaminante vertida durante el período de cobro (un mes), Tm es la tarifa mí-nima y Fr el factor regional, todos defi nidos para la sustancia contaminante i.

El valor de la tarifa mínima para DBO y SST la fi ja el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, y actualmente está vigente lo establecido en la Resolución 372 de 19989. En la expresión (6), el producto Tmi*Fri corresponde al precio de la contaminación sugerido por Baumol y Oates1, y el factor regional Fri es el que permite el ajuste gradual del precio hasta que se logre cumplir la meta


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de contaminación. El factor regional empieza con un valor igual a uno, y se ajusta anualmente a partir del segundo año solo a los usuarios sujetos al pago de la tasa que no hayan cumplido con la meta de reducción. Esto implica la posibilidad de que a los contaminadores se les cobren diferentes precios, violando así el principio de equimarginalidad, condición básica para la reducción costo-efectiva de la contaminación.

Evaluación de las tasas retributivasEl Ministerio del Medio Ambiente10 presentó los resultados de una Evaluación Nacional al Programa de Tasas Retributivas por Vertimientos Puntuales, después del primer quinquenio de operación del instru-mento económico. El estudio incluyó un análisis econométrico de la efectividad del programa de tasas re-tributivas. Las estimaciones econométricas comprendieron funciones de demanda y oferta ambiental, así como un modelo logit para la evaluación de la probabilidad de reducción de vertimientos.

Los análisis econométricos encontraron que los niveles de vertimientos reaccionaban de manera significativa al cobro de la tasa. Los resultados del modelo logit sobre datos históricos indicaron que cuando la tasa retributiva no se aplica, la probabilidad de que las empresas en una cuenca reduzcan sus emisiones disminuye drásticamente. Lo anterior expresa que las empresas mantienen un compor-tamiento de no reducir sus emisiones en ausencia de la aplicación del programa de tasas retributivas.

El estudio concluyó que en las jurisdicciones en donde las autoridades ambientales implementaron el programa adecuadamente, se logró una reducción en los vertimientos de DBO equivalente al 27% y los SST disminuyeron en 45%. Como la tendencia nacional de vertimientos crecía en términos abso-lutos antes de la introducción de la tasa, los resultados fueron considerados como muy positivos. En donde las autoridades ambientales implementaron el programa de manera incompleta, inconsistente o incorrecta, las reducciones de contaminación fueron significativamente menores. En las que no im-plementaron el cobro de la tasa por contaminación, los vertimientos continuaron creciendo.

Galarza11 encontró que la implementación de las tasas retributivas generó cambios de comportamien-to en los contaminadores del sector industrial. Se determinó que ante incrementos de una unidad del índice de factor regional de DBO, el nivel del índice de DBO para los usuarios industriales se reduce en un 0.05% y ante el aumento de una unidad en el índice del factor regional de SST, el nivel del índice de emisiones de sólidos suspendidos disminuye en un 0.08% 0.12% para los usuarios in-dustriales. Para la estimación del modelo econométrico se utilizó información de 261 empresas en la jurisdicción de las 3 corporaciones regionales que contaban con registros de emisiones y facturación para los 10 semestres del primer período de evaluación del instrumento (1998-2002).

MATERIALES Y MÉTODOSPara determinar el grado de conocimiento y percepción del instrumento tasas retributivas, que tie-nen las empresas cuya actividad industrial o comercial es generadora de vertimientos, fue ideada una encuesta en tres bloques, y se estimó un modelo econométrico para la explicación de la toma de acciones de dichas empresas frente a la tasa retributiva.

El primer bloque de preguntas brinda la identificación tanto de la empresa (nombre, actividad) como de quien, en representación de esta, respondió los interrogantes formulados (nombre, cargo, profesión).

El segundo bloque se orientó a caracterizar la actividad contaminante. Específicamente se pregunta el destino de los vertimientos, la forma de declaración de estos y la existencia o no de sistemas de tratamiento de aguas residuales.

Finalmente, en la tercera parte se indagó sobre aspectos alusivos a la tasa retributiva: la noción que se tiene de ella, su incidencia para propender por reducciones en las concentraciones de contaminantes, y el valor percibido o recordado de la tarifa pagada.


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Posteriormente se realizaron encuestas a funcionarios del departamento de gestión ambiental de una muestra de 50 empresas generadoras de vertimientos. Se busca determinar si la tasa retributiva como instrumento económico realmente incentivó a las empresas a tomar acciones para el control de sus vertimientos, y además, si tales acciones se hallan en función de la magnitud de la tarifa de la tasa. Se parte de la base de que la capacidad del instrumento para minimizar los costos de reducción de la contaminación depende del conocimiento de los agentes contaminadores del valor de la tarifa de la tasa (información perfecta), y de su habilidad para determinar el nivel óptimo de contaminación (racionalidad perfecta).

Se gestionó involucrar a distintas ramas de la actividad económica, pero haciendo énfasis en industrias cuyo proceso productivo incorpora de modo muy visible la utilización de agua, bien como insumo o como depósito de residuos. Del análisis de afinidad entre actividades, se puede ver en la tabla 1 la clasificación de las empresas a las que se dirigió la encuesta:

Tabla 1. Actividad económica de las empresas objeto de la encuesta

Actividad N.°. de empresas Porcentaje

Industria de alimentos y bebidas 14 28%

Derivados del petróleo, insumos agrícolas, industria química y farma-céutica 7 14%

Artículos electrónicos 1 2%

Curtiembres 2 4%

Otras manufacturas 2 4%

Manejo de basuras, mataderos 3 6%

Servicio de restaurantes 7 14%

Servicio de transporte y conexos 8 16%

Servicio de clínicas y veterinarias 5 10%

Instituciones de educación 1 2%

Total 50 100%


La composición de la muestra responde, además de la relación frente al elemento agua, a factores como la cantidad de establecimientos y la facilidad de localización de la persona que pudiera respon-der los interrogantes diseñados.

En cuanto a los cargos y profesiones de los encuestados no se definieron tendencias o facilidades para generar algún tipo de agrupación, dada la variedad de nexos entre el encuestado y la organización. Hubo encuestas diligenciadas por los propietarios, otras por los jefes del departamento de manejo ambiental, mandos medios, y algunas por auxiliares o contratistas. Se pretendió en lo posible realizar una aproximación a empresas reconocidas por el público en general, para contar con información representativa.

Haciendo uso del cuestionario se definieron diversos indicadores asociados a la distribución de las respuestas emitidas. Aunque los resultados son mostrados en el próximo apartado, se exponen en este apartado las definiciones de cada medición efectuada:


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• Proporción de empresas que realizan vertimientos a la red de alcantarillado / cuerpos de agua• Proporción de empresas que realizan / no realizan autodeclaración de vertimientos• Proporción de empresas que cuentan / no cuentan con planta de tratamiento de aguas residuales• Proporción de empresas que aplican pretratamiento / tratamiento primario / tratamiento secundario• Proporción de encuestados que perciben la tasa retributiva como impuesto / cobro simbólico / sanción• Proporción de empresas que aplican / no aplican acciones para reducir su contaminación en res-

puesta a la imposición de tasas retributivas• Proporción de empresas que han llevado a cabo, para reducir su concentración de contaminante, cam-

bios en insumos / cambios en procesos productivos / inversiones en tratamiento de aguas residuales• Proporción de empresas que relacionan las reducciones en DBO y SST con la tasa retributiva / la

responsabilidad social• Proporción de encuestados que conocen / desconocen las tarifas vigentes de tasa retributiva.

RESULTADOSRetomando el conjunto de indicadores expuestos en la sección anterior, derivados de la estructura del cuestionario aplicado a empresarios o personas delegadas por estos, se obtuvieron los siguientes resultados (gráfi cos 1 a 9).

De acuerdo con el gráfi co 1 la gran mayoría de las empresas realiza sus vertimientos hacia la red de alcantarillado (92%), y solo un 8% de las empresas son usuarios directos de los cuerpos de agua como receptores de vertimientos. Los usuarios directos son considerados el sujeto pasivo por la normativa de las tasas retributivas, es decir, pagan directamente el monto de la tasa a la autoridad ambiental. Cuando se trata de las empresas con vertimientos a la red de alcantarillado, el sujeto pasivo es la empresa de servicios públicos, y esta traslada el cobro de la tasa a sus usuarios, según lo dispuesto en la Resolución 287 de 2004 de la Comisión Reguladora de Agua Potable y Saneamiento Básico (CRA). Sin embargo, como lo exponen Rudas12 y Méndez13, es posible que en la práctica las empresas de servicios públicos no cobren la tasa retributiva a sus usuarios en función de los niveles efectivos de contaminación. En ese escenario, la tasa retributiva no actuaría realmente como un incentivo econó-mico para la reducción de la contaminación.

Gráfi co 1. Destino de los vertimientosFuente: Elaboración propia

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Según el gráfi co 2, una tercera parte de las empresas encuestadas no realizan autodeclaración de sus vertimientos de DBO y SST. Esto es consistente con los hallazgos de Rudas12 y Méndez13. La norma-tiva ambiental obliga a las autoridades ambientales a solicitar auto-declaraciones de contaminación al sujeto pasivo de la tasa. Sin embargo, como el sujeto pasivo es la empresa de servicios públicos, esta exigencia parece ser relajada en muchos casos para los usuarios con vertimientos a la red de alcanta-rillado, como lo demuestra la encuesta.

Gráfi co 2. Autodeclaración de vertimientosFuente: elaboración propia

El gráfi co 3 muestra que la mayoría de las empresas encuestadas cuentan con sistemas de tratamiento de aguas residuales (62%).

Gráfi co 3. Presencia de PTARFuente: elaboración propia


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Según el gráfi co 4, una porción baja de las empresas alcanza un nivel alto de tratamiento de sus re-siduos (tratamiento primario y secundario). Por pretratamiento se entiende la remoción de objetos grandes mediante tamices o rejillas. En el tratamiento primario se retiran cuerpos susceptibles de crear sedimentación y algunas materias suspendidas. La fase de tratamiento secundario apunta a la remoción de DBO y sustancias sedimentables no retiradas en las fases previas.

Gráfi co 4. Nivel de tratamientoFuente: elaboración propia

El gráfi co 5 revela cuál es la percepción de los encargados de los departamentos de gestión ambiental de las empresas sobre el instrumento tasas retributivas. Obsérvese que la mayoría (54%) percibe la tasa retributiva solo como una sanción por contaminar, y no como lo que se pretende que sea, un incentivo económico (precio) que los lleve a tomar acciones que conduzcan a moderar sus vertimien-tos en función de la tarifa de la tasa. Ninguno percibe las tasas retributivas como un cobro simbólico, así que perciben que el instrumento los obliga a tomar acciones para modifi car su contaminación.

Gráfi co 5. Percepción sobre las tasas retributivasFuente: elaboración propia


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Según el gráfi co 6, más de dos terceras partes de las empresas encuestadas han tomado acciones como resultado de la aplicación de las tasas retributivas. Por los resultados mostrados en el gráfi co 7, se reconoce por parte de los encuestados que, en los casos en que las repercusiones ambientales motivaron un cambio estratégico, ello tuvo origen en la tarifa de la tasa y no en la vocación por la responsabilidad social.

Gráfi co 6. Acciones en respuesta a la tasa retributivaFuente: Elaboración propia

Gráfi co 7. Origen de la toma de acciones para el control de DBO y SSTFuente: Elaboración propia


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Frente a las preguntas anteriores, el gráfi co 8 revela que de todos los que han tomado acciones y han realizado inversiones para mejorar su sistema de tratamiento de aguas residuales, un 29% ha realizado modifi caciones en sus procesos productivos y solo un 6% ha realizado cambios en los insumos.

Gráfi co 8. Mejoramiento del sistema de PTARFuente: Elaboración propia

Gráfi co 9. Conocimiento del valor de la tarifa de la tasa retributiva para DBO y SST


Finalmente, a la pregunta ¿cuál es el valor aproximado de la tarifa de la tasa retributiva para DBO y SST?, el 94% de los encuestados manifestó no conocerla. Esta respuesta es sumamente reveladora, porque claramente, sin el conocimiento del valor de la tarifa, es imposible que las empresas tomen decisiones de reducción óptimas que posibiliten que el instrumento económico tasas retributivas funcione de acuerdo con la teoría, y favorezca la minimización de los costos totales de reducción de la contaminación.


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Modelo econométrico para la explicación la toma de acciones frente a la tasa retributivaEn este apartado se analizan los resultados de un ejercicio de regresión de la variable dependiente binaria acciones, contra las variables binarias impuesto y autodeclaración. El objetivo del modelo es determinar cuáles son las causas fundamentales para que las empresas tomen acciones para controlar sus vertimientos.

Las variables son defi nidas de la siguiente forma:

Acciones=1, si la empresa realizó alguna acción como respuesta al cobro de la tasa retributiva y en el otro caso.

Impuesto=1, si la empresa percibe la tasa retributiva como un impuesto y en el otro caso.

Autodeclaración=1, si la empresa realiza autodeclaración de sus vertimientos y en el otro caso.

Impxauto=1, si la empresa realiza autodeclaración de sus vertimientos y percibe la tasa retributiva como un impuesto, y en el otro caso.

La especifi cación del modelo econométrico es la siguiente:

(7)

Donde es la función de distribución acumulada normal estandarizada para el modelo probit.

Los resultados de la regresión probit de la tabla 2 revelan que la variable impuesto no es signifi cativa ; así que aparentemente, las empresas perciban la tasa retributiva como

un impuesto o una sanción, no tiene infl uencia sobre la decisión de tomar acciones para moderar sus vertimientos. La variable autodeclaración sí es signifi cativa , es decir, las empre-sas que declaran su contaminación, sí tienden a tomar acciones para reducirla.


En la regresión probit de la tabla 3 se sustituyó la variable impuesto por la variable de interacción impxauto. Esta variable toma el valor de 1 si la empresa realiza autodeclaración y percibe la tasa retri-butiva como un impuesto, y 0 en los otros casos.

La variable autodeclaración continúa siendo signifi cativa , así como la variable de interacción impxauto . El signo del coefi ciente de la variable impxauto es negativo, la interpretación del efecto de la variable de interacción es que es menos pro-bable que las empresas que autodeclaran, pero perciben la tasa retributiva como un impuesto, tomen acciones para mitigar sus vertimientos. Esto es coherente con los resultados de la pregunta sobre el


Tabla 2. Regresión Probit de acciones

Probit regression Number of obs = 50 LR chi2(2) = 9.41Var. Dep.: Acciones Prob > chi2 = 0. 0091 Log likelihood = -26.640482 Pseudo R2 = 0.1500

Var. Explicativas Coef. Std.Err. z P> |z | [95% Conf. Interval]Impuesto

Autodeclaración

cons

-. 4036864 .3958992 -1.02 0.308 -1.179635 .3722618

1.110479 .400417 2.77 0.006 .3256764 1.895282

-.00685 .3693561 -0.02 0.985 -.7307746 .7170746

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conocimiento de la tarifa de la tasa retributiva por DBO y SST. Si las empresas no se preocupan por conocer los valores de la tarifas de la tasa, ¿por qué van a tomar acciones para mitigar sus vertimien-tos como consecuencia del impuesto?


Tabla 3. Regresión Probit de acciones con interacción de las variables explicativas


Tabla 4. Regresión Probit con interacción utilizando la variable sanción


Una interpretación alternativa que puede desprenderse de los resultados del modelo anterior es que las empresas que autodeclaran toman acciones para prevenir la contaminación, porque entienden que, si no lo hacen, serán sujetos de lo que perciben como una sanción (la tasa retributiva). Para corrobo-rar esa hipótesis es preferible construir una nueva variable denominada sanción, que tomará el valor de 1 si la empresa percibe la tasa retributiva como una sanción, y 0 en el otro caso, y estimar nueva-mente el modelo con la interacción entre autodeclaración y esta nueva variable. La nueva variable es denominada sanxauto. Esta variable toma el valor de 1 si la empresa realiza autodeclaración y percibe la tasa retributiva como una sanción, y 0 en los otros casos.

En el nuevo modelo la variable Autodeclaración no resultó signifi cativa (por eso no se incluye en el modelo), pero la variable de interacción sanxauto si lo es, . Estos resultados aportan evidencia a favor de la hipótesis de que las empresas que toman acciones para prevenir la contaminación son aquellas que autodeclaran y prefi eren evitar lo que perciben como una sanción (las tasas retributivas).

Probit regression Number of obs = 50 LR chi2(2) = 14.39Var. Dep.: Acciones Prob > chi2 = 0. 0008Log likelihood = -24.149329 Pseudo R2 = 0. 2295

Var. Explicativas Coef. Std. Err. z P> |z| [95% Conf. Interval]Autodeclaración

Impxauto

cons

1.867861 .5633517 3.22 0. 001 .7637125 2.97201

-1.351472 .5898782 -2.29 0. 022 -2.507612 -.1953323

-.2230078 .3067361 -0.73 0. 467 -.8241995 .3781838

Probit regression Number of obs = 50

LR chi2(1) = 13.16

Var. Dep. : Acciones Prob > chi2 = 0. 0003

Log likelihood = -24.76472 Pseudo R2 = 0. 2099 Var. Explicativas Coef. Std. Err. z P> |z | [95% Conf. Interval]

sanxauto

cons

1.644854 .5250123 3.13 0. 002 .6158484 2.673859

-2.07e-17 .2288228 -0.00 1. 000 -.4484845 .4484845

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Los resultados del modelo econométrico y el desconocimiento de los funcionarios del departamento de gestión ambiental de las tarifas de la tasa retributiva por DBO y SST contrastan con los resulta-dos de los modelos econométricos del Ministerio del Medio Ambiente10 y Galarza11, porque ambas investigaciones concluyen que las emisiones de DBO y SST sí están influenciadas por la magnitud de las tarifas de la tasa. No obstante, es posible dar una interpretación alternativa para este hallazgo de ambos estudios en función de los resultados obtenidos en esta investigación. El fundamento para el argumento que será expuesto es el siguiente: en el estudio del Ministerio del Medio Ambiente10 se concluye que “Los análisis realizados encontraron que los niveles de vertimientos reaccionan de ma-nera significativa al cobro de la tasa retributiva. Esta reacción no es inmediata: empiezan a reducirse los vertimientos después de dos períodos de rezago, manifestándose que entre mayor sea la longitud del rezago, los resultados tienen una mayor bondad de ajuste”.

El argumento consiste en que en la información del tipo datos panel, a medida que transcurren los semestres, el factor regional y, por ende, las tarifas de las tasas retributivas, comienzan a aumentar. Este aumento obedece al objetivo de la autoridad ambiental de lograr la meta de contaminación. Sin embargo, como las acciones de las empresas en respuesta a la tasa tienen un rezago, esto genera la ilusión de que las acciones para el control de la contaminación obedecen al incremento en las tarifas de la tasa, porque tanto las acciones, como las tarifas de la tasa crecen con el paso del tiempo.

CONCLUSIONESFundamentalmente lo que se puede concluir del análisis estadístico y del modelo econométrico de este estudio, es que aunque las tasas retributivas sí logran modificar el comportamiento de las firmas y moderar sus vertimientos, lo hacen de forma similar a como opera el mecanismo de las políticas de regulación de la contaminación de comando y control: por evitar una sanción.

Desde el punto de vista de la teoría económica se espera que la tasa retributiva opere como un instrumento económico que conduzca a la eficiencia económica en el control de la contaminación, al inducir a los agentes contaminadores a tomar sus decisiones sobre el nivel de contaminación, compa-rando el costo de la última unidad de contaminación reducida con la tarifa de la tasa. Sin embargo, esta encuesta evidencia que las empresas no conocen las magnitudes de las tarifas de la tasa retributiva por DBO y SST, y por tanto, es imposible que tomen sus decisiones de contaminación de manera óptima. Posiblemente esto esté relacionado con las bajas magnitudes de las tarifas de la tasa.

Parece paradójico que cuando la tasa retributiva es percibida como una sanción, las empresas sí ejecu-ten acciones para el control de sus vertimientos, a pesar de que la “multa” sea igualmente baja, porque corresponde al mismo monto de la tasa. Una explicación para esta aparente paradoja es que proba-blemente estas empresas actúan impulsadas por cumplir una norma social: el control de vertimientos, y la existencia de las tasas retributivas persuade a las empresas de que el comportamiento socialmen-te aceptado es la reducción de la contaminación, y su incumplimiento, puede afectar su reputación.

La evidencia estadística favorece las afirmaciones de Rudas12y Méndez13, sobre que en la práctica, las empresas de servicios públicos no cobran la tasa retributiva a sus usuarios en función de sus niveles efectivos de contaminación, porque se encontró que casi una tercera parte de las empresas no realizan autodeclaraciones. También se confirma lo expuesto en Méndez14: las empresas que no declaran su contaminación no tienen incentivo alguno para reducirla, como lo demuestra el modelo econométrico. La recomendación obvia es que es necesario que las empresas de servicios públicos exijan a sus usuarios autodeclaraciones de contaminación, y cobren la tasa en función de esos niveles efectivos de contaminación, tal como está dispuesto en la Resolución 287 de 200415 de la Comisión Reguladora de Agua Potable y Saneamiento Básico (CRA).


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*Articulo derivado del proyecto de investigación “Degradación del colorante Rojo punzó empleando el reactivo de Fenton”, realizado en la Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia. **Ingeniero Sanitario, Especialista en construcción sostenible, Investigador, Grupo de Investigación Ambiente, Hábitat y Sostenibilidad, Decano, Facultad de Arquitectura e Ingeniería, Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia. ***Ingeniera Civil, Especialista en Gestión Ambiental, Magister en Medio Ambiente y Desarrollo, Docto-rando en Ingeniería. Docente y Líder, Grupo de Investigación Ambiente, Hábitat y Sostenibilidad, Facultad de Arquitectura e Ingeniería, Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia. ****Estudiante de Ingeniería Ambiental, Semillero de Investigación en Ciencias Ambientales – SICA, Facultad de Arquitectura e Ingeniería, Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia.

Correspondencia: Joan Amir Arroyave Rojas, e-mail: [email protected]



Degradación y mineralización del colorante rojo punzó empleando el reactivo de Fenton*

Degradation and mineralization of the ponceau red dye by the use of the Fenton reagent

Degradação e mineralização do corante vermelho incandescente empregando o reativo de fenton

Joan Amir Arroyave Rojas** / Edna Margarita Rodríguez Gaviria***Carlos Alberto Barón Aristizábal**** / y Cristian Camilo Moreno Salazar****

RESUMENIntroducción. Este trabajo presenta el empleo de una tecnología de oxidación avanzada para la remoción y mineralización del colorante rojo punzó, el cual es ampliamente utilizado en la industria de alimentos en los ámbitos local, nacional e internacional. Objetivo. Evaluar la degradación y mineralización del colorante rojo punzó empleando la reacción de Fenton. Ma-teriales y métodos. Se empleó un reactor compuesto por una cuba de vidrio, que se utilizó como reservorio para el almacenamiento de la muestra problema y el lugar de la reacción de degradación; adicionalmente, se dispuso de un sistema de mezcla interno para mantener la solución homogénea en el periodo de experimentación, el cual fue de dos (2) horas. Se utilizó una concentración inicial de 100 mg/L del colorante rojo punzó y se mantuvo la solución a tratar a un pH igual a 3,0. La degradación del colorante se determinó mediante el empleo

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de la espectrofotometría UV/Visible a una longitud de onda de 505 nm, y la mineralización se determinó por la aparición de sulfatos como subproducto de la degradación a una longitud de onda de 420 nm, de acuerdo con el parámetro Sulfatos, de los Métodos normalizados para el análisis de aguas y aguas residuales. Resultados. Se lo-gró la degradación y mineralización del colorante rojo punzó empleando diferentes combinaciones de oxidación del reactivo de Fenton; adicionalmente, el mejor porcentaje de remoción y mineralización obtenido fue de 97,8 y 86,2%, respectivamente, del colorante mediante la combinación de la reacción de Fenton, correspondiente a 10 mg/L de Fe 3+ y 0,10 %v/v del agente oxidante peróxido de hidrógeno. Conclusión. La reacción de Fenton es adecuada para degradar y mineralizar el colorante rojo punzó, y alcanza elevados porcentajes de remoción y mineralización de dicho colorante.

Palabras clave: rojo punzó, colorante azo, hierro (III), mineralización, peróxido de hidrógeno, industria de alimentos.

ABSTRACTIntroduction. This paper introduces the use of an advanced oxidation technique to remove and mineralize the ponceau red dye, which is widely used in food industries locally, nationally and internationally. Objective. To eva-luate the degradation and the mineralization of the ponceau red dye, by the use of the Fenton reagent. Materials and methods. A reagent consisting of a glass bucket which served as a reservoir for the sample and for the degradation. Additionally, an internal mixture system was installed to keep the solution homogeneous during the experimentation period, which took two (2) hours. An initial concentration of 100 mg/L of the ponceau red dye was used, and the solution to be treated was kept as a pH of 3,0. The degradation of the dye was determined by the use of UV/Visible spectrophotometry at a 505 nm. Of wavelength and the mineralization was determined by the appearing of sulfates as a by-product of the degradation at 420nm of wavelength, according with the Sulfates parameter taken from the normalized methods to analyze water and waste water. Results. The degradation and the mineralization of the ponceau red dye was achieved by the use of several combinations of the Fenton reagent. Additionally, the best percentages of removal and mineralization of the dye obtained were 97,8 and 86,2%, respec-tively, by means of the combination of the Fenton reaction that corresponded to 10 mg/L of Fe 3+and 0,10 %v/v of the oxidation agent hydrogen peroxide. Conclusion. The Fenton reaction is adequate to degrade and mineralize the ponceau red dye and reaches high removal and mineralization percentages of that dye.

Key words: ponceau red, azo dye, iron (III), mineralization, hydrogen peroxide, food industry.

RESUMOIntrodução. Este trabalho apresenta o emprego de uma tecnologia de oxidação avançada para a remoção e mineralização do corante vermelho incandescente, o qual é amplamente utilizado na indústria de alimentos nos âmbitos local, nacional e internacional. Objetivo. Avaliar a degradação e mineralização do corante vermelho incandescente empregando a reação de Fenton. Materiais e métodos. Empregou-se um reator composto por uma cuba de vidro, que se utilizou como reservatório para o armazenamento da mostra problema e o lugar da reação de degradação; adicionalmente, dispôs-se de um sistema de mistura interno para manter a solução homogénea no período de experimentação, o qual foi de dois (2) horas. Utilizou-se uma concentração inicial de 100 mg/L do corante vermelho incandescente e se manteve a solução a tratar a um PH igual a 3,0. A degradação do corante se determinou mediante o emprego da espectrofotometria UV/Visível a uma longitude de onda de 505 nm, e a mineralização se determinou pela aparição de sulfatos como subproduto da degradação a uma longitude de onda de 420 nm, de acordo com o parâmetro Sulfatos, dos Métodos normalizados para a análise de águas e águas residuais. Resultados. Conseguiu-se a degradação e mineralização do corante vermelho in-candescente empregando diferentes combinações de oxidação do reativo de Fenton; adicionalmente, a melhor porcentagem de remoção e mineralização obtido foi de 97,8 e 86,2%, respectivamente, do corante mediante a combinação da reação de Fenton, correspondente a 10 mg/L de Fé 3+ e 0,10 %v/v do agente oxidante peróxido de hidrogênio. Conclusão. A reação de Fenton é adequada para degradar e mineralizar o corante vermelho incandescente, e atinge elevadas percentagens de remoção e mineralização de dito corante.

Palavras importantes: vermelho incandescente, corante azo, ferro (III), mineralização, peróxido de hidrogê-nio, indústria de alimentos.

Degradación y mineralización del colorante rojo punzó empleando el reactivo de Fenton

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INTRODUCCIÓNEl desarrollo de diferentes sectores industriales en la actualidad ha dependido del empleo de pro-ductos y aditivos artificiales; entre los sectores industriales en los cuales se aplican estos de manera intensiva, está la industria de los alimentos la cual incorpora dichos productos en la formulación, procesamiento y producto terminado. De la gran cantidad de aditivos que existen, los colorantes comprenden una familia amplia que atrae la atención de los profesionales de la ciencia de los alimen-tos, por las numerosas aplicaciones y generación de nuevos productos; por otro lado, se ha puesto atención debido a diferentes afirmaciones, unas con fundamento y otras simples especulaciones, so-bre sus efectos adversos en la salud de los consumidores1, 2.

El rojo punzó es uno de los colorantes artificiales más utilizados en la industria de alimentos1 para la elaboración de productos cárnicos, mermeladas, especias y frutas procesadas; y pertenece a la familia de los colorantes azoicos2; dicho colorante les confiere a los alimentos y bebidas un tono rojo; por otro lado, se emplea para obtener diferentes gamas de colores cálidos en las mezclas alimenticias para diferentes productos como golosinas, bebidas, carnes frías, entre otros productos.

Este colorante es un producto sintético de un espectro amplio de utilización. En investigaciones recientes se ha tratado de generar productos sustitutos para dicho colorante buscando reducir su consumo debido a que este se ha ido desfavoreciendo por algunos posibles efectos secundarios, pues este tipo de colorante no se considera totalmente inocuo3, 4, 12.

El colorante artificial rojo punzó 4R consiste fundamentalmente de 2-hidroxi-1-(-4-sulfonato-1-nafti-lazo)- Naftaleno -6,8-disulfonato trisódico, junto con cloruro sódico o sulfato sódico como principa-les componentes incoloros, por lo que se describe como sal sódica. El empleo de cualquier tipo de colorante se debe regular según las cantidades permitidas por la legislación, tal como rezan el Decreto 2106 de 1983 y la Resolución 10593 de 1985, los cuales establecen las normas para prevenir peligros para la salud de los consumidores12, dosificaciones que son el resultado de diferentes investigaciones.

La presencia de colorantes en los cuerpos de agua tiene graves consecuencias ambientales: por un lado, dificultan la difusión del oxígeno y la luz1, 2 y, al mismo tiempo, producen un aspecto antiestético. Adicionalmente, estos compuestos, debido a su naturaleza química, son considerados como persis-tentes en el ambiente y algunos de sus precursores o subproductos son cancerígenos.

Entre los problemas ambientales más serios están los ocasionados por efluentes con color, prove-nientes de procesos industriales, entre los cuales los colorantes azoicos son los más usados en la in-dustria textil y alimentaria2-11, papelera y de cosméticos, entre otras; luego, son vertidos a los efluentes sin ningún tratamiento lo que ocasiona consecuencias graves para el ambiente debido a que poseen una alta carga contaminante y son difíciles de degradar; además, tienen efectos perjudiciales para la salud debido a sus propiedades carcinogénicas, alergénicas y mutagénicas10-12.

El color puede ser removido por procesos fisicoquímicos13-15 pero la consecuencia es agregar más contaminación al ambiente; también pueden ser degradados por procesos biológicos10-13. En la ac-tualidad se encuentran en desarrollo las aplicaciones de los procesos avanzados de oxidación en la remoción y mineralización de colorantes15, 16, como una alternativa eficiente para el tratamiento de este tipo de vertimientos17-28.

La implementación de programas de producción más limpia enmarcados en la disminución de verti-miento y efluentes contaminantes, y en especial la aplicación de tecnologías ambientalmente sosteni-bles14 en los procesos industriales, reducen la demanda de bienes y servicios ambientales en nuestros ecosistemas; es por ello, que en la actualidad, se encuentra en desarrollo la aplicación de tecnologías de procesos avanzados de oxidación (POA)11-28, las cuales se basan en la destrucción de los conta-minantes por medio de sustancias químicas conocidas como radicales libres hidroxilos que tienen la

Producción + Limpia - Enero - Junio de 2012. Vol.7, No.1 - J. Arroyave et al - 48•58

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propiedad de ser altamente oxidantes; dichos radicales reaccionan con el contaminante y lo transfor-man en compuestos inocuos al ambiente11-28.

En investigaciones biotecnológicas con tratamientos anaeróbicos12, se ha reportado que concentra-ciones elevadas del colorante rojo punzó producen inhibición de la actividad de biodegradación de los microorganismos presentes en los tratamientos anaeróbicos empleados; por lo tanto, se fundamenta la necesidad del empleo de Tecnologías Avanzadas de Oxidación –TAO-, para la degradación de com-puestos recalcitrantes como el colorante rojo punzó a compuestos simples fáciles de biodegradar por procesos biológicos y/o inocuos para el ambiente.

Actualmente existen varias tecnologías disponibles para el tratamiento de efluentes con colorantes; entre estas están algunos métodos físico-químicos como adsorción, coagulación-floculación, oxida-ción avanzada y filtración en membranas; estos métodos pueden llegar a ser muy efectivos, aunque muchas veces son complejos, de difícil aplicación a gran escala; sin embargo, el desarrollo tecnológico con respecto a las tecnologías avanzadas de oxidación propende por la implementación y conoci-miento en los ámbitos local y nacional sobre las aplicaciones de dichas tecnologías, las cuales se han empleado en la degradación de un sinnúmero de contaminantes ambientales como pesticidas11-17, 21-23, colorantes15, 18, 19, 24-28, residuos de laboratorios20, entre otros.

La reacción de Fenton11-14, 20-22 es reconocida como una de las más clásicas y más poderosas reaccio-nes de oxidación en aguas. Esta reacción se realiza sin la presencia de radiación ultravioleta; recien-temente se ha demostrado que el poder oxidante de la reacción de Fenton puede ser incrementado significativamente empleando radiación ultravioleta o ultravioleta/visible (reacción de Fotofenton)11-15,

21-23; el reactivo de Fenton es una mezcla de peróxido de hidrógeno e ion ferroso (Fe2+) que produce el radical libre hidroxilo (HO.) y el ion férrico (Fe3+) (Ver ecuaciones)13, 21.

Fe 2+ + H2O2 Fe 3+ + .OH + OH-

Fe 3+ + H2O2 Fe 2+ + .O2H + OH+

El radical libre hidroxilo es la especie oxidante primaria formada por la descomposición del peróxido de hidrógeno catalizada por Fe2+ en ausencia de agentes quelatantes del ion ferroso. El radical libre hi-droxilo es el segundo agente oxidante después del flúor (HO., Eo=-2.8 V frente a flúor, Eo=-3.0 V), y es capaz de realizar oxidaciones no específicas de algunos compuestos orgánicos11-28. Cuando se genera una concentración suficiente de radical libre hidroxilo y otros radicales, las reacciones de oxidación de los compuestos orgánicos pueden llegar hasta una total mineralización11-18.

MATERIALES Y MÉTODOSSe empleó un reactor compuesto por una cuba de vidrio, que se utilizó como reservorio para el almacenamiento de la muestra problema y el lugar de la reacción de degradación; adicionalmente, se dispuso de un sistema de mezcla interno para mantener la solución homogénea en el período de experimentación, el cual se determinó en dos (2) horas. Se utilizó una concentración inicial de 100 mg/L del colorante rojo punzó y se mantuvo la solución a tratar a un pH igual a 3,0.

Se adicionó la concentración de catalizador (hierro (III)) y agente oxidante (peróxido de hidrógeno) correspondiente a la combinación de factores que se consigna en la tabla 1; para lograr un desarrollo experimental apropiado y el cumplimiento de los supuestos de residuales, se ejecutaron tres réplicas de los ensayos, y de forma aleatoria.

El diseño experimental utilizado para esta investigación fue un diseño factorial de dos factores (con-centración de catalizados –hierro (III) y agente oxidante– peróxido de hidrógeno), completamente aleatorizado. Los niveles de cada uno de los factores se encuentran consignados en la tabla 1; al final de los ensayos se determinó la remoción del colorante mediante el empleo de la espectrofotometría UV/Visible a una longitud de onda de 505 nm, y la mineralización se determinó por la aparición de

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sulfatos como subproducto de la degradación a una longitud de onda de 420 nm, de acuerdo con el parámetro de sulfatos de los métodos normalizados para el análisis de aguas y aguas residuales29.

Tabla 1. Combinaciones experimentales de hierro (III), peróxido de hidrógeno (H2O2) y porcentajes de remoción obtenidos

Fe 3+ (mg/L) H2O2 (%v/v) % Remoción % Mineralización0,0 0,0 0,0% 0,0%0,0 0,05 1,0% 14,6%0,0 0,10 6,5% 17,1%5,0 0,0 0,4% 0,0%5,0 0,05 85,2% 51,9%5,0 0,10 93,5% 83,3%10,0 0,0 1,2% 2,2%10,0 0,05 97,5% 62,3%10,0 0,10 97,8% 86,2%


RESULTADOSEn la tabla 1 y la gráfi ca 1 se muestran los resultados experimentales obtenidos de la remoción del colorante rojo punzó mediante el empleo de la reacción de Fenton utilizando hierro (III) y peróxido de hidrógeno; de acuerdo con lo anterior, se puede apreciar que la adición del agente catalizador en la reacción de Fenton (hierro (III)) en ausencia del agente oxidante (peróxido de hidrógeno) no favorece la reacción de degradación del colorante, debido a que se alcanzan porcentajes de remoción incipientes; las combinaciones que representan este proceso son 10 mg/L de Fe 3+ y 0,0 %v/v de H2O2 y 5 mg/L de Fe 3+ y 0,0 %v/v de H2O2 para los cuales se logran porcentajes de remoción de 1,2 % y 0,4 %, respectivamente, siendo estos los más bajos de las combinaciones experimentales realizadas en la presente investigación, al igual de la combinación en la cual no se aplicó ningún reactivo, es decir, 0 mg/L de Fe 3+ y 0 %v/v de H2O2.

Gráfi ca 1. Degradación del colorante rojo punzó mediante el empleo de la reacción de Fenton



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Por otro lado, se observa que el colorante rojo punzó se degrada poco mediante el empleo de oxi-dación química con el reactivo peróxido de hidrógeno: esto se aprecia debido a su baja degradación al someterlo a las combinaciones y concentraciones que representan este proceso de oxidación, las cuales corresponden a los ensayos de 0 mg/L de Fe 3+ y 0,05 %v/v de H2O2, y 0 mg/L de Fe 3+ y 0,10 %v/v de H2O2, en los que se obtienen porcentajes de remoción para el período de reacción de dos (2) horas iguales a 1,0 % y 6,5 %, respectivamente.

Adicionalmente, se observa que de acuerdo con los resultados obtenidos en la tabla 1 y la gráfica 1, la adición del catalizador hierro (III) genera un incremento sustancial en la degradación del colorante rojo punzó para las cuatro combinaciones en las que se empleó como catalizador el hierro (III) en combinación con el agente oxidante peróxido de hidrógeno (H2O2), debido a que se obtuvieron altos niveles de remoción en las dos (2) horas de tratamiento de la muestra de agua con contenido del colorante rojo punzó. Las combinaciones en las que se emplean ambos reactivos corresponden al proceso de oxidación avanzada de la reacción de Fenton, debido a que deben presentarse el catali-zador y el agente oxidante para que generen la producción de radicales libres hidroxilos, y estos, a su vez, para que se den las reacciones y procesos de degradación y mineralización del contaminante.

La combinación de 10 mg/L de Fe 3+ y 0,10 %v/v de H2O2 alcanza el mejor porcentaje de remoción de los experimentos realizados con un 97,8%, que es un buen resultado en la degradación del colorante rojo punzó. De esta misma forma, se observa que las combinaciones experimentales de 10 mg/L de Fe 3+ y 0,05 %v/v de H2O2, y 5 mg/L de Fe 3+ y 0,10 %v/v de H2O2 logran una remoción similar; sin embargo, las diferencias entre los porcentajes de remoción entre la primera combinación y las dos siguientes no son significativos.

La combinación de 10 mg/L de Fe 3+ y 0,10 %v/v de H2O2, alcanza una remoción del colorante del or-den de 97,8% de todas las combinaciones experimentales que representan la reacción de Fenton; sin embargo, todas las combinaciones que permiten la reacción de Fenton logran resultados significativos; adicionalmente, si se analiza el factor económico de acuerdo con la adición de reactivos y concentra-ciones, la mejor combinación para lograr la remoción y degradación del colorante corresponde a 10 mg/L de Fe 3+ y 0,05 %v/v de H2O2.

Como se puede apreciar en las gráficas 1 y 2, a medida que se incrementa el tiempo de tratamiento del agua residual con el contenido del colorante rojo punzó, se logra un mayor porcentaje de remo-ción y mineralización, debido a que favorece la generación de reacciones de degradación y oxidación, y permite la formación de radicales libres hidroxilos, los cuales, a su vez, efectúan la remoción y mi-neralización del colorante.

Analizando la mineralización del colorante rojo punzó, se encuentra que los mejores resultados son obtenidos para las combinaciones experimentales de 10 mg/L de Fe 3+ y 0,10 %v/v de H2O2, y 5 mg/L de Fe 3+ y 0,10 %v/v de H2O2 con porcentajes de remoción de 86,2% y 83,3%, respectivamente; esto nos permite considerar que la degradación del colorante por el proceso del reactivo de fenton gene-ra productos inocuos al ambiente, disminuyendo los impactos sobre el mismo.

Adicionalmente, se realizó el análisis estadístico de los datos experimentales, empleando para ello un ANOVA, como se puede observar en la tabla 2 y 3 para la degradación y mineralización del colorante rojo punzó, respectivamente; de acuerdo con los valores arrojados de P (p < 0,05) se encuentra que los factores de la concentración de hierro (III) y agente oxidantes (peróxido de hidrógeno) tienen influencia significativa en las variables respuestas, es decir, en el porcentaje de remoción y minerali-zación del colorante rojo punzó, y de esta misma forma, la interacción doble entre ambos factores.


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Gráfi ca 2. Mineralización del colorante rojo punzó mediante el empleo de la reacción de Fenton


Tabla 2. Análisis estadístico ANOVA de los datos experimentales para la degradación del colorante

Fuente Grados de libertad

Suma de cuadrados

Promedio al cuadrado Coefi ciente F Valor de p

A: hierro (III) 2 21820,0 10910,0 2686,21 0,0000

B: peróxido de hidrógeno 2 23971,8 11985,9 2951,11 0,0000

Interacción AB 4 10657,7 2664,43 656,03 0,0000

Residuos 18 73,1067 4,06148

Total (Corregido) 26 56522,6


En la gráfi ca 3 se observa el método utilizado para identifi car las diferencias signifi cativas de Fisher (LSD), en donde se evidencia que para la interrelación entre el catalizador hierro (III), se presentan diferencias signifi cativas entre las medias obtenidas experimentalmente para las combinaciones expe-rimentales. Por lo tanto, se muestra que existen diferencias estadísticamente signifi cativas a un nivel de confi anza del 95,0% entre dichos niveles; es decir, que las variaciones de los niveles en los factores sí poseen infl uencia sobre las variables respuesta, y que a medida que se incrementa el valor de los niveles se obtiene mejor respuesta sobre la degradación y la mineralización del colorante rojo punzó.

De igual forma, en la gráfi ca 4, se observa que para los intervalos de los niveles del agente oxidante peróxido de hidrógeno con un nivel de confi anza del 95%, las variaciones en las combinaciones expe-rimentales poseen diferencias signifi cativas entre los niveles experimentales y las variables respuesta, es decir, la remoción y mineralización del colorante rojo punzó.


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Gráfi ca 3. Medias e intervalos de confi anza 95% LSD para el hierro (III)Fuente: elaboración propia

Gráfi ca 4. Medias e intervalos de confi anza 95% LSD para el peróxido de hidrógenoFuente: elaboración propia

Tabla 3. Análisis estadístico ANOVA de los datos experimentales para la mineralización del colorante

Fuente Grados de libertad

Suma de cuadrados

Promedio al cuadrado Coefi ciente F Valor de p

A: hierro (III) 2 8386,01 4193,0 332,82 0,0000

B: peróxido de hidrógeno

2 17802,9 8901,44 706,55 0,0000

Interacción AB 4 4584,44 1146,11 90,97 0,0000

Residuos 18 226,773 12,5985

Total (Corregido) 31000,1



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CONCLUSIONESSe observa que el colorante rojo punzó se puede degradar mediante el empleo de la reacción de fenton, debido a que en el presente estudio se alcanzaron porcentajes de remoción del 97,8% del colorante; por lo tanto, se evidencia que el empleo de dicho proceso de oxidación avanzada es efi-ciente en la remoción del colorante rojo punzó para un tiempo de tratamiento de dos (2) horas. De igual forma, se evidenció que la reacción de fenton alcanza porcentajes significativos del 86,2% en la mineralización del colorante.

La implementación de tecnologías avanzadas de oxidación (TAO), como es el caso de la reacción de fenton, demuestra poseer un amplio número de aplicaciones ambientales; uno de los principales grupos de sustancias químicas sintéticas que se emplean en la industria de alimentos son los colo-rantes azoicos, los cuales son estables y de difícil descomposición a condiciones ambientales debido a su estructura química y a los enlaces que posee en grupo azo; en la presente investigación se logra la remoción y mineralización del colorante rojo punzó empleando la aplicación y el concurso de la reacción de fenton. De esta forma, se avanza en el conocimiento y aplicación de una de las TAO a escala local, incrementado la oferta tecnológica para disminuir los impactos negativos sobre nuestro entorno natural inmediato y alcanzar un desarrollo sostenible mediante el empleo de tecnologías ambientalmente sostenibles14, las cuales se pueden enmarcar en la ejecución de programas de pro-ducción industrial más limpia, para este caso en particular, en el sector industrial de los alimentos.

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Efectos del pH y la conductividad en la electrocoagulación de aguas

residuales de la industria láctea*

Effects of the pH and the conductivity on the electrocoagulation of waste water from dairy industries

Efeitos do pH e a condutividade na

eletrocoagulação de águas residuais da indústria láctea


*Artículo derivado del proyecto de investigación “Evaluación técnico-económica del uso de electrocoagulación en aguas residuales de la industria láctea”, realizado en el año 2006 y financiado por la Corporación Universitaria Lasallista. **Ingeniero Químico, magíster en Ingeniería Ambiental. Candidato a Doctor en Ingeniería Ambiental. Docente investigador Grupo de investigación GAMA, Corpo-ración Universitaria Lasallista

Correspondencia: [email protected]


Álvaro Arango Ruiz**

Producción + Limpia - Enero - Junio de 2012. Vol.7, No.1 - 59•67

art 5

RESUMENIntroducción. En los últimos años, y dada a la necesidad de investigar, adaptar e implementar tecnologías eficientes en la remoción de contaminantes de diversas aguas residuales, se ha considerado la electrocoagulación como alternativa viable en el tratamiento de los efluentes líquidos, razón por la cual ha cobrado un importante interés científico e industrial. Objetivo. Estudiar los efectos del pH y la conductividad sobre el proceso de electrocoagulación de aguas residuales de la industria láctea. Materiales y métodos. Se trataron por electrocoa-gulación aguas residuales de la industria láctea; para ello se probó un diseño experimental factorial 3x2x3 cuyas factores fueron: pH, densidad de corriente y tiempo de tratamiento. La variable de respuesta fue el porcentaje de remoción de DQO. Adicionalmente, se realizó un seguimiento al pH y a la conductividad del proceso. Resultados. Los mayores porcentajes de

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remoción de DQO se dieron para pH de 5, densidad de corriente de 43,23 A/m3 y 15 minutos de tratamiento; durante el proceso se observó un aumento del pH de hasta dos unidades y una disminución de la conductividad para pH ácido. Conclusiones. El tratamiento por electrocoagulación de las aguas residuales de la industria láctea es más efectivo para pH inicial del agua de 5, una densidad de corriente eléctrica de 43,23 A/m3 y un tiempo de 15 minutos, en estas condiciones se remueve el 93,99 % de la DQO. Durante este proceso de elec-trocoagulación se presenta un aumento del pH de la solución acuosa, que va de 1.5 y 2 unidades. Adicionalmente, la conductividad del medio acuoso presenta una disminución durante todo el tratamiento a estas condiciones.

Palabras clave: electrocoagulación, electrodo de hierro y aluminio, electroquímica.

ABSTRACTIntroduction. In recent years, and given the necessity to investigate, adapt and implement efficient technologies to remove pollutants from diverse kinds of waste waters, electrocoagulation has been considered as a feasible al-ternative to treat liquid effluents, so it has acquired an important scientific and industrial interest. Objective. To study the effects of pH and the conductivity on the electrocoagulation process performed to waste waters from dairy industries. Materials and methods. Waste waters from dairy industries were treated with electrocoagu-lation. To do so, a 3x2x3 factorial experimental design was tested. It had the following factors: pH, current density and time of treatment. The variable response was the COD removal percentage. Additionally, a monitoring to the pH and to the conductivity of the process was performed. Results. The highest COD removal percentages were those for the pH 5, current density of 43,23 A/m3 and 15 minutes of treatment. During the process, a pH increase up to two units was observed, and so was a conductivity reduction for the acid pH. Conclusión. The treatment with electrocoagulation for waste water from dairy industries es more effective for an initial pH value of 5 in the water, a density of electric flow of 43,23 A/m3 and a 15 minutes time. Under these conditions, 93,99 % COD is removed. During this electrocoagulation process there is a pH increase in the aqueous solution, from 1.5 to 2 units. Additionally, the conductivity of the aqueous medium has a reduction during the whole treatment to these conditions

Key words: electrocoagulation, iron and aluminum electrode, electrochemistry.

RESUMOIntrodução. Nos últimos anos, e dada à necessidade de pesquisar, adaptar e implementar tecnologias eficientes na remoção de contaminantes de diversas águas residuais, considerou-se a eletrocoagulação como alternativa viável no tratamento dos efluentes líquidos, razão pela qual cobrou um importante interesse científico e indus-trial. Objetivo. Estudar os efeitos do PH e a condutividade sobre o processo de eletrocoagulação de águas residuais da indústria láctea. Materiais e métodos. Trataram-se por eletrocoagulação águas residuais da indús-tria láctea; para isso se provou um desenho experimental fatorial 3x2x3 cujas fatores foram: PH, densidade de corrente e tempo de tratamento. A variável de resposta foi a porcentagem de remoção de DQO. Adicionalmen-te, realizou-se um seguimento ao PH e à condutividade do processo. Resultados. As maiores percentagens de remoção de DQO se deram para PH de 5, densidade de corrente de 43,23 A m3/e 15 minutos de tratamento; durante o processo se observou um aumento do PH de até duas unidades e uma diminuição da condutividade para PH ácido. Conclusões. O tratamento por eletrocoagulação das águas residuais da indústria láctea é mais efetivo para PH inicial do água de 5, uma densidade de corrente elétrica de 43,23 A m3/ e um tempo de 15 minutos, nestas condições se remove o93,99 %DQO. Durante este processo de eletrocoagulação se apresenta um aumento do PH da solução aquosa, que vai de 1.5 e 2 unidades. Adicionalmente, a condutividade do meio aquoso apresenta uma diminuição durante todo o tratamento a estas condições

Palavras importantes: eletrocoagulação, eletrodo de ferro e alumínio, eletroquímica.

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INTRODUCCIÓNLa coagulación y la floculación son operaciones fisicoquímicas convencionales muy comunes y amplia-mente usadas en el tratamiento de las aguas residuales; estas operaciones buscan la aglomeración de las partículas de contaminantes presentes en forma disuelta o suspendida, para formar macroagrega-dos que pueden ser removidos posteriormente, bien sea por sedimentación o por filtración.

La coagulación puede ser propiciada por agentes químicos o mediante la aplicación de corriente eléc-trica al medio acuoso. La coagulación química es el método más ampliamente difundido y utilizado para la remoción de los contaminantes de las aguas residuales, pero esta tecnología está asociada a desventajas como los altos costos de los agentes químicos usados, los grandes volúmenes de lodos generados, la producción de hidróxidos metálicos categorizados como residuos peligrosos y los cos-tos de los agentes químicos para efectuar la coagulación1.

Como alternativa a la coagulación química, se ha usado la coagulación generada por la aplicación de corriente eléctrica al agua residual. El paso de corriente eléctrica a través del medio acuoso causa la desestabilización de las partículas que se encuentran, bien sea emulsionadas, suspendidas o disueltas, permitiendo su remoción por algún método de separación secundario. A este proceso se le denomi-na electrocoagulación; así pues, los contaminantes de muy diversos efluentes pueden ser removidos aplicando el principio de coagulación, pero en este caso no se hace uso de un coagulante químico, sino que esta función es llevada a cabo por corriente eléctrica que es inducida al medio acuoso a través de electrodos de diferentes metales, de los cuales el hierro y el aluminio son los más utilizados2-4.

Esta tecnología electroquímica se ha utilizado desde hace varias décadas en el tratamiento de aguas residuales, y ha mostrado una alta eficiencia en la remoción de contaminantes; los sistemas desarrolla-dos han usado una gran variedad de geometrías en sus electrodos, las cuales han incluido placas, tubos, esferas, mallas de alambre y camas de esferas fluidizadas, entre otras1. Igualmente, se han probado cátodos y ánodos de muchos materiales que se han seleccionado de acuerdo con la naturaleza de los contaminantes y del agua a tratar, pero los más ampliamente utilizados han sido el hierro y el aluminio, dados a su alta disponibilidad y bajos costos.

Los resultados obtenidos, en cuanto a porcentajes de remoción de contaminantes

y efectividad del tratamiento, han sido muy alentadores; la electrocoagulación logra remover los con-taminantes en el agua hasta en un 99%5. Algunos ejemplos son:

• La remoción de aceites en aguas residuales de operaciones de limpieza, refinerías y procesamiento de alimentos es generalmente entre 95 y 99%.

• Sílica disuelta, arcilla, carbón y otros materiales suspendidos en agua son removidos hasta en un 98%.

• Metales pesados como arsénico, cadmio, plomo, cromo, níquel y zinc son generalmente reducidos entre 95 y 99%.

• La remoción de bacterias y virus en la potabilización de aguas municipales es de 99.999%.

A pesar de que la electrocoagulación es una tecnología que se conoce y se ha aplicado hace cerca de cien años, su investigación no se ha desarrollado sistemáticamente, de forma tal que genere un conocimiento estructurado que pueda predecir el comportamiento químico del proceso, reacciones y mecanismos, ni provea las herramientas suficientes para el diseño y operación de los reactores. En parte esto también se debe a la diversidad química de los contaminantes y de las aguas residuales, lo que genera una variabilidad de los sistemas electroquímicos que conforman el sistema de tratamiento, haciendo que este se comporte de manera particular6.

En los últimos años y dada a la imperante necesidad de investigar, adaptar e implementar tecnolo-gías eficientes en la remoción de contaminantes de diversas aguas residuales, se ha reconsiderado la electrocoagulación como alternativa viable en el tratamiento de los efluentes líquidos; por ello, ha


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cobrado un importante interés científico e industrial, lo que permitirá avanzar sobre las dificultades que han dejado rezagada esta tecnología durante varias décadas.

Es así que nos enfrentamos al reto de investigar los parámetros que controlan el proceso de elec-trocoagulación de manera organizada y sistemática, con el fin de diseñar el proceso en su totalidad, desde su requerimiento de energía, naturaleza del agua a tratar, pH y conductividad, hasta la geome-tría de los reactores, para que de esta forma se pueda optimizar, adaptar y aplicar, ubicándola como una tecnología de punta que brinde sus ventajas en la protección y conservación del recurso hídrico.

Factores que afectan la electrocoagulación. Son muchos los factores que intervienen en el pro-ceso de electrocoagulación; algunos de estos factores tienen mayor influencia sobre el proceso. A continuación se discuten aquellos que se relacionan más directamente con la efectividad del proceso.

pH. El pH influye sobre la eficiencia de la corriente en el proceso de solubilidad del metal para for-mar hidróxido7. Se ha observado en diferentes investigaciones que el pH varía durante el proceso de electrocoagulación; esta variación es dependiente del material de los electrodos y del pH inicial del agua a tratar8-10.

El pH, durante el proceso, puede incrementarse para aguas residuales ácidas11, efecto atribuido a la generación de hidrógeno molecular que se origina en el cátodo8, 12; en contraposición, en aguas re-siduales alcalinas el pH puede decrecer; a su vez, y dependiendo de la naturaleza del contaminante, el pH influye sobre la eficiencia del proceso. Algunas aguas residuales presentan mejor eficiencia en la remoción de sus contaminantes al aplicar la electrocoagulación a pH básicos, y otras, a pH ácidos.

Se ha determinado, en algunos casos, que la mayor eficiencia en la remoción de un contaminante se da dentro de un rango específico de pH; incluso este rango puede ser amplio. En términos generales, las mejores remociones se han obtenido para valores de pH cercanos a 713; ejemplos de esta situación se pueden ver en la remoción de arsénico en aguas de consumo: el mayor porcentaje de remoción de arsénico se da a pH entre 6 y 814, y las mejores remociones de turbiedad y DQO en las aguas de la industria textil se dan a pH entre 7 y 915.

Las reacciones que se promueven durante el proceso de electrocoagulación le dan al medio acuoso capacidad buffer especialmente en aguas residuales alcalinas. Esta propiedad previene grandes cambios de pH, con lo cual son menores las dosificaciones de sustancias químicas para regular el pH9.

Densidad de corriente. Como las variables eléctricas en el proceso de electrocoagulación son los parámetros que más influyen en la remoción del contaminante de un agua residual y están ligados a factores económicos, se debe prestar mayor atención a su estudio.

El porcentaje de remoción de un contaminante es dependiente de la corriente eléctrica aplicada al medio acuoso; es así como la eficiencia en la remoción y el consumo de energía incrementa con aumentos en la densidad de corriente16. Para algunas conductividades del medio acuoso, el consumo de energía incrementa proporcionalmente con los incrementos de densidad de corriente17, lo que conlleva a un consumo mayor de energía; para estos se presentan pérdidas por transformación de energía eléctrica en calórica, produciéndose un aumento en la temperatura del medio acuoso.

El suministro de corriente al sistema de electrocoagulación determina la cantidad de iones (de alumi-nio Al+3 o hierro Fe+2) liberados por los respectivos electrodos13. Una densidad de corriente demasia-do grande puede producir una disminución significativa en la eficacia de la corriente. La selección de la densidad de corriente podría realizarse teniendo en cuenta otros parámetros de operación como pH y temperatura13.

La energía eléctrica que se suministra a la celda electroquímica puede ser mediante corriente alterna (CA) o bien como corriente directa (CD). Las características propias del paso de cada una de las corrientes a través del medio acuoso generan diferentes respuestas electroquímicas entre las placas


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y el agua residual tratada. Cuando se suministra corriente directa se produce en el cátodo una imper-meabilización, lo que causa una menor eficiencia en la remoción6.

Conductividad. Un incremento en la conductividad eléctrica genera un incremento en la densidad de corriente, manteniendo constante el voltaje alimentado a la celda de electrocoagulación; adicional-mente, el incremento de la conductividad que mantiene constante la densidad de corriente produce una disminución del voltaje aplicado10, 16.

La adición de algunos electrolitos tales como NaCl o CaCl2 genera un aumento en la conductividad del agua residual5; adicionalmente se ha encontrado que los iones de cloruro pueden reducir los efec-tos adversos de iones como HCO3

- y SO4= pues la presencia de iones carbonatos o sulfatos puede conducir a la precipitación de Ca+2 y Mg+2 produciendo una capa insoluble que se deposita sobre los electrodos, lo que aumenta el potencial entre los electrodos y decrece así la eficiencia de la corriente.

Temperatura. Los efectos de la temperatura sobre la electrocoagulación no han sido muy investiga-dos, pero se ha encontrado que la eficiencia en la corriente incrementa inicialmente hasta llegar a 60º C, para electrodos de aluminio, punto donde se hace máxima, para luego decrecer13.

Cuando se usan electrodos de aluminio, el incremento de la eficiencia con la temperatura es atribuida al incremento en la actividad de destrucción de la película de óxido de aluminio de la superficie del electrodo. Similar a lo que sucede con la eficiencia de corriente, el consumo de energía también lleva a un máximo de 35º C.

MATERIALES Y MÉTODOSLa investigación se llevó a cabo utilizando aguas residuales de la industria láctea a las cuales se les mi-dió pH, DQO y conductividad eléctrica. Para establecer el diseño experimental se realizó una prueba de tamizado, consistente en la observación del comportamiento de diferentes variables fisicoquímicas en el medio acuoso; se recolectó información a priori que permitió determinar los valores de co-rriente eléctrica, distancia entre electrodos, tiempo de tratamiento y pH, que llevaron a tratamientos de electrocoagulación más eficientes para ser tenidos en cuenta en el diseño experimental; de este modo se diseñó un experimento completamente al azar con estructura factorial, con factores pH con niveles de 5, 7 y 8, densidad de corriente (J) con niveles 32.43y 43.23A/m2 y tiempo (t) con obser-vaciones a 5, 10 y 15 minutos. El pH de las soluciones se ajustó utilizando ácido sulfúrico e hidróxido de sodio, ambos grado reactivo.

El porcentaje de remoción para la DQO se determinó midiendo este parámetro antes y después de cada tratamiento por el método de micro-DQO calorimétrico. Durante el proceso se realizaron mediciones de pH y conductividad del medio acuoso. Todos los análisis se realizaron de acuerdo con los procedimientos establecidos por Standard Methods18.

La electrocoagulación se llevó a cabo por lotes en una celda con capacidad para dos litros, provista de seis electrodos, tres de hierro usados como electrodos de sacrificio y tres de aluminio con sepa-raciones de un centímetro dispuestos alternadamente y en forma paralela, que se conectaron a una fuente de voltaje con control para la corriente en el rango de 0 a 25 A.

Para cada uno de los experimentos se realizaron tres repeticiones. Las variables de respuesta fueron el porcentaje de remoción de DQO y color.

RESULTADOS Y DISCUSIÓNEn la gráfica 1 se presentan los resultados obtenidos para la remoción de DQO a pH de 5, 7 y 8, y a las conductividades de 32,43 y 43.23A/m2 para tiempos de tratamiento de 5, 10 y 15 min, que correspon-


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de al diseño experimental. En esta gráfi ca se puede observar que el porcentaje de remoción aumenta con el incremento de la conductividad y el tiempo de tratamiento, pero con la disminución del pH.

Para los tres pH utilizados en la experimentación, siempre se obtiene la mayor proporción de remo-ción de DQO cuando el tiempo es 15 minutos, la menor proporción cuando se tiene el tiempo de 5 minutos y una proporción promedio cuando se realiza durante 10 minutos. Vale la pena aclarar que los pH más adecuados para trabajar son de 5 y 7, en ese orden de importancia.

En cuanto al análisis de varianza para el análisis de dos factores pH-tiempo, se tiene lo siguiente:

Considerando solo los datos recolectados bajo una densidad de corriente igual a 32.43 A/m2, se obtiene un coefi ciente de correlación R-cuadrado de 0.979198; esto signifi ca que el diseño de dos factores explica el 97.92% de la variabilidad de la proporción de remoción de DQO, lo cual indica nuevamente un gran ajuste.

Igualmente, para los datos recolectados bajo una densidad de corriente igual a 43.23A/m2, se obser-van resultados similares a los obtenidos en el caso anterior, es decir, el diseño de dos factores presen-ta un gran ajuste, explicando el 98.94% de la variabilidad de la proporción de remoción de DQO, y las pruebas de signifi cancia de los efectos principales y de interacción de dos factores son signifi cativas.

Gráfi co 1. Interacción pH-tiempo

En el gráfi co 2 se muestra el pH fi nal obtenido al aplicar la electrocoagulación con las diferentes com-binaciones de tratamientos. Se puede observar que el pH durante el proceso de electrocoagulación aumenta con el tiempo en relación con el pH inicial del agua residual; el aumento es entre 1.5 y 2 unidades. Este aumento puede tener explicación dado que durante la electrocoagulación hay forma-ción de hidróxido de hierro como producto de las reacciones asociadas al desgaste del electrodo de sacrifi cio.


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Gráfi co 2. pH fi nal para las diferentes combinaciones de tratamiento

El gráfi co 3 muestra los porcentajes de disminución de la conductividad; en este se puede observar que para los dos procesos a pH de 5 la conductividad disminuye hasta en un 7% en los 15 minutos de proceso; con respecto a los tratamientos a los demás pH se observa que la conductividad aumenta entre los 5 y 15 minutos de proceso. Este comportamiento puede explicarse por la cantidad de hi-dróxido de hierro que se forma y al mismo tiempo por el aumento en el pH.

Gráfi co 3. Porcentajes de disminución de la conductividad

CONCLUSIONESLas condiciones óptimas que permiten obtener los mayores porcentajes de remoción de DQO como tratamiento de las aguas residuales de la industria láctea son pH inicial del agua de 5, una densidad de corriente eléctrica de 43,23 A/m3 y un tiempo de 15 minutos; estos valores son: para la DQO 93,99 %, el cual es muy elevados, seguido de las condiciones pH de 5, densidad de corriente de 43,32 A/m2 y 10 minutos (remoción de DQO de 77,3%) o pH de 5, densidad de corriente de 32,43 A/m2 y 15 minutos (remoción de DQO de 75,7%); estas últimas condiciones tienen un valor estadísticamente más bajo de la remoción de DQO.

Durante el proceso de electrocoagulación de aguas residuales de la industria láctea se observa un aumento del pH de la solución acuosa; este aumento está entre 1.5 y 2 unidades. Adicionalmente, la conductividad del medio acuoso presenta una disminución durante todo el tratamiento para el caso


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de pH de 5, mientras que para los pH de 7 y 8 se da un aumento de conductividad a partir de los 5 minutos de tratamiento.

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*Artículo derivado del proyecto de investigación “Metodología aplicada para el manejo, gestión y tratamiento de los residuos quími-cos generados en el laboratorio de Bioquímica y Nutrición Animal, del Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid”, realizado entre abril de 2010 y agosto de 2011, y financiado por el Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid. **Magíster en Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente, profesional universitaria Laboratorio de Química, integrante del Semillero de Investigación en Gestión Sostenible del Recurso Hídrico de la Facultad de Ciencias Básicas, Sociales y Humanas del Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid. ***Ma-gíster en Ciencias Químicas, directora del Semillero de Investigación en Gestión Sostenible del Recurso Hídrico de la Facultad de Ciencias Básicas, Sociales y Humanas del Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid.

Correspondencia: Luz D. Mejía, e-mail: [email protected]


art 6Producción + Limpia - Enero - Junio de 2012. Vol.7, No.1 - 68•79

Metodología para la segregación de residuos químicos generados en el laboratorio de

bioquímica y nutrición animal del Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid*

Methodology to segregate chemical waste generated in the biochemistry and animal feeding laboratory at Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid

Metodologia para a segregação de resíduos químicos gerados no laboratório de bioquímica e nutrição animal do Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid

Luz D. Mejía S.** / Alba N. Ardila A.***

RESUMENIntroducción. Acompañando las tendencias mundiales en busca de la sustentabilidad, en los últimos años las instituciones universitarias han realizado esfuerzos en el desarrollo de estra-tegias para la gestión de los residuos peligrosos generados en su interior con la intención de controlar y minimizar la contaminación ambiental desde este espacio. Objetivos. Diseñar e implementar estrategias educativas para la adecuada disposición y segregación de residuos químicos que minimice los efectos nocivos al medio ambiente y cumpla con la normativa. Metodología. En este artículo se da cuenta de una investigación cualitativa aplicada a la se-gregación y disposición de los residuos químicos producidos en el Laboratorio de Bioquímica y Nutrición Animal del Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, la cual se desarrolló en

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las 3 siguientes fases: i) diagnóstico de la problemática, ii) implementación seguimiento y evaluación de la meto-dología aplicada, iii) sensibilización y capacitación del personal del laboratorio y socialización ante la comunidad politécnica. Resultados. Los resultados han permitido caracterizar cualitativamente los residuos generados en las prácticas, etiquetar, almacenar y segregar cada uno de ellos, contando con la participación de la comunidad educativa que asiste al laboratorio, a través de procesos de educación en el aula y disposiciones legales sobre el tema. Conclusiones. El trabajo desarrollado ha contribuido a llevar a cabo la disposición y segregación adecuada de los residuos químicos producidos en el laboratorio por medio de la sensibilización y la educación ambiental, permitiendo el cumplimiento de la normativa establecida.

Palabras clave: segregación de residuos químicos, Laboratorio de Bioquímica y Nutrición Animal, educación ambiental.

ABSTRACTIntroduction. Following the world trends concerning the search for sustainability, university institutions have assumed efforts in recent years to develop strategies to manage the dangerous solid waste they produce, ai-ming to control and minimize pollution within their spaces. Objectives. To design and implement educational strategies for the adequate disposal and segregation of chemical waste, thus minimizing harmful effects on the environment and meeting the regulations. Methodology. This paper registers a qualitative research work applied to the segregation and the disposal of chemical solid waste from the Biochemistry and Animal Feeding Laboratory at Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, developed with three phases: i) diagnose of the pro-blem; ii) implementation, monitoring and evaluation of the methodology applied and iii), sensitization and training of the staff of the laboratory and socialization to the academic community. Results. The results have allowed a qualitative classification of the waste generated in the practices, labeling, storing and segregating each waste with the participation of the educational community that uses the laboratory, with educational processes in the classroom and following the legal conditions on the subject. Conclusions. The work developed has contributed to execute the disposal and the segregation of the chemical waste produced in the laboratory by means of the sensitization and the environmental education, thus allowing the fulfillment of the legal requisites.

Key words: chemical waste segregation, biochemistry and animal feeding laboratory, environmental education.

RESUMOIntrodução. Acompanhando as tendências mundiais em procura da sustentabilidade, nos últimos anos as ins-tituições universitárias realizaram esforços no desenvolvimento de estratégias para a gestão dos resíduos peri-gosos gerados em seu interior com a intenção de controlar e minimizar a contaminação ambiental desde este espaço. Objetivos. Desenhar e implementar estratégias educativas para a adequada disposição e segregação de resíduos químicos que minimize os efeitos nocivos ao meio ambiente e cumpra com o regulamento. Metodo-logia. Neste artigo se dá conta de uma investigação qualitativa aplicada à segregação e disposição dos resíduos químicos produzidos no Laboratório de Bioquímica e Nutrição Animal do Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, a qual se desenvolveu nas 3 seguintes fases: i) diagnóstico da problemática, ii) implementação seguimen-to e avaliação da metodologia aplicada, iii) sensibilização e capacitação do pessoal do laboratório e socialização ante a comunidade politécnica. Resultados. Os resultados permitiram caracterizar qualitativamente os resí-duos gerados nas práticas, etiquetar, armazenar e segregar cada um deles, contando com a participação da co-munidade educativa que assiste ao laboratório, através de processos de educação no sala de aula e disposições legais sobre o tema. Conclusões. O trabalho desenvolvido contribuiu a levar a cabo a disposição e segregação adequada dos resíduos químicos produzidos no laboratório por meio da sensibilização e a educação ambiental, permitindo o cumprimento do regulamento estabelecido.

Palavras importantes: segregação de resíduos químicos, Laboratório de Bioquímica e Nutrição Animal, edu-cação ambiental.

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INTRODUCCIÓNAntes de la década del 90 no se tenía conciencia sobre el impacto en el ambiente que producían los residuos químicos de los laboratorios y se les desechaba con la basura común doméstica o simple-mente se descartaban por los sumideros o cloacas. A lo sumo, ciertos contaminantes o solventes orgánicos se trataban de no eliminar por las alcantarillas, en caso que estos tuvieran algún compo-nente plástico en su estructura. Esto se realizaba más que nada por la integridad del sumidero que por un problema ambiental, y se consideraba que los volúmenes con los que se trabajaba en los laboratorios no eran significativos como para ser de alguna forma segregados y tratados debidamen-te1, 2; paradójicamente recién en la década de los 90, los laboratorios de docencia e investigación de las instituciones universitarias son catalogados como uno de los mayores generadores de residuos químicos, y aunque el volumen producido por los mismos es relativamente más bajo en relación con el proveniente del sector industrial, se ha considerado como un problema de gran magnitud debido a que por su concentración y naturaleza química son altamente peligrosos y perjudiciales para los seres vivos y el medio ambiente3.

De acuerdo con lo anterior, en los últimos años diferentes instituciones universitarias han venido rea-lizando esfuerzos por garantizar las condiciones ambientales y de seguridad adecuadas para el trabajo en los laboratorios, llevando a cabo estrategias para la gestión (manejo, control, minimización, elimi-nación y reducción) de los diferentes tipos de residuos peligrosos producidos en las mismas2, 4, 5. Así, desde los años noventa en Estados Unidos y en Europa se comenzó con la implementación de siste-mas de gestión de los residuos originados en las universidades, a raíz de las regulaciones regionales sobre residuos que surgen en esos años6. Igualmente, la gestión de los residuos en las universidades latinoamericanas es un asunto que también está comenzando a ser estudiado. Es así como, en busca de estrategias de sustentabilidad, las universidades brasileras, chilenas, argentinas, mexicanas, urugua-yas y venezolanas vienen desarrollando poco a poco sus programas propios de gestión de residuos de los laboratorios. No obstante, estos sistemas de gestión básicamente contemplan el cambio en las costumbres de arrojarlos por las alcantarillas y con las basuras7.

En el caso particular de las universidades colombianas, algunas instituciones como la Universidad de Antioquia, la Universidad Nacional de Colombia y la Universidad del Cauca han intentado implemen-tar y desarrollar metodologías para la separación de residuos y posterior envío a otras empresas para su respectivo tratamiento2. En las mismas instituciones no se analizan las condiciones desde el mismo momento de la producción del residuo hasta su entrega a la empresa gestora o no se realiza el tratamiento por parte del mismo generador del residuo. Es decir, no se contemplan en totalidad los siguientes aspectos: estudio de actividades que generan los residuos, clasificación de los residuos, mecánica de funcionamiento para la segregación, etiquetado, identificación, almacenamiento temporal de los residuos, normas de seguridad a observar por los manipuladores y componente de educación ambiental, entre otros.

Conocedores del inadecuado manejo que los usuarios del Laboratorio de Bioquímica y Nutrición Animal del Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid les han dado a los residuos químicos, y cons-cientes de que su diagnóstico, caracterización, segregación y disposición correcta son responsabilida-des del personal del mismo para el cuidado del ambiente y los seres vivos, se han desarrollado varias investigaciones orientadas a la aplicación de diferentes estrategias que permitan realizar una adecuada segregación de dichos residuos y de esta manera desarrollar planes de tratamiento fisicoquímicos posteriores. El propósito principal de la investigación es proponer y aplicar un esquema general para efectuar la segregación y disposición adecuada a los residuos químicos producidos en el laboratorio de Bioquímica y Nutrición Animal, de una forma ambientalmente más amigable, y promover la con-ciencia ambiental sobre la importancia del cuidado del entorno y, además, cumplir con la normativa colombiana para vertimientos, contenida en las Leyes 99 de 1993; 491 de 1999; y 1252 de 2008, y en los Decretos 1443 de 2004 y 3930 de 2010, entre otras.

Producción + Limpia - Enero - Junio de 2012. Vol.7, No.1 - L. D. Mejía et al - 68•79

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MATERIALES Y MÉTODOSLa correcta caracterización, segregación, disposición y almacenamiento de los residuos químicos del laboratorio, se desarrolla en las siguientes tres fases:

Primera fase: diagnóstico de la problemáticaEn esta primera fase se realiza una serie de visitas al laboratorio para observar, registrar y analizar el pro-ceso de disposición de los residuos, para lo cual se utilizan diferentes instrumentos, tales como obser-vación directa con registro fotográfico, entrevistas a docentes y empleados del laboratorio, y encuestas a los auxiliares administrativos y estudiantes que frecuentan el mismo. Para las entrevistas, se consultó a todas las personas encargadas del laboratorio (3 docentes, 3 auxiliares administrativos y 2 empleados del laboratorio); además, se encuestó el total de estudiantes que asisten a los diferentes cursos ofrecidos en el laboratorio (39 estudiantes). Con el objetivo de evaluar el avance e impacto del presente estudio, cada uno de estos instrumentos se aplicó antes y después de implementar la metodología, para lo cual se entrevistó y encuestó a la misma población inicial. Tanto las entrevistas como las encuestas se formu-laron con preguntas abiertas y cerradas, las cuales se muestran en los anexos A y B.

Segunda fase: implementación, seguimiento y evaluación de la metodología aplicadaIdentificación y clasificación de los tipos de residuos químicos generados: esta fase se ha implementado de acuerdo con la propuesta dada por el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo de España, según las Normas NTP 276, 359 y 4808-10 y los anexos A, B y C del Decreto 4741 de 200511. Así se realizaron estudios y análisis detallados de los procedimientos de cada práctica de laboratorio, identificando los reactivos utilizados en cada una y los tipos de residuos que se podrían generar al combinarlos. De acuerdo con la naturaleza y composición química, estos se clasificaron en 14 grupos: disoluciones ácidas, disoluciones básicas, solventes orgánicos no halogenados, solventes or-gánicos halogenados, sólidos especiales I (capilares, pipetas Pasteur, placas cromatográficas, jeringas), soluciones acuosas salinas, aceites, mercurio y su sales, sólidos orgánicos, sólidos inorgánicos, sólidos especiales II (papel de filtro, papel de cromatografía, papel adsorbente, empaques contaminados, tiras indicadoras, guantes y tapabocas), productos pastosos (compuestos por lodos de depuración, pa-rafinas, resinas y grasas), soluciones orgánicas y residuos vegetales. Luego se procedió al diseño del material necesario para implementar las estrategias que permitieran hacer una segregación adecuada; para ello se cumplieron los siguientes pasos:

Establecimiento de códigos: a cada tipo de residuo se le asignó un número y un rombo con un color específico para este proyecto.

Elaboración de diagramas de flujo para la separación de residuos: en cada diagrama se especificaron los procedimientos u operaciones físicas o químicas realizadas en cada práctica de labo-ratorio y el tipo de residuo producido, el cual se indicó en el diagrama con su nombre dentro de un rombo del color correspondiente. Esto con el fin de, posteriormente, etiquetar con el mismo color los recipientes dispuestos para el almacenamiento de cada tipo de residuo, facilitando así su correcta disposición.

Diseño de etiquetas de seguridad: se diseñaron etiquetas de seguridad para rotular los envases destinados para el almacenamiento de cada tipo de residuo de acuerdo con lo dispuesto en al artículo 14 del Real Decreto 833 de 198812.

Elaboración de fichas de seguridad: se elaboraron fichas de seguridad para cada tipo de residuo de acuerdo con el Anexo B de la norma NTC 453213 y la norma NTC 443514. En ellas se registró

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información del residuo (nombre, clase del riesgo del residuo, las propiedades físicas y químicas, en-vasado, frases R y S, naturaleza del riesgo, elementos de protección, medidas de primeros auxilios y para combatir el fuego y los derrames).

Rotulado y disposición de recipientes para el almacenamiento de los residuos: se selec-cionaron diferentes recipientes con características especiales de acuerdo con el tipo de residuo a almacenar en el mismo y se rotularon con la correspondiente etiqueta elaborada10. Cada recipiente se ubicó en un lugar estratégico (seguro y visible) del laboratorio para que los estudiantes y demás usuarios del laboratorio realicen una disposición adecuada de los residuos generados.

Elaboración formatos de control: cada formato de control contiene básicamente la siguiente in-formación: nombre del tipo de residuo, color y código, naturaleza y composición química, cantidad de residuo generado (en volumen o masa de acuerdo con el estado físico del residuo) y periodicidad de producción. Esto se realizó con el fin de hacer una planificación más organizada para la posterior dispo-sición, tratamiento y recuperación de los residuos producidos durante un periodo de tiempo específico.

Tercera fase: sensibilización, capacitación del personal del laboratorio y socialización ante la comunidad politécnica

La socialización y la capacitación tuvieron como base fundamental el material didáctico elaborado, destinado a docentes, personal de laboratorio, técnicos, estudiantes del Politécnico Jaime Isaza Cada-vid de la sede principal, así como de Rionegro y Apartadó. La evaluación del impacto del estudio se lleva a cabo utilizando los instrumentos de observación y registro fotográfico, entrevistas y encuestas (a las mismas personas entrevistadas y encuestas en la fase inicial).

RESULTADOS Primera fase: Diagnóstico de la problemática

En las visitas al laboratorio, se observó que no existe una segregación y disposición adecuada de los residuos químicos, pues estos se almacenan y se mezclan en un mismo recipiente sin importar la na-turaleza y el grado de compatibilidad química entre ellos. Los contenedores de los residuos no están etiquetados correctamente y no se tienen fichas de seguridad de los mismos. Además, los residuos como guantes, pipetas Pasteur, papeles de filtro, indicadores y cromatográficos, tapabocas y vidrios, entre otros, son depositados en la caneca de basuras corrientes (figura 1).

La información brindada por los docentes y el personal del laboratorio muestra que las prácticas desarrolladas en el Laboratorio de Bioquímica y Nutrición Animal generan semanalmente un volumen aproximado de residuos líquidos de 5 L, que contiene diferentes tipos de contaminantes orgánicos e inorgánicos que son mezclados y almacenados en un mismo recipiente sin importar su grado de compatibilidad, son filtrados y neutralizados únicamente y luego son dispuestos directamente por el sumidero. Los residuos químicos en el drenaje pasan a ser parte de las aguas residuales descargadas por el Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, lo que trae como consecuencia la contaminación de suelos, sedimentos y diferentes fuentes de agua. El tipo de reactivos que se usan comúnmente son ácidos orgánicos e inorgánicos, bases, solventes halogenados y no halogenados, sales orgánicas e inorgánicas, aceites, mercurio y algunos óxidos, entre otros. No se aplica ninguna norma ambiental para la segregación de los residuos.

En las encuestas aplicadas a los estudiantes, el 100% manifiesta que no ha recibido capacitación en el manejo y disposición de residuos químicos, no obstante, el 87% de los encuestados considera que este aspecto es importante para evitar la contaminación del medio ambiente y cumplir con la norma-tiva ambiental. Por otro lado, más del 94% de los encuestados no tienen conocimiento sobre alguna norma para el manejo de residuos químicos y no hacen una separación de los mismos durante las prácticas de laboratorio que realizan.


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Segunda fase: implementación, seguimiento y evaluación de la metodología aplicada

En la tabla 1, se muestra el grupo, código y color asignado a cada tipo de residuo. Esta estrategia fa-cilitó el nombramiento de los residuos y la elaboración de los diagramas de fl ujo para su posterior separación. Se elaboraron y se imprimieron los diagramas de fl ujo de separación de residuos para todas las prácticas de laboratorio existentes al año 2012. En la fi gura 2, se muestra como ejemplo, el diagrama de fl ujo de la Práctica Glucógeno (hígado) de Bioquímica. Como se puede observar, en el diagrama se indican los reactivos, el tipo de residuo generado al combinarlos y el rombo del color característico según el tipo de residuo, con el fi n de que sean adicionados en el recipiente rotulado y destinado para almacenarlo para su posterior recuperación y/o tratamiento.

Figura 1. Disposición de residuos químicos antes de la implementación de la metodología

Fuente: el autor

Tabla 1. Grupo, código y color para cada tipo de residuo químico

Grupo Código Tipo de residuo

1 DA Disoluciones ácidas

2 DB Disoluciones básicas

3 SONH Solventes orgánicos no halogenados

4 SOH Solventes orgánicos halogenados

5 SEI Sólidos especiales I

6 SEII Sólidos especiales II

7 SOR Sólidos orgánicos

8 SI Sólidos inorgánicos

9 SO Soluciones orgánicas

10 AC Aceites

11 PP Productos pastosos

12 V Sólidos vegetales

13 MYSM Mercurio y sales de Mercurio

14 SAS Soluciones acuosas salinas

Fuente: el autor


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También se diseñaron y elaboraron etiquetas para los 14 grupos; en la fi gura 3, se muestran, como ejemplo, las etiquetas de seguridad para los residuos generados en la práctica de laboratorio de Glu-cógeno. En cada etiqueta se indican los pictogramas del residuo químico y las principales frases R y S estandarizadas de acuerdo con los anexos III y IV del Real Decreto 363 de 199515.

Figura 2. Diagrama de fl ujo de separación de los residuos generados en la práctica de laboratorio Glucógeno de Bioquímica

Fuente: el autor

Igualmente, se diseñaron 14 fi chas de seguridad, en las que se relacionan las características físicas, las frases R y S, los elementos de protección a usar y los primeros auxilios en caso de accidente, las medidas para control de derrames y los pictogramas de seguridad.

Se dispusieron, además, 14 recipientes con las características requeridas y se rotularon para alma-cenar cada tipo de residuo. En la fi gura 4, se muestran los recipientes rotulados y destinados para el almacenamiento de cada tipo de residuos y la disposición correcta en la que se realiza la separación.


POLITÉCNICO COLOMBIANO JAIME ISAZA CADAVIDFACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS, SOCIALES Y HUMANAS

DIAGRAMAS DE FLUJO PARA LA SEPARACIÓN DE RESIDUOS QUÍMICOS

Curso: LABORATORIO DE BIOQUÍMICAPRÁCTICA: GLUCÓGENO (HÍGADO)

Extracción Reconocimiento Hidrólisis

Centrifugar

Glucógeno + Molisch +

Ácido sulfúrico

Glucógeno + Yodo

Glucosa + Fehling A y B

SOLUCIONES ORGÁNICAS

Glucógeno + Ácido clohídrico +hidróxido

sodio + Fehling

Glucógeno +Difenilamina

SOLUCIONES ORGÁNICAS

Centrifugar

Triturar

Sobrenadante Sólido (Glucógeno)

Ácido Tricloroacético

Glucógeno

Cloruro de sodio + etanol

GlucógenoSobrenadante

Glucógeno +Tricloroacético

Centrifugar

Solventes Orgánicos

Halogenados

Ácido tricloroacético + muestra (Hígado) +

arena (Triturar)

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Figura 3. Etiquetas de seguridad para los residuos químicos generados en la práctica de Glucógeno

Fuente: el autor

Figura 4. Recipientes rotulados y disposición adecuada de los residuos químicosFuente: el autor


Finalmente, en el anexo C, se muestra el formato de control correspondiente a los residuos químicos generados durante la práctica de laboratorio de Glucógeno del curso de Bioquímica. Este formato ha sido de mucha ayuda para decidir el tipo de tratamiento fi sicoquímico que se va a aplicar para el tra-tamiento o recuperación de los residuos. Los resultados de los tratamientos empleados se mostrarán en una publicación posterior a la presente.

RESIDUOS QUÍMICOS

GRUPO 4: SOLVENTES ORGÁNICOS HALOGENADOS

RESIDUOS QUÍMICOS

GRUPO 14: SOLUCIONES A CUOSAS INORGÁNICAS

RESIDUOS QUÍMICOS

GRUPO 9: SOLUCIONES ORGÁNICAS

Frases R y S:R11 Fácilmente infl a-mable.R23/24 Tóxico por in-halación y en contacto con la piel.R36/38 Irrita los ojos y la piel.S2 Manténgase fuera del alcance de los niños.S24/25 Evítese el con-tacto con los ojos y la piel.S45 En caso de acci-dente o malestar, acú-dase inmediatamente al médico (si es posible, muéstresele la etiqueta)

Frases R y S:R20/21/22 Nocivo por inhalación, por ingestión y en con-tacto con la piel.R34 Provoca que-madurasS2 Manténgase fue-ra del alcance de los niños.S24 Evítese el con-tacto con la piel.S25 Evítese el con-tacto con los ojos.

Frases R y S:R 2 0 / 2 1 / 2 2 Nocivo por in-halación, por ingestión y en contacto con la piel.R34 Provoca quemadurasS2 Manténgase fuera del alcance de los niños.S24 Evítese el contacto con la piel.S25 Evítese el contacto con los ojos.

Código de Identifi cación:Q7 / D13 / L5 / C40 / H6/ A 871-4 / B001

Código de Identifi cación:Q 16 / D9 / L14 / C 40 / C41 / H5 / H6 / A 871-7 / B 0019

Código de Identifi cación:Q 16 / D9 / L14 / C 40 / C41 / H5 / H6 / A 871-7 / B 0019

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Tercera fase: sensibilización, capacitación del personal del laboratorio y socialización ante la comunidad politécnica

Los docentes y técnicos del laboratorio manifiestan gran satisfacción por los resultados obtenidos con las estrategias implementadas para la segregación y almacenamiento adecuado de residuos quí-micos. Además, se mostraron comprometidos con el proceso, asistiendo a las capacitaciones y reci-biendo las indicaciones y recomendaciones para el desarrollo de las prácticas de laboratorio de sus cursos. Por otro lado, las respuestas de los estudiantes en las entrevistas revelan una participación activa de los mismos, y un aprendizaje significativo y aplicativo sobre la segregación y almacenamiento de los residuos. Así, más del 94% de los estudiantes han recibido capacitación en el manejo y disposi-ción adecuados de los residuos generados en las prácticas, y el 100% de los estudiantes encuestados afirman que separan adecuadamente los residuos que se generan en ellas y utilizan adecuadamente los diferentes recipientes dispuestos. Además, conocen y aplican la información que contienen los ró-tulos de los recipientes para la disposición de los residuos generados. La totalidad (según la encuesta) de los usuarios del laboratorio conocen y aplican conscientemente las estrategias de disposición de los residuos químicos derivados de cada práctica, tarea esta que es primordial del personal encargado de laboratorio; ellos lo implementan a través de los procesos de sensibilización y educación al co-mienzo de cada semestre académico. Los docentes demuestran el conocimiento adquirido sobre el tema en las diferentes prácticas y ratifican la importancia del trabajo de educación ambiental llevado a cabo con todos sus estudiantes en cada una de sus clases.

CONCLUSIONES• Las actividades y estrategias implementadas en el Laboratorio de Bioquímica y Nutrición Animal

del Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid permitieron caracterizar cualitativamente los residuos generados en las prácticas, etiquetar, almacenar y segregar cada uno de ellos.

• Además se sensibilizó a cada una de las personas que forman parte del laboratorio en cuanto a la responsabilidad ambiental en la gestión de residuos. Los resultados y beneficios obtenidos fueron parte del compromiso de la comunidad educativa del laboratorio y de la institución en general.

• La experiencia adquirida con este proceso en el laboratorio de Bioquímica y Nutrición Animal del Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid puede hacerse extensiva a laboratorios tanto de otras universidades como de educación básica secundaria, a empresas y demás instituciones gene-radoras de residuos químicos peligrosos.

AGRADECIMIENTOSLos autores expresan su agradecimiento al Politécnico Jaime Isaza Cadavid, sede principal Medellín, por la financiación del Proyecto de Investigación y por el uso de sus instalaciones para la ejecución del mismo; al Semillero de Investigación en Gestión Sostenible del Recurso Hídrico de la Facultad de Ciencias Básicas, Sociales y Humanas de la misma institución por el aporte en conocimiento y el préstamo de los equipos, y finalmente, a los estudiantes, docentes y personal del laboratorio de Bio-química y Nutrición Animal por su colaboración en todo este proceso.


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Anexo A. Entrevista técnica y profesional universitario del Laboratorio de Bioquímica y Nutrición Animal del Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid

Objetivo: recolectar información respecto al manejo y gestión de los residuos químicos generados en el laboratorio de Bioquímica y Nutrición animal

1. ¿Cuántas prácticas semanales se llevan a cabo en el laboratorio de Bioquímica y Nutrición Animal?

2. ¿Qué tipo de reactivos y qué cantidad se generan en el laboratorio de Bioquímica y Nutrición Animal?

3. ¿Existe en el laboratorio algún procedimiento para el manejo de los residuos? ¿Cuál? ¿Se aplica alguna norma? O ¿qué criterios se aplican?

4. Al momento de disponer los residuos ¿existen recipientes para cada tipo? ¿Están debidamente rotulados?

5. ¿Qué información debe contener el rótulo de cada recipiente? ¿Cómo se determina dicha información?

6. ¿Qué manejo y tratamiento reciben los residuos generados en el laboratorio de Bioquímica y Nutrición Animal y con qué periodicidad?

7. ¿Existe algún método que determine si los reactivos son aptos para verterlos en el sumidero?

8. ¿Existe algún procedimiento para recuperar los reactivos utilizados en las prácticas? ¿Cuál?

9. ¿Considera que es importante realizar estudios de investigación para determinar técnicas de manejo adecuado de residuos químicos generados en el laboratorio? ¿Por qué?

10. ¿Se ha brindado capacitación al personal que asiste al laboratorio (estudiantes, docentes y au-xiliares administrativos) sobre el manejo adecuado de los residuos químicos generados en las diversas prácticas?

11. ¿La Institución tiene convenio con alguna entidad encargada de la disposición final de los residuos generados en el laboratorio?

12. ¿Qué destino tienen residuos como guantes, mascarillas, capilares, papel filtro y los residuos de la filtración?

Anexo B. Encuestas para estudiantes del Laboratorio de Bioquímica y Nutrición Animal del Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid

Objetivo: recolectar información respecto al manejo y gestión de los residuos químicos generados en el laboratorio de Bioquímica y Nutrición Animal.

1. ¿Ha recibido capacitación en el manejo y disposición adecuado de los residuos químicos genera-dos en las prácticas?

SÍ ___ NO ___. ¿Qué tipo de información?

2. ¿Se separan adecuadamente los residuos que se generan en las prácticas que usted realiza?

SÍ ___ NO ___

3. ¿Considera que es importante tener un manejo y disposición adecuado de los residuos químicos generados en el laboratorio? SÍ ___ NO ___ ¿Por qué?

4. ¿Utiliza diferentes recipientes para la disposición de los residuos generados?

SÍ ___ NO ___ ¿Cuáles?


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5. ¿Los recipientes usados están debidamente rotulados?

SÍ ___ NO ___ ¿De qué manera?

6. ¿Conoce la información que debe contener el rótulo de los recipientes para la disposición de los residuos generados?

SÍ ___ NO ___ ¿Cuál?

7. ¿Cree que todo el personal de la Institución y la comunidad aledaña a los laboratorios se benefi-ciaría con un plan de manejo de los residuos químicos generados en este laboratorio?

SÍ ___ NO ___ ¿Por qué?

8. ¿Tiene conocimiento sobre alguna norma para el manejo de residuos químicos?

SÍ ___ NO ___ ¿Cuál?

9. ¿Qué procedimientos de manejo de residuos químicos conoce en el laboratorio de bioquímica?

¿Sabe si la Institución tiene convenios con entidades de la disposición final de residuos generados en el laboratorio?

Anexo C. Formato de control de los residuos químicos generados durante la práctica de Glucógeno

Grupo Código Tipo de residuo Composición Volumen

(mL)

FechaDesde Hasta

Día Mes Año Día Mes Año

14 DASDisoluciones

acuosas salinas

Cloruro de sodio 250 25 08 2010 25 08 2010

7 SOR Soluciones Orgánicas Etanol 345 25 08 2010 25 08 2010

4 SOHSolventes orgánicos

halogenados

Ácido Tricloroacético 20 25 08 2010 25 08 2010

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*Article derived from the research project called “FeCl3 and TiO2 interaction with H2O2 in the liquid waste treatment from the tex-tile industry using artificial light trough factorial model”, made in order to apply to the doctor of Science in Environmental Engineering title. The project is financed by the Research Development Fund of Corporación Universitaria Lasallista. **Vicerrector of Research, Corporación Universitaria Lasallista. Researcher in the Research applied to Environment Group - GAMA

Mail: Luis Fernando Garcés Giraldo, e-mail: [email protected]

Article received: 12/12/2011; Article approved: 15/05/2012


Analysis of the optimal conditions for the mineralization and degradation

of Novactive Red F6BS in waste water*

Análisis de las condiciones óptimas para la mineralización y degradación del Rojo Novactive F6BS en aguas residuales

Análise das condições ótimas para a mineralização e degradação do vermelho novactive F6BS em águas residuais

Luis Fernando Garcés Giraldo**

ABSTRACTIntroduction. The research work consisted of an analysis of the conditions to treat waste waters with Novactive Red F6BS dye by the use of advanced oxidation processes with artificial light to eliminate persisting substances from the water. Objective. To evaluate the optimal conditions to remove the Novactive Red F6BS dye in waste waters by the use of an artificial light source. Materials and methods. A MIGTHY PURE 60 Hz ultraviolet light lamp was used with a glass bucket that stores 15 liters of sample. This sample was re-circulated with a pump with a 0.047 L/s flow. Results. The best results for the Novactive Red F6BS dye were 76.2% of degradation and 49.4% of mineralization in two hours, with the E7 test (60 mg/L of FeCl3 and 1 mL/L of H2O2). Conclusions. The dye is faster degraded and mineralized with the FeCl3; this took place in the E7 test (60 mg/L of FeCl3 and 1 mL/L of H2O2).

Key words: Photodegradation, UV lamp, mineralization, Novactive Red.

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RESUMENIntroducción. La investigación consistió en analizar las condiciones para el tratamiento de aguas residuales con el colorante Rojo Novactive F6BS, por procesos de oxidación avanzada empleando luz artificial para la eliminación de sustancias persistentes en el agua. Objetivo. Evaluar las condiciones óptimas para la remoción del colorante Rojo Novactive F6BS en aguas residuales utilizando una fuente de luz artificial. Materiales y mé-todos. Se utilizó una lámpara de luz ultravioleta marca MIGTHY PURE de 60 Hz, con una cubeta de vidrio que almacena 15 L de muestra; la muestra se recirculó con bomba que manejó un flujo de 0.047 L/s. Resultados. Los mejores resultados obtenidos para el colorante Rojo Novactive F6BS fueron de 76.2% de degradación y un 49.4% de mineralización en dos horas, con el ensayo E7 (60 mg/L de FeCl3 y 1 mL/L de H2O2). Conclusiones. El colorante degrada y mineraliza más rápidamente con el FeCl3; esto sucedió en el ensayo E7 (60 mg/L FeCl3 y 1.0 mL/L de H2O2).

Palabras clave: fotodegradación, lámpara UV, mineralización, Rojo Novactive.

RESUMOIntrodução. A investigação consistiu em analisar as condições para o tratamento de águas residuais com o corante Vermelho Novactive F6BS, por processos de oxidação avançada empregando luz artificial para a elimi-nação de substâncias persistentes no água. Objetivo. Avaliar as condições ótimas para a remoção do corante Vermelho Novactive F6BS em águas residuais utilizando uma fonte de luz artificial. Materiais e métodos. Utilizou-se um lustre de luz ultravioleta marca MIGTHY PURE de 60 Hz, com uma cuba de vidro que armazena 15 L de mostra; a mostra se re-circulou com bomba que manejou um fluxo de 0.047 L/s. Resultados. Melho-res resultados obtidos para o corante Vermelho Novactive F6BS foram de 76.2% de degradação e um 49.4% de mineralização em duas horas, com o ensaio E7 (60 mg/L de FeCl3 e 1 mL/L de H2Ou2). Conclusões. O corante degrada e mineraliza mais rapidamente com o FeCl3; isto sucedeu no ensaio E7 (60 mg/L FeCl3 e 1.0 mL/L de H2Ou2).

Palavras importantes: fotodegradação, lustre UV, mineralização, Vermelho Novactive.

INTRODUCTIONThe photodegradation sensibilized with TiO2 or FeCl3 is a technique that can be used as a depuration system by itself or as a tertiary process, especially to treat industrial waste with recalcitrant com-pounds. Photocatalytic techniques are considered as very promising to be applied for their application in solving waste water problems. These technologies are very attractive to be used worldwide. The use of these techniques in order to degrade and mineralize dyes can become an alternative more adequate than other traditional oxidation processes1, 2.

The acceleration of a photoreaction by the presence of a catalyst is called photocatalysis3-10. The ca-talyst activated by the absorption of the light, accelerates the reaction with the reactive through an excited state or, also, by the appearing of electron-hole pairs, if the catalyst is a semiconductor (e- and h+). In the latter case, the excited electrons are transferred to the reducible species, at the same time that the catalyst accepts electrons from the oxidizable species, which will fill the holes. This way, the net flow of electrons will be null and the catalyst will stay unaltered11-19.

MATERIALS AND METHODSTo dye clothes from textile industries, one of the most commonly used dyes is Novactive Red F6BS. The average concentration in the water was 300 mg/L for each one, which is the typical average concentration of the effluents from textile industries that contain these dyes. Table 1 shows the tests

Analysis of the optimal conditions for the mineralization and degradation of Novactive Red F6BS in waste water

82

performed. Each test was performed in triplicate in order to reduce the experimental error. For the experiments, hydrogen peroxide was used as oxidation agent (H2O2). The tests lasted two hours.

Table 1. Conditions of the experiments for the Novactive Red F6BS

Experiment Novactive Red F6BS (mg/L)

TiO2 (mg/L) or FeCl3 (mg/L) H2O2 (mL/L)

E1 300 0 0E2 300 30 0E3 300 30 0.5E4 300 30 1.0E5 300 60 0E6 300 60 0.5E7 300 60 1.0E8 300 0 0.5E9 300 0 1.0

Source: proprietary production

The degradation of the dye was evaluated by measuring the concentration of the pollutant by moni-toring the color (photometry) and the mineralization, by the use of the total organic carbon (TOC).

The experiments were performed with the following procedure:

• 15 L of water were measured and stored in the glass bucket.

• The dye was added in the bucket, and a 300 mg/L was obtained.

• The solution was shaken, initially by hand and then recirculated by the use of the pump and the lamp.

• A sample was taken in order to measure the color and the initial TOC..

• The chemical substances were added in accordance with the experiments of Table 1 (hydrogen peroxide, titanium dioxide, ferric chloride and their respective mixtures).

• The pH was continuously measured in order to adjust it at 4 when FeCl3 was being used; H2SO4 or NaOH were added in accordance with the values. With TiO2 the pH values were measured with no necessity of adding acids or bases, due to the fact that they are more stable (pH near 7).

• The samples were taken in order to be analyzed in the laboratory. They were taken every 20 mi-nutes to measure the color and the TOC was measured every 40 minutes.

• After finishing every experiment the lamp was washed with a diluted chromo-sulfuric solution and plenty of water, having it clean for the next experiment.

• The color and TOC analysis were immediately performed in the laboratory.

• The R.2.7.2 program was used to process the information, and the methods were: variance analy-sis (ANOVA) of three factors, with a confidence level of 95% and a power level to detect signifi-cant differences of 100%, and factorial analysis 33, to optimize the response variables: degradation percentage and mineralization percentage.

RESULTS Table 2 shows the results for the degradation and the mineralization of wáter with the Novactive Red F6BS dye.

Producción + Limpia - Enero - Junio de 2012. Vol.7, No.1 - L. F. Garcés - 80•87

83Analysis of the optimal conditions for the mineralization and degradation of Novactive Red F6BS in waste water

Table 2. Results for the degradation and mineralization of the Novactive Red F6BS dye

Test

Results with FeCl3 Results with TiO2

% degradation % mineralization % degradation % mineralization

% D.E. % D.E. % D.E. % D.E.E1 19.5 0.4 3.9 0.5 19.5 1.2 3.9 0.4E2 43.8 0.5 20.8 1.2 37.7 1.4 15.9 0.9E3 52.8 0.9 26.7 1.3 43.9 1.0 20.8 0.9E4 62.0 1.2 32.2 1.0 49.5 1.3 26.2 0.8E5 55.3 1.0 29.3 0.9 44.5 0.9 26.1 0.8E6 68.4 0.3 41.0 0.8 52.4 0.7 30.3 1.3E7 76.2 0.3 49.4 0.4 68.3 0.4 39.4 0.6E8 33.8 0.7 12.5 1.2 33.8 0.8 12.5 0.4E9 41.1 0.6 15.7 1.0 41.1 0.6 15.7 0.2


Figure 1. Degradation percentage of the Novactive Red F6BS dye with FeCl3 in the different tests


Figura 2. Mineralization percentage of the Novactive Red F6BS dye with FeCl3 in the different tests


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Table 2 and fi gures 1and 2 show the degradation and mineralization percentages for the tests with FeCl3 of the Novactive Red F6BS dye. It can be inferred that in the photolysis (E1) the degradation and mineralization percentages had the lowest results found for this dye, 19.5 and 3.9%, respectively.

The use of 30 mg/L of FeCl3 (E2) increased the degradation and mineralization percentages of the dye in 43.8 y 20.8%, respectively. This test was performed in order to know if photo activated FeCl3 is able to generate enough hydroxyl free radicals from water to degrade and mineralize the Novactive Red F6BS dye. Therefore, the photocatalysis was performed without hydrogen peroxide.

Compared with the sole use of FeCl3, the use of 30 mg/L of FeCl3 and 0.5 mL/L of H2O2 (E3) increased the degradation and mineralization percentages of the dye in 52.8 and 26.7%, respectively. This can be explained by the fact that in this experiment the oxidation agent is the hydroxyl radical. With the increase of hydrogen peroxide from 0.5 mL/L to 1.0 mL/L (E4) an increase of the degradation velocity of the Novactive Red F6BS dye was intended, because this is a source of hydroxyl radicals. Comparing E3 and E4 tests, it was proved that the higher hydrogen peroxide content is, the higher degradation and mineralization of the dye is, too (the quantity of FeCl3 was constant). For the E4 test the degra-dation and mineralization percentages were 62.0 y 32.2%, respectively.

The increase of the FeCl3 from 30 mg/L to 60 mg/L, using only the photosensitizer (tests E2 and E5, respectively), increased the degradation and mineralization percentages in 55.3% and 29,3%, respec-tively. The test with 60 mg/L of FeCl3 and 0.5 mL/L (E6) increased the degradation and mineralization percentages in 68.4% and 41.0%, thus being one of the best tests for this dye. By increasing the hydro-gen peroxide quantity in 1 mL/L (E7), 76.2% of degradation and 49.4% of mineralization were obtained in two hours. This I the best test obtained for the Novactive Red F6BS dye.

In order to verify the importance of chemical oxidation with hydrogen peroxide in this research work, the E8 and E9 tests were performed with 0.5 mL/L and 1.0 mL/L respectively; 33.8 and 41.1% of degradation were obtained, respectively, and so were 12.5 and 15.7% of mineralization. The degra-dation and mineralization percentages of the dye increased as the hydrogen peroxide did too, a very probable fact because H2O2 has a great oxidation potential.

Figure 3. Degradation percentage of the Novactive Red F6BS dye with TiO2 in the different tests



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Table 16 and fi gures 3 and 4 show the degradation and mineralization percentages for the tests per-formed with TiO2. For the photolysis (E1) the degradation and mineralization percentages were the lowest results obtained for this dye, 19.65 and 3.9 % respectively. The use of 30 mg/L of the TiO2 (E2) increased the degradation and mineralization percentages of the dye in 37.7 and 15.9%, respectively. This test was performed to verify if photo activated TiO2 is able to generate enough hydroxyl radicals from water to degrade and mineralize the Novactive Red F6BS dye. This is why the photocatalysis was performed without hydrogen peroxide.

In comparison to the sole use of TiO2, the use of 30 mg/L de TiO2 and 0.5 mL/L of H2O2 (E3) increased the degradation and mineralization percentages in 43.9 and 20.8 % respectively. This can be explained by the fact that in this test the oxidation agent is the hydroxyl radical, with a great oxidation power. The hydroxyl radical is easily formed from the hydrogen peroxide given the presence of titanium dioxide, when this is photo activated by ultra violet light.

By increasing hydrogen peroxide from 0.5 mL/L to 1.0 mL/L (E4) a velocity increase of the degra-dation of the Novactive Red F6BS dye was intended, because this is a source of hydroxyl radicals. Comparing E3 and E4 tests it was proved the fact that the higher the quantity of hydrogen peroxide is, so are the degradation and mineralization percentages of the dye (the TiO2 quantity was constant).

It was interesting to check if photocativated TiO2 is able to generate enough hydroxyl radicals from water to degrade and mineralize the Novactive Red F6BS dye. Therefore, a photocatalysis without hydrogen peroxide was performed. The TiO2 increase from 30 mg/L to 60 mg/L, using only the photo-sensitizer (tests E2 and E5 respectively), increased the degradation and mineralization percentages in 44.5% y 26.1%, respectively, although the degradation increase between both tests was not signifi cant.

The test with 60 mg/L of TiO2 and 0.5 mL/L (E6), increased the degradation and mineralization per-centages in 52.4% and 30.3%. This test is one of the best ones for this dye with TiO2. By increasing the quantity of hydrogen peroxide 1 mL/L (E7), a 68.3% of degradation and a 39.4% of mineralization were obtained in two hours. This is the best test obtained for the Novactive Red F6BS dye with TiO2.

CONCLUSIONBy comparing the photocatalysts used for the Novactive Red F6BS dye (FeCl3 y TiO2), it can be con-cluded that the dye is more rapidly degraded and mineralized with FeCl3 .This happened in the E7 test

Figure 4. Mineralization percentage of the Novactive Red F6BS dye with TiO2 in the different tests



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(60 mg/L FeCl3 and 1.0 mL/L of H2O2), in which a degradation percentage of 76.2% and a mineraliza-tion percentage of 49.4% were obtained. This is the same experiment in which the best results for the degradation and the mineralization of the dye with TiO2 were obtained.

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* Artículo derivado del proyecto de investigación “Producción de etanol en continuo a partir de harina de yuca”, realizado entre marzo 10 de 2010 y febrero de 2012, financiada por el Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid y la Universidad de Antioquia. **Ingeniero Químico. MSc. en Biotecnología. Profesor Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid. Medellín, Colombia. ***Ingeniero Químico. MSc. en Biotecnología, Profesor Universidad de Antioquia. Medellín, Colombia. ****Ingeniero Químico. Grupo de Biotrans-formación, Universidad de Antioquia. Medellín, Colombia.

Correspondencia: Hader Castaño Pelaez, e-mail: [email protected]



Producción de etanol a partir de harina de yuca utilizando diferentes

estrategias en modo continuo*

Ethanol production from yucca flour by the use of several strategies in a continuous way

Produção de etanol a partir de farinha de mandioca utilizando diferentes estratégias em modo contínuo

Hader Castaño Peláez** / Carlos Mejía Gómez*** / Óscar Ríos Márquez****

RESUMENIntroducción. La producción de etanol a partir de materias primas amiláceas involucra las etapas de cocción, licuefacción, sacarificación, fermentación y destilación. Las bases tecnológi-cas del proceso han sido estudiadas, pero deben ser mejoradas por medio de la introducción de innovaciones que permitan reducir los consumos de energía y generen una mayor produc-tividad volumétrica de etanol. Objetivo. El proyecto evalúa la producción de etanol a partir de la conversión de harina de yuca por medio del estudio independiente en modo continuo de los procesos de licuefacción, sacarificación y fermentación (LSFC), el acoplamiento en serie de las tres etapas y la integración de las etapas de sacarificación y fermentación en forma simultá-nea (SFSC). Materiales y métodos. Las enzimas Termamyl 120 L y glucoamilasa AMG 300L fueron utilizadas en los procesos de licuefacción y sacarificación. La levadura Saccharomyces Cerevisiae fue utilizada en el proceso de fermentación. La estrategia experimental evaluó el

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efecto de la tasa de dilución (D h-1) (0,07, 0,1, 0,15, 0,20, 0,25 y 0,30) sobre la conversión y productividad de los procesos independientes. Con la identificación de la D que permitió integrar los procesos, se procedió a evaluar el acoplamiento del proceso LSFC y en modo SSFC. Resultados. De acuerdo con la D seleccionada (0,1 h-1) durante la ejecución del experimento, se alcanzaron valores de productividad, concentración y rendimiento de etanol: fermentación (4,5 g/lh, 5,8 % v/v, 0,4 g/g), LSFC (5 g/lh, 5,4% v/v y 0,46 g/g) y SFSC (4,75 g/lh, 4,7 %v/v y 0,4 g/g), respectivamente. Conclusiones. Se determinó que a una D= 0,1 h-1 fue posible desarrollar las estrategias LSFC y SFSC. No se presentaron mayores diferencias en los valores de productividad, concentración y rendi-mientos en las diferentes estrategias de proceso evaluadas en continuo. Se validó técnicamente la integración de los procesos en modo continuo

Palabras clave: etanol, modo continuo, SFSC, LSFC, harina de yuca

ABSTRACTIntroduction. Ethanol production from starchy raw materials includes the cooking, liquefaction, saccharifica-tion, fermentation and distillation stages. The technological bases of the process have been studied, but must be improved by means of the introduction of innovations that allow an energy use reduction and higher vo-lumetric ethanol productivity. Objective. The project evaluates the ethanol production from the conversion of yucca flour by means of the independent study in a continuous way of the liquefaction, saccharification and fermentation processes (LSFC), the serial connection of the three stages and the integration of the saccharifi-cation and fermentation stages in a simultaneous way (SFSC). Materials and methods. The Termamyl 120 L y glucoamylase AMG 300L enzymes were used in the liquefaction and saccharification processes. The Saccha-romycesCerevisiae yeast was used in the fermentation process. The experimental strategy evaluated the effect of the dilution rate (D h-1) (0,07, 0,1, 0,15, 0,20, 0,25 and 0,30) on the conversion and the productivity of the independent processes. With the identification of the D that allowed the integration of the processes, an eva-luation was performed to the coupling of the LSFC process and in the SSFC mode. Results. According to the D chosen (0,1 h-1) during the execution of the experiment, the values productivity, concentration and ethanol yield obtained were: fermentation (4,5 g/lh, 5,8 % v/v, 0,4 g/g), LSFC (5 g/lh, 5,4% v/v and 0,46 g/g) and SFSC (4,75 g/lh, 4,7 %v/v and 0,4 g/g), respectively. Conclusions. Developing the LSFC and SFSC strategies was possible at a D= 0,1 h-1. There were no significant differences in the productivity, concentration and yield in the strategies serially evaluated. The integration of the processes in a continuous way was technically validated.

Key words: ethanol, continuous way, SFSC, LSFC, yucca flour.

RESUMOIntrodução. A produção de etanol a partir de matérias primas amiláceas envolve as etapas de cocção, lique-fação, sacarificação, fermentação e destilação. As bases tecnológicas do processo foram estudadas, mas devem ser melhoradas por meio da introdução de inovações que permitam reduzir os consumos de energia e gerem uma maior produtividade volumétrica de etanol. Objetivo. O projeto avalia a produção de etanol a partir da conversão de farinha de mandioca por meio do estudo independente em modo contínuo dos processos de liquefação, sacarificação e fermentação (LSFC), o acoplamento em série das três etapas e a integração das etapas de sacarificação e fermentação em forma simultânea (SFSC). Materiais e métodos. As enzimas Termamyl 120 L e glucoamilasa AMG 300L foram utilizadas nos processos de liquefação e sacarificação. O fermento Saccha-romyces Cerevisiae foi utilizada no processo de fermentação. A estratégia experimental avaliou o efeito da taxa de diluição (D h-1) (0,07, 0,1, 0,15, 0,20, 0,25 e 0,30) sobre a conversão e produtividade dos processos indepen-dentes. Com a identificação do D que permitiu integrar os processos, procedeu-se a avaliar o acoplamento do processo LSFC e em modo SSFC. Resultados. De acordo com o D selecionado (0,1 h-1) durante a execução do experimento, atingiram-se valores de produtividade, concentração e rendimento de etanol: fermentação (4,5


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g/lh, 5,8 % v/v, 0,4 g/g), LSFC (5 g/lh, 5,4% v/v e 0,46 g/g) e SFSC (4,75 g/lh, 4,7 %v/v e 0,4 g/g), respectivamente. Conclusões. Determinou-se que a um D= 0,1 h-1 foi possível desenvolver as estratégias LSFC e SFSC. Não se apresentaram maiores diferenças nos valores de produtividade, concentração e rendimentos nas diferentes estra-tégias de processo avaliadas em contínuo. Validou-se tecnicamente a integração dos processos em modo contínuo

Palavras importantes: etanol, modo contínuo, SFSC, LSFC, farinha de mandioca.

INTRODUCCIÓNLa tecnología para la producción de etanol a partir de materias primas amiláceas involucra las etapas de cocción, licuefacción, sacarificación, fermentación y destilación1. Las bases tecnológicas del pro-ceso se encuentran bastante estudiadas, pero deben ser mejoradas por medio de la introducción de innovaciones que permitan reducir los consumos de energía y generen una mayor productividad volumétrica de etanol. La estrategia de proceso evaluada en esta investigación permite incrementar la productividad volumétrica y reducir los consumos de tiempo y energía al integrar las etapas en forma simultánea en modo continuo.

Los gránulos de almidón para ser transformados en etanol requieren de tres etapas2: 1) Licuefacción: proceso hidrolítico en donde los gránulos de almidón se hidratan y se dilatan en condiciones de alta temperatura (cocción) y en donde las enzimas amilo-líticas (alfa amilasas) hidrolizan las moléculas de almidón produciendo maltodextrinas, que son moléculas de diferentes longitudes de cadena, deri-vadas del almidón y que se caracterizan por su grado de polimerización. 2) Sacarificación: proceso enzimático en donde enzimas glucoamilolíticas (glucoamilasas o también conocidas como amilogloco-sidasas) hidrolizan los enlaces carboxílicos terminales de las moléculas de maltodextrinas en glucosa. 3) Fermentación: transformación de azúcares fermentables, producto de la hidrólisis del almidón (maltosa y glucosa), en etanol. Esta transformación es mediada por levaduras y bacterias: tienen im-portancia industrial la levadura Saccharomyces cerevisiae y la bacteria Zymomonas mobilis.

Los modelos de producción de etanol se soportan en estrategias de proceso en modo discontinuo, lote alimentado y continuo. La principal desventaja del modo discontinuo radica en los altos costos operativos en los que se incurre durante las actividades preparativas de cada lote, y en los gastos de preparación de los inóculos industriales. La principal ventaja de los procesos continuos se centra en la potencialidad de alcanzar altos niveles de productividad de etanol, y presenta como restricción el peligro de contaminación del proceso debido a los largos períodos de operación1, 3, 4.

La producción de etanol a partir de yuca en el país no presenta antecedentes a escala industrial; existe solo un proyecto (proyecto Canta Claro) de iniciativa privada en el departamento del Meta que está próximo a entrar en operación con una capacidad de 25.000 L/día, pero se desconocen los resultados obtenidos a la fecha5.

Atthasampunna et al.,6 como estrategia de reducción de costos de producción, evaluaron la produc-ción de etanol a partir de almidón de yuca a través de procesos de cocción a alta y baja temperatura, alcanzado eficiencias promedio del 90% y valores medios de productividad de 1,35-1,40 g/Lh de eta-nol, respectivamente. Se ha utilizado la estrategia de proceso desacarificación y fermentación simul-tánea (SSF) en modo discontinuo para la producción de etanol a partir de almidón de yuca, logrando reducir los tiempos de proceso hasta un 50%, e incrementar los valores de productividad en un 30% (1,0 vs 1,3 g/Lh)7.

La yuca como sustrato para la producción de etanol puede ser utilizada como tubérculo fresco sin pe-lar, tubérculo fresco pelado y trozos deshidratados de yuca pelada. Independiente de la presentación de la yuca, se requiere una molienda previa antes de la cocción. Srikanta et al.8 encontraron, por medio de un estudio comparativo de producción de etanol en discontinuo a partir de las diferentes presen-

Producción + Limpia - Enero - Junio de 2012. Vol.7, No.1 - H. Peláez et al - 88•100

91Producción de etanol a partir de harina de yuca utilizando diferentes estrategias en modo continuo

taciones, que las productividades del proceso dependen de la forma de la materia prima: 0,82, 0,92 y 1,27 g/Lh para yuca sin pelar, yuca pelada y chips deshidratados de yuca pelada, respectivamente.

Para mejorar la eficiencia del proceso de obtención de etanol a partir de yuca se han desarrollado una serie de investigaciones en modo continuo, pero que infortunadamente solo involucran la etapa de fermentación de jarabes glucosados, o procesos de evaluación de estrategias SSF en modo conti-nuo9-11. La producción en continuo a través del proceso SFSC (sacarificación-fermentación simultánea en continuo) con uso de levaduras autofloculantes operando a una D de 0,042 h-1 permitió alcanzar productividades del orden de 3,58 g/L-h, y eficiencias de rendimiento del 86,2%9.

Roble et al.11 evaluaron la producción de etanol con levaduras inmovilizadas en una matriz biológica de la esponja Loofa en un reactor continuo tipo airlift, y encontraron productividades de 1,7 g/L-h, valores relativamente bajos para este modo de operación.

Tripetchkul y Ishizaki12 investigaron la producción de etanol a partir de hidrolizados del almidón de sago, utilizando como microorganismo la bacteria Zymomonas mobilis y alcanzando productividades de 11,1 g/L-h. La producción en continuo de etanol a partir del tubérculo del Topinambur presentó pro-ductividades de 12,5 g/L-h a una D de 0,36h-1, un valor sustancialmente alto frente a la productividad alcanzada en modo discontinuo (3,3 g/L-h)13.

Este proyecto evalúa la viabilidad técnica de la producción de etanol en continuo a partir de harina de yuca por medio del estudio independiente de los procesos de licuefacción, sacarificación y fer-mentación (LSFC), el acoplamiento en serie de las tres etapas y la integración en modo continuo de las etapas de sacarificación y fermentación en forma simultánea (SFSC). Se hace una evaluación del efecto de la D sobre los rendimientos, productividades y concentraciones de etanol. La investigación es inédita porque a la fecha no hay reportes de integración de las tres etapas de proceso en modo continuo, y sus resultados podrán ser escalados industrialmente mejorando la competitividad de la cadena productiva de etanol de yuca.

MATERIALES Y MÉTODOS

MaterialesHarina de yuca procesada en la Planta Piloto de la Universidad de Antioquia, localizada en el Munici-pio de Mutatá, fue utilizada como sustrato para la producción de etanol. La variedad ICA Copiblanca fue la variedad de yuca utilizada en este proyecto. Para la obtención de la harina de yuca el tubérculo fue lavado, picado, triturado, deshidratado y tamizado hasta obtener un tamaño de partícula de 0,246 mm. La harina fue secada por tres horas en estufa a 100 +/- 0.1°C antes de su uso con el objetivo de reducir la carga microbiana y evitar la contaminación de los procesos.

Las enzimas utilizadas en el proyecto fueron las enzimas Termamyl 120L y AMG 300L producidas por Novozymes, las cuales fueron compradas en el mercado local. La levadura Sacharomyces cerevisiae marca Ethanol Red de la casa Fermentis fue utilizada como microorganismo fermentativo. Los pro-cesos fueron desarrollados en Biorreactores de 5 L de volumen útil (B-Braund, New Brunswick y Bioengineering)

Evaluación de los procesos de fermentación, sacarificación y fermentación en modo continuo independienteCon el propósito de evaluar el efecto de la tasa de dilución sobre los rendimientos de los tres proce-sos en modo continuo e independiente y definir la tasa a la que se pueden acoplar los tres procesos en serie, se desarrollaron los siguientes montajes:

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Proceso de licuefacción en continuoEl proceso en continuo inició con la alimentación y cosecha simultánea a un sistema de licuefacción en lotes con 2 horas de proceso, que se desarrolló a 85 °C, pH 5,5, 6,67 Hz y una carga enzimática 0,4 KNU/g almidón de la enzima Termamyl 120L y una concentración inicial de harina de 200 g/L. La alimentación de la lechada de harina de yuca se realizó a una concentración de 200 g/L, 25 °C, pH 5,5 y concentración de Ca 2+ de 20 mg/L suplementado como CaCl2. El proceso en continuo conservó las condiciones del proceso en modo discontinuo. Debido a que la enzima se encontró en medio libre fue necesario alimentar enzima fresca a un flujo que permitiera conservar la carga de enzima en el medio. Se hizo seguimiento al proceso hasta alcanzar condiciones de estado estacionario, tiempo en el cual fueron ajustados los flujos para evaluar otras D. En el biorreactor fueron controlados la temperatura, pH y agitación.

Proceso de sacarificación en continuoEl montaje del sistema se inicia con el desarrollo de un proceso de sacarificación por lotes de las maltodextrinas, producidas en el proceso de licuefacción de harina de yuca. El sistemas por lotes operó por seis horas y presentó como condiciones iniciales de proceso: 60 °C, pH 4,5, 6,67 Hz y una carga enzimática de AMG 300L, 75 g/l de A. R. (concentración final de azúcares reductores del proce-so de licuefacción), alcanzando una conversión en A. R. del 90%. Cumplidas las seis horas de proceso por lotes, fueron alimentadas y cosechadas simultáneamente las corrientes de alimento y producto, respectivamente. La corriente de alimentación presentó las siguientes condiciones: concentración de 75 g/L de A.R., 25 °C y pH 5.5.

El proceso en continuo conservó las condiciones del proceso por lotes. Fue necesario alimentar en-zima fresca a un flujo que permitiera conservar la carga de enzima en el medio. Debido a que el pH de la corriente de alimentación permaneció a pH 5,5 y el pH del proceso debía estar en un valor de 4.5, fue necesario controlar esta variable del sistema en el biorreactor mediante la adición de ácido cítrico ajustando el punto de control a 4,5. Se hizo seguimiento al proceso hasta alcanzar condiciones de estado estacionario, tiempo en el cual fueron ajustados los flujos para evaluar otras D. Se contro-laron en el biorreactor la temperatura, agitación y pH.

Proceso de fermentación en continuoComo es característico del arranque de los sistemas biológicos en modo continuo, el proceso fue ini-ciado en modo discontinuo. Las condiciones iniciales del sistema en modo discontinuo fueron: con-centración inicial de sustrato So= 175 g/L glucosa, pH 4,5, 37 °C,6,67 Hz y un inóculo de levadura de 0.75 g/L (activado 30 minutos en un medio a las mismas condiciones de proceso del cultivo continuo; no fue necesaria la adición de sales según metodología de Acosta el al.14). Como medio fermentativo del proceso fueron utilizados los jarabes glucosados obtenidos de la sacarificación enzimática del licuado de la harina de yuca.

Después de 6 horas de proceso de fermentación en modo discontinuo y garantizando que se alcanzara la fase de crecimiento exponencial, se inició en forma simultánea la alimentación de la corriente fresca de sustrato y el cosechado de la corriente de producto. Las condiciones del proceso: T, pH y agitación en modo continuo fueron las mismas del proceso discontinuo. El proceso fue monitoreado por medio del seguimiento a las concentraciones de A.R., glucosa y etanol. Una vez se alcanzaron las condiciones de estado estacionario (no variabilidad en las concentraciones del medio), se procedió a ajustar los flujos de alimentación y de producto para satisfacer los valores de las otras tasas de dilución.

Licuefacción, sacarificación y fermentación en serie en modo continuoUna vez fue estudiado el efecto de D sobre los rendimientos de los procesos, se seleccionó la D que permitiera acoplar los tres procesos en serie. El proceso requirió del uso de tres biorreactores


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operando con un volumen útil de 5 L y de bombas peristálticas para ajustar los flujos de alimentación y cosechado de los tres procesos correspondientes a la tasa de dilución de operación. Fue necesario suministraren la corriente de alimentación en los procesos de licuefacción y sacarificación las enzimas Termamyl 120L y AMG 300L a las relaciones operadas y descritas en modo independientes.

El arranque del sistema en continuo requirió que los procesos de fermentación y sacarificación en discontinuo se montaran en simultáneo, y luego de 4 horas de operación de estos procesos se dio inicio al proceso de licuefacción. Los flujos de alimentación y cosechado de los tres biorreactores iniciaron después de 2 horas de operación del proceso de licuefacción. En los biorreactores fueron controlados la temperatura, pH, y agitación. Las condiciones de proceso de las operaciones en continuo fueron las utilizadas en las etapas de evaluación en continuo en modo independiente. La alimentación fresca al sistema conservó las mismas propiedades del flujo de alimentación del proceso de licuefacción en modo continuo independiente, garantizando la concentración de Ca2+ en el sistema reactivo. El proceso fue desarrollado hasta alcanzar condiciones de estado estacionario.

Sacarificación-fermentación simultánea en modo continuoPara evaluar la viabilidad técnica de desarrollar el proceso SFSC, se realizó el montaje del sistema en un biorreactor de 5 L alimentado con maltodextrinas, a 25 ° C, pH 5,5 y 75 g/l de A.R. El proceso SFSC arrancó con la alimentación y cosechado simultáneo después de seis horas de fermentación en discontinuo. El sistema en continuo conservó las propiedades del proceso de fermentación en lotes. El sistema fue alimentado con una corriente adicional por donde se suministró la enzima AMG 300 L. El proceso fue controlado a 37 °C y 6,67 Hz y pH 4.5. El seguimiento del proceso se realizó hasta garantizar condiciones de estado estacionario.

Métodos analíticos

La harina de yuca fue caracterizada bromatológicamente siguiendo los métodos de la AOAC15. Humedad (AOAC 925 45 modificado Ed. 15), cenizas (AOAC 923 03 Ed. 16), proteínas (AOAC 968 05 Ed. 15), carbohidratos (cálculo por diferencia de componentes diferentes a carbohidratos), grasa (AOAC 920 39 Ed. 15), calorías (cálculo a partir de grasa, proteínas y carbohidratos) y almidón cuan-titativo (espectrofotométrico).

A partir de tres tiempos de retención fueron tomadas muestras para análisis de A. R., glucosa y etanol; los análisis se desarrollaron por triplicado. Los perfiles de fermentación (concentración frente a tiem-po) de etanol y glucosa se cuantificaron por cromatografía líquida de alta eficiencia (HPLC) usando un cromatografo Agillent 1200, y una columna BioRad Aminex HPX-87H (300x 7,8 mm); como fase móvil se utilizó una solución de 0,012 N de ácido sulfúrico grado HPLC con un flujo de 0,5 mL/min, con una temperatura de columna de 338,15 K utilizando detector de Índice de Refracción Agillent. Los azúcares reductores se determinaron por el método de Millerusando un espectrofotómetro UV visible Genesys 2016.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Análisis bromatológico de la harina de yuca variedad CopiblancaEn la tabla 1 se muestra la composición de la harina de yuca variedad Copiblanca. Se puede observar el alto contenido de proteína de la harina, característica de la variedad de yuca utilizada (3,03%) que permite soportar los requerimientos de fuente de nitrógeno del microorganismo en los procesos fermentativos.


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Proceso de licuefacción en continuoEl proceso de licuefacción en continuo solo fue posible evaluarlo a la tasa de dilución de 0,1 h-1, ya que a tasas inferiores se presentaron problemas de obstrucciones de la suspensión en las mangueras de alimentación de la bomba peristáltica; y a tasas de dilución mayores, el control de temperatura del biorreactor no permitió que se controlara la temperatura a 85 °C, lo que presentó problemas de gelatinización. En la tabla 2 se aprecia que el proceso en continuo permitió alcanzar conversión de almidón en A.R. del 40%, lo que representa concentraciones de A.R. de 65 g/L; estos valores son muy similares a los resultados obtenidos en modo discontinuo14. El proceso permitió alcanzar una productividad media de 6,1 g/L-h de A.R (61,6 g/L A.R. x 0,1 h-1)

Tabla 1. Análisis bromatológico de la harina de yuca variedad Copiblanca

Parámetro Valor %

Humedad 13,2

Cenizas 2,15

Proteínas 3,03

Carbohidratos 81,48

Grasa 0,16

Calorías Kcal/g 339,4

Almidón cuantitativo 62,23

Tabla 2. Licuefacción en modocontinuo

Tiempo (h) TR (h) A.R. (g/l) Conversión %

0 0 67,8 41

16 1,6 50,8 31

27 2,7 61,6 39

38 3,8 65,6 40

50 5.0 66.7 40

TR Tiempos de Retención = 1/D

Proceso de sacarificación en continuoEl proceso de sacarificación en modo continuo presentó niveles de conversión de almidón en azú-cares reductores similares a los encontrados en procesos discontinuos14. En la tabla 3, se oberva que no hubo diferencia apreciable entre los niveles de conversión y A.R. obtenidos en las tasas de dilución evaluadas. Los valores de productividad alcanzados a las diferentes tasas de Dilución (P (g/L-h) = A.R (g/L) x D (h-1)) fueron 15 g/L-h, 29,4 g/L-h y 48 g/L-h, valores muy superiores a las productividades alcanzadas por Hoshino, et al.17, utilizando la enzima auto precipitante D-AS (3,6 g/L-h a una D de 0,1 h-1). Es importante aclarar que en nuestro sistema, la enzima se encontró libre, por lo que se requirió alimentar enzima fresca a la corriente de alimentación.


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Tabla 3. Sacarificación en modocontinuo (concentración de A.R. y conversión a los 4 TR)

Tasa dilución Concentración A.R. (g/l) Conversión (%)

0,1 150 90,4

0,2 147,36 89,3

0,3 159,02 96,4

Proceso de fermentación en modo continuo

En la tabla 4 se muestran para cada una de las D evaluadas, los valores de concentración de etanol, la concentración de glucosa y productividad de etanol. Se observó, como era de esperarse, que a medi-da que se incrementa el flujo de alimentación (aumento de D) los valores de concentración de etanol disminuyen; los valores de concentración de glucosa presentaron un comportamiento contrario; esto se explica porque en la medida que se incrementa el flujo de alimentación, disminuye el tiempo de retención, ya que las células de levadura no permanecen el tiempo suficiente en el biorreactor para desarrollar el proceso metabólico. Los valores de productividad mayores se alcanzaron a las tasas de dilución de 0,07 y 0,1 h-1 (4,1 g/L-h), valores mayores a los alcanzados en procesos por lotes (1.3 y 2.5 g/L-h)7. La máxima concentración de etanol se alcanzó a una tasa de dilución de 0,07 h-1 (6,90% v/v), valor interesante para procesos continuos. Los valores de las productividades son bajos comparados con los sistemas de reciclo multietapas (12,7 g/L-h)18 e inmovilización de biomasa (29,64 g/L-h a D 0,11 h-1)19, y mayores a los reportados en sistemas con uso de levaduras autofloculantes (3,58 g/L-h a D = 0,042 h-1) 10y (2,41 g/L-h a D = 0,027 h-1)20.

Tabla 4. Fermentaciones en modo continuo (concentraciones de etanol y glucosa y valores de productividades evaluadasa 4 TR)

Tasa dilución Concentración etanol (% v/v)

Concentración etanol g/L

Glucosa residual (g/L)

Productividad (g/L-h)

0,07 6,90 53,82 48 4,1

0,1 5,20 41,11 57 4,1

0,15 2,42 19,14 84 2,9

0,2 2,11 16,67 119 3,3

0,25 1,69 13,31 115 3,3

0,3 1,44 11,38 108 3,4

Acoplamiento en serie de las etapas de licuefacción, sacarificación y fermentación en modo continuo (LSFC)Las tablas 5 y 6 muestran los resultados del seguimiento del sistema acoplado en continuo de las etapas de licuefacción, sacarificación y fermentación para la producción de etanol a partir de harina de yuca. En la tabla 5 se observa cómo a la tasa de dilución de 0,1 h-1 fue posible acoplar las tres eta-pas del proceso y alcanzar las condiciones de estado estacionario, hecho que demuestra la viabilidad técnica de la integración de los procesos.


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Tabla 5. Sistema de licuefacción, sacarificación y fermentación acoplados en continuo (concentración de A.R.de los procesos acoplados en serie en modo continuo)

Tiempo (h) TR Alimentación

fresca (g/L)Licuefacción

(g/L)Sacarificación

(g/L)Fermentación

(g/L)2 0,2 4,3 75,8 150,5 108,6

10 1 5 68,2 149,6 76,2

23 2,3 6,5 65,6 158,8 63,7

32 3,2 3,7 68,8 155,4 66,9

35 3,5 3,3 72,3 148,6 58,1

42 4,2 5 68,4 148,3 59,8

59 5,9 4,7 67,4 151,7 57

62 6,2 4,9 70,7 147,9 58,4

64 6,4 5 72,5 148,9 61,1

Las tablas 5 y 6 permiten observar que a partir de los 4,2 TR se alcanzaron condiciones de estado es-tacionario en las tres etapas del sistema. La suspensión de harina de yuca mantuvo una concentración homogénea en el intervalo 3,3-6,5 g/L de A.R. durante el proceso, lo que evidencia la calidad microbioló-gica de la corriente de alimentación al proceso de licuefacción; la concentración de A.R. en condiciones de estado estacionario en el proceso se licuefacción se mantuvo en el intervalo 67,4-72,5 g/L; se alcanzó una concentración de A.R. en el intervalo de (148,3-148,6)g/L en condiciones de estado estacionario en el proceso de sacarificación; y en la etapa de fermentación se alcanzaron concentraciones de etanol y glucosa en g/L en los intervalos de (40,99-46,66) y (53,48-54,77), respectivamente. La productividad alcanzada en el proceso de acoplamiento de la tres etapas bordeó valores medios de 4,38 g/L-h, valores mayores como era de esperarse frente a los procesos desarrollados en forma discontinua.

Tabla 6. Sistema de licuefacción, sacarificación y fermentación acoplados en continuo (valores de productividad, rendimiento y concentraciones

de etanol y glucosa en el biorreactor de fermentación)

Tiempo(h) TR Etanol

(g/L)Glucosa

(g/L)Productividad

g/LhEtanol %

v/v Y p/s Rendimiento

2 0,2 95,7 93,62 N.A. 5,10 0,50 0,92

10 1 40,81 70,36 4,10 5,23 0,52 0.99

23 2,3 32,02 58,18 3,20 4,11 0,32 0,62

32 3,2 46,66 60,22 4,66 5,98 0,49 0,96

35 3,5 40,99 56,46 4,10 5,26 0,44 0,87

42 4,2 45,5 53,48 4,55 5,83 0,48 0,94

59 5,9 40,81 54,48 4,10 5,23 0,42 0,82

62 6,2 42,02 55,95 4,20 5,11 0,46 0,85

64 6,4 46,66 54,77 4,67 5,98 0,55 0.86


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Tabla 7. Seguimiento a las concentraciones de substrato y producto en el Sistema SFSC

Tiempo(h) TR Alimento

A.R. (g/l)

Producto del sistema SSFCProductividad

g/l-h Y p/s RendimientoA.R (g/l) Etanol g/l

Glucosa g/l

0 0 77,3 133,4 16,19 124,09 1,62 0,47 0,9212 1,2 78,9 80,4 42,26 67,25 4,23 0,48 0,9521 2,1 78,9 73 37,28 64,63 3,73 0,39 0,7733 3,3 77,6 70,2 33,89 59,64 3,40 0,35 0,6836 3,6 74,6 68,9 35,31 59,81 3,53 0,35 0,6848 4.8 75.2 69.7 35.24 59.02 3.52 0.34 0.68

La producción en continuo a través del proceso SFSC con uso de levaduras auto-floculantes operan-do a una D 0,042 h-1 permitió alcanzar productividades del orden de 3,58 g/L-h y eficiencias de ren-dimiento del 86.2%, muy similares a los resultados de este proyecto10. Los valores de concentración de etanol en el sistema LSFC son mayores a los producidos en el proceso SFSC (4,38 vs 3,5 g/L-h). La comparación de las concentraciones de A.R. en las corrientes de entrada y salida permite concluir que el proceso enzimático operó sin inconvenientes, pese a que el proceso se realizó a una tempe-ratura inferior a la reportada como óptima según la casa fabricante (40 °C vs 60 °C). Este hecho fue reportado en otras investigaciones 7,22y fue suficiente para garantizar el metabolismo de la levadura. Al comparar la concentraciones de A.R. y glucosa en el sistema, se aprecia que la eficiencia del proce-so de sacarificación, tomando como base la carga de almidón alimentado al proceso de licuefacción, se aproximó al 95%, pues fue dejada de sacarificar una concentración equivalente de 10 g/L de A.R.

Comparación de los procesos FC, LSFC, SFSC

En la tabla 8 se puede evidenciar el éxito de la estrategia del proceso al acoplar las etapas de licue-facción, sacarificación y fermentación en modo continuo operando en serie a una tasa de dilución de 0,1 h-1,pues los valores de productividad alcanzados fueron iguales frente al control (fermentación en continuo operando a la misma tasa de dilución). La estrategia de proceso SFSC presentó una re-ducción en el valor de productividad. No hubo diferencia en los valores de concentración de etanol


Sacarificación-fermentación simultánea en modo continuoEn la tabla 7 se presentan los valores de las concentraciones de etanol, A.R. y glucosa en el en las corrientes producto y de A.R. en la corriente de alimentación del sistema SFSC. Se observó que a la tasa de dilución de 0,1 h-1 fue posible desarrollar la estrategia de proceso SFSC, pues a partir de 2 TR las concentraciones de sustrato y producto se acercaron a un intervalo estrecho de concentración. A partir de 2 TR se alcanzaron en condiciones de estado estacionario concentraciones de etanol de 35 g/L, que representan productividades de 3,5 g/L-h de etanol y rendimientos teóricos del 68%, rendi-mientos inferiores a la estrategia de LSFC en serie, en donde los rendimientos del proceso acoplado bordearon el 100%. En estudios realizados por Castaño et al. 7, se alcanzaron incrementos de produc-tividad del 30% (1,3 g/L-h de etanol) utilizando la estrategia sacarificación y fermentación simultáneas (SFS) por lotes usando como materia prima almidón de yuca, y las enzimas liquozyme y spirizyme, cuando compararon los resultados contra un proceso en donde los procesos de sacarificación y fer-mentación se desarrollaron en forma independiente (1,0 g/L-h). Valores similares de concentración de etanol y rendimientos fueron encontrados por Neves,et al.21 utilizando la estrategia de proceso SFS a partir de harina de trigo en modo discontinuo, lo que pone de manifiesto el éxito en el desarrollo del proceso en continuo.

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alcanzados en los procesos (5,4 %v/v); solo se presentó una diferencia en concentración en el proceso FC (fermentación en continuo) que operó a una tasa de dilución de 0,07 h-1,que alcanzó una concen-tración de 6,9% v/v.

Tabla 8. Análisis comparativo de los resultados de las estrategias de proceso SFSC, LSFC y FC.

Proceso D h-1 Productividad g/L-h Etanol % v/v Y p/s Rendimiento

SFSC 0,1 3,5 5,4 0,39 0,77

LSFC 0,1 4.38 5,4 0,46 0,91

F continuo 0,1 4,1 5,2 0,40 0,78

F continuo 0,07 4,1 6,9 0,48 0,94

Al comparar los resultados del proceso de acoplamiento LSFC (Licuefacción sacarificación fermenta-ción simultánea en modo continuo) con los procesos LSFS (Licuefacción sacarificación fermentación simultáneas en modo discontinuo)2 y el proceso LSF (Licuefacción, sacarificación y fermentación independientes en modo discontinuo)9 se observa que el proceso LSFC presenta el mayor valor de productividad (4,3 g/L-h vs 2,5 g/L-h y 3,21 g/L-h, respectivamente. En la tabla 9 se apreciaque la con-centración de etanol alcanzada en el proceso LSFC fue menor a las concentraciones de los procesos LSFS y LSF (5,40 % v/v vs 14,62 y 14 % v/v, respectivamente).

Se recomienda a la misma tasa de dilución utilizada, evaluar el efecto de la concentración del inoculo sobre el porcentaje de consumo de sustrato en el proceso discontinuo que sirve de arranque de los procesos en continuo.

Tabla 9 Comparación de estrategias de proceso de producción de etanol a partir de harina de yuca

Modo Productividad g/l-h Etanol %v/v Y p/s Rendimiento%

LSFS discontinuo 2,5 14,62 0,44 92

LSF Independientes 3,21 14 0,44 92

LSFC 4,1 5,38 0,39 77

CONCLUSIONESEs factible técnicamente el acoplamiento en serie de los tres procesos en modo continuo: licuefac-ción, sacarificación y fermentación. Los procesos de sacarificación y fermentación simultáneos se pueden desarrollar en modo continuo. Los procesos se pudieron integrar a una tasa de dilución de 0,1 h-1.Se alcanzaron productividades de 4,38 g/Lh de etanol con concentraciones de 5,4% v/v, que equi-vale a rendimientos del 90%. Se alcanzaron productividades superiores a las estrategias de proceso LSFS en discontinuo y LSF independientes en modo discontinuo. Los resultados de esta investigación pueden ser utilizados por la industria nacional de producción de alcohol etílico para ser usado como oxigenante biológico de gasolinas, como respuesta a los requerimientos de la Ley 693 de 2001; como alcohol etílico potable para la fabricación de bebidas, y en la industria de perfumes. Los resultados de la investigación fortalecen tecnológicamente la cadena productiva de la yuca (productores agrícolas


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y procesadores industriales) al validar la viabilidad técnica de integrar en modo continuo y en forma simultánea los procesos de licuefacción, sacarificación y fermentación, y demostrar que se alcanzaron mayores productividades comparados con los procesos discontinuos, hecho que representa mayor economía en el proceso por reducción de costos de operación al integrar los procesos en una sola etapa, permitiendo incrementar la capacidad de procesamiento de la plantas de proceso.

AGRADECIMIENTOSLos autores agradecen al Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid y a la Universidad de Antioquia por la financiación del proyecto 2061090122: Producción de etanol en continuo a partir de harina de yuca.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Comparación entre bioestimulación y bioaumentación para la recuperación de

suelos contaminados con diesel*

Comparison between biostimulation and bioaugmentation to recover soils contaminated with diesel

Comparação entre bio-estimulação e bio-aumento para a recuperação de solos contaminados com diesel


*Articulo derivado del proyecto de investigación “Biorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos en el municipio de Apartadó” realizado entre abril y septiembre de 2010 en Apartadó (Antioquia). **Microbióloga y Bioanalista. MSc. En Microbiología. Grupo GDCON, Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia. ***Bióloga. Grupo GDCON, Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia. ****Químico. MSc (C). Grupo GDCON. Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia. *****Químico. Msc., Ph.D. Coordi-nador grupo GDCON. Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia

Correspondencia: Nancy Johanna Pino Rodriguez, e-mail: [email protected]


Nancy J. Pino Rodríguez** / Stephanie Carvajal*** / Andrés Gallo**** / Gustavo Peñuela*****


RESUMEN Introducción. El diesel es un hidrocarburo contaminante que puede llegar a matrices am-bientales por diferentes fuentes y generar un gran impacto ambiental negativo. Objetivo. evaluar la biorremediación con bioestimulación y bioaumentación como metodología para la recuperación de suelos contaminados con diesel. Materiales y métodos. Los ensayos se rea-lizaron con muestras de suelo obtenido de un lugar con historial de contaminación. Se llevaron a cabo 4 enfoques; atenuación natural bioaumentación con microorganismos aislados a partir del suelo y bioestimulación con nutrientes o con cascara de banano. Resultados. Durante 30 días se monitoreó la concentración de microorganismos, y de hidrocarburos dando como resultado que el mejor tratamiento fue el de adición de nutrientes con cáscara de banano, lo-

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grando una degradación del 93%, la más alta con respecto a los otros tratamientos. Conclusión. Los resultados sugieren que una adecuada aplicación de nutrientes contribuye al desarrollo de la población microbiana en el suelo con capacidad de degradar diesel aumentando la efectividad del proceso.

Palabras clave: biodegradación, bioestimulación, bioaumentación, diesel, biorremediación.

ABSTRACTIntroduction. Diesel is a contaminating hydrocarbon that can come to environmental matrices via several sou-rces, and produce high environmental damage. Objective. To evaluate bioremediation with biostimulation and bioaugmentation as a methodology to recover soils contaminated with diesel. Materials and methods. The tests were performed with soil samples obtained from a place with a contamination historical record. 4 approa-ches were taken: natural attenuation, bioaugmentation with microorganisms isolated from the ground, biosti-mulation with nutrients and banana peels. Results. The microorganisms and hydrocarbon concentrations were monitored during 30 days, and the best treatment was that of the nutrient addition with banana peels, achieving a 93% of degradation, the highest one in comparison to the other treatments. Conclusion. The results suggest that an adequate application of nutrients contributes to the development of the microbial population in the soil with diesel degradation capacity, increasing the process´ effectiveness.

Key words: biodegradation, biostimulation, bioaugmentation, diesel, bioremediation.

RESUMO Introdução. O diesel é um hidrocarboneto contaminante que pode chegar a matrizes ambientais por diferen-tes fontes e gerar um grande impacto ambiental negativo. Objetivo. Avaliar a bio-remediação com bio-estimu-lação e bio-aumento como metodologia para a recuperação de solos contaminados com diesel. Materiais e métodos. Os ensaios se realizaram com mostras de solo obtido de um lugar com historial de contaminação. Levaram-se a cabo 4 enfoques; atenuação natural, bio-aumento com microrganismos isolados a partir do solo, bio-estimulação com nutrientes e com cascara de banana. Resultados. Durante 30 dias se monitorou a con-centração de microrganismos e de hidrocarbonetos dando como resultado que o melhor tratamento foi o de adição de nutrientes com casca de banana, conseguindo uma degradação do 93%, a mais alta com respeito aos outros tratamentos. Conclusão. Os resultados sugerem que uma adequada aplicação de nutrientes contribui ao desenvolvimento da população microbiana no solo com capacidade de degradar diesel, aumentando a efeti-vidade do processo.

Palavras importantes: bio-degradação, bio-estimulação, bio-aumento, diesel, bio-remediação.

INTRODUCCIÓN El diesel es una mezcla compleja de diferentes hidrocarburos y está constituido principalmente por alcanos, alquenos e hidrocarburos aromáticos, también posee en menor proporción azufre, nitrógeno, metales yoxígeno. Las moléculas de hidrocarburos presentes en el diesel contienen de 8 a 40 átomos de carbono, y en general son más pesados que los que se encuentran en la gasolina. El diesel es uno de los mayores contaminantes de agua y suelo y puede llegar a estas matrices como consecuencia de actividades industriales y derrames accidentales, los efectos de esta contaminación son graves para los diferentes ecosistemas ya que interfiere con el crecimiento y el desarrollo normal de la fauna y la flora de diversas maneras1.

Existen diferentes tecnologías y métodos para la recuperación de suelos contaminados con derivados del petróleo como el diesel2, sin embargo la biorremediacion es una tecnología que en los últimos años se ha venido desarrollando como una alternativa más económica y ambientalmente sostenible

Producción + Limpia - Enero - Junio de 2012. Vol.7, No.1 - N. J. Pino et al - 101•108

103Comparación entre bioestimulación y bioaumentación para la recuperación de suelos contaminados con diesel

para el tratamiento de suelos contaminados3. La biorremediación utiliza la capacidad de los microor-ganismos presentes en ambientes afectados para degradar compuestos o convertirlos a otros menos tóxicos4. La recuperación de zonas afectadas con el uso de microorganismos ofrece una solución práctica y viable para la restauración de ecosistemas5. Varios investigadores han reportado microor-ganismos con una alta capacidad de degradar hidrocarburos, aislados de hábitats naturales histórica-mente contaminados con petróleo o sus derivados6.

La biorremediacion puede llevarse a cabo con dos enfoques: la bioaumentación que se realiza con la adición externa de microorganismos degradadores y la bioestimulación que se realiza con la adición de nutrientes para favorecer el crecimiento de los microorganismos y de esta manera aumentar la velocidad de la degradación7. Ambos enfoques han sido usados exitosamente para la recuperación de suelos, sin embargo la biorremediacion es un proceso que se ve afectado por factores como el tipo de suelo, pH, tipo de contaminante, disponibilidad de nutrientes y de aceptores de electrones8, lo que hace necesario evaluar las diferentes alternativas antes de realizar trabajos en campo. El objetivo de este trabajo fue evaluar y comparar un proceso de bioestimulación y bioaumentación con el fin de encontrar un método eficiente, de bajo costo, robusto para acelerar la biorremediación de un suelo contaminado con diesel proveniente del embarcadero de UNIBAN ubicado en Apartadó, Antioquia.

MATERIALES Y MÉTODOSEl suelo seleccionado para este estudio se obtuvo de un área contaminada crónicamente con diesel en Apartadó, Antioquia. Debido a las actividades de embarque de la zona bananera. Estudios previos determinaron que la concentración de hidrocarburos era mayor a 6000 mg /kg. Las muestras fueron recolectadas en bolsas de polietileno asépticamente a partir de una capa 0-60 cm suelo, la cantidad de muestra osciló entre 500 a 700 g. Las muestras de suelo fueron recolectadas y almacenadas a 4ºC para análisis físico-químicos posteriores y para el aislamiento de microorganismos degradadores de diesel.

Cultivo y aislamiento de microorganismosLa determinación de la densidad bacteriana en el suelo se llevó a cabo según lo descrito por Hernesmaa et al.9 Se tomó 1 g de suelo y se mezcló con 9 ml de NaCl al 0,9%, la suspensión se mezcló con vórtex durante 1 min, a partir de esta suspensión se hicieron diluciones seriadas hasta 10-8 y las dos últimas se sembraron en placas de agar nutritivo (Merck), para el recuento de microorganismos y en medio mínimo para bacterias hidrocarbonoclastas que fueron incubadas durante 48 h en oscuridad a 35ºC.

Obtención de cultivos puros y del consorcio microbiano enriquecidoLas cepas microbianas fueron aisladas por el cultivo de enriquecimiento a partir de muestras de sue-lo contaminado con diesel. Se utilizó Medio Minino de Sales (MMS), como medio de cultivo, con la siguiente composición en gramos por litro: 8,5 g de Na2HPO4, 3 g de KH2PO4,0,5 g de MgSO47H2O, 1 g de NH4Cl, 0,0147 g de CaCl2, 0.001 g de KI, 0,04 g de MnSO4.H20, 0,04 gZnSO4.H20, 0.002g de FeCl3.6H20, 0,5 g de NaCl, 0,005g de H3BO3, 0,0004g de CuSO4. 100 gramos de suelo fueron inocu-lados en frascos erlen meyer de 500 mL con 200 mL de MSM suplementado con 2%(v/v) de diesel como única fuente de carbono, los cultivos se incubaron en un agitador orbital a 35 ºC, a 180 rpm durante 7d. Después de la incubación, una alícuota de 20 mL del cultivo fue usada como inoculo para 200 mL de MSM fresco con 2% de diesel y fue cultivado en las mismas condiciones. Este paso se repitió cuatro veces para obtener un consorcio enriquecido con microorganismos degradadores de diesel. Como control se usó medio sin inocular. Para el aislamiento de cepas de microorganismos del consorcio, después de cada ciclo de enriquecimiento, 1 mL de caldo de cultivo se diluyó en serie y se sembraron en placas de MSM con agaral 1,5%y 2% de diesel, se incubaron durante 7 días, cada colonia individual fue identificado inicialmente por su color y la morfología y se caracterizó por la capacidad

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de degradación de diesel en MSM suplementado con diese l2% como única fuente de carbono. Como control se utilizaron placas de agar sin suplemento de diesel.

Ensayos de bioestimulación y bioaumentación Se llevaron a cabo 4 tratamientos por triplicado como se describe en la tabla 1. El suelo se tamizó a tamaños de partícula entre 2-2,3 mm para garantizar que se diera una distribución homogénea. Para estos ensayos se utilizaron 400 g de suelo en bandejas plásticas. La relación entre el suelo y las cáscaras de banano fue 90:10. Las fuentes de nitrógeno y fósforo fueron (NH4)2SO4 y K2HPO4 res-pectivamente. La concentración inicial de diesel fue de 6.27%. Para calcular la cantidad de nutrientes a adicionar se utilizo la relación C:N:P(100:10:1). Los microorganismos adicionados fueron aquellos ais-lados por enriquecimiento y se agregaron en una concentración de 109 UFC/g suelo en una solución de 100 mL de agua junto con los nutrientes. Como control se utilizó suelo esterilizado en autoclave a una temperatura de 121°C y una presión de 1.5 kg/cm2 durante 1 hora, este proceso se repitió durante 3 días. El suelo utilizado para los tratamientos tenía las mismas condiciones, a excepción de aquel utilizado para el control que estaba esterilizado. El ensayo fue monitoreado durante 30 días y se tomó muestra al inicio y al final del ensayo y de cada uno de los tratamientos para determinar la concentración de hidrocarburos.

Tabla 1. Ensayos de bioestimulación y bioaumentación

Tipo tratamiento Tipo Descripción

Tratamiento A Control Suelo estéril con hidrocarburos

Tratamiento B Atenuación natural Suelo con hidrocarburos

Tratamiento C Bioaumentación Con adición de microorganismos degradadores de hidrocarburos a una concentración de 107 UFC/gr suelo

Tratamiento D Bioestimulación Suelo con hidrocarburos, adición de nutrientes potasio y nitrógeno

Tratamiento E Bioestimulación Suelo con hidrocarburos, adición de nutrientes nitrógeno y cascara de banano

Procedimientos Analíticos La concentración de diesel fue cuantificada usando un cromatógrafo de gases Agilent Technologies® 6890 Plus como la suma del contenido de hidrocarburos no polares contenidos en el rango C10H22-C25H52 (n-Decano, n-Pentacosano DRO Mix (Tennessee/Mississippi), Restek). Se inyectaron 2.0 µL del extracto de la muestra en el puerto de inyección a 250°C en modo Splitless, la separación de los compuestos de las muestras analizadas se realizó en una columna capilar Rtx®-5MS w/Integra-Guard de 30 m x 0.32 mm I.D, 0.25 µm de espesor de película y 5 m de guarda columna (Restek). La temperatura del horno inicio a 40°C por 2 min, luego subió a una rampa de 12.00 °C/min hasta 320 °C donde se mantuvo por 5.0 min, usando helio como gas de arrastre a un flujo de 3.0 mL/min, la detección se realizó con un detector de ionización de llama a 330 °C.

Las muestras fueron extraídas utilizando 5 g de suelo (previamente tamizado por una malla de 2.0 mm) y realizando una extracción por ultrasonido durante 5.0 min utilizado 3 porciones de 10 mL de diclorometano, los extractos fueron concentrados hasta aproximadamente 3 ml y aforados en un balón de 5 mL con diclorometano.


105

La concentración de nitrógeno fue cuantifi cada con el método Kjeldahl usando un destilador auto-mático modelo K-355 marca Buchi y un titulador automático 848 tritino plus marca Metrhom, el fósforo por el método del ácido ascórbico. El contenido de materia orgánica fue determinado por el método de Walkley-Black. El pH del suelo se midió a partir de 1 g de suelo diluido en 10 ml de agua desionizada, las mediciones se hicieron con un medidor de pH Metler Toledo® MP 220.

Análisis estadísticos Se analizó el efecto de cuatro tratamientos diferentes en el porcentaje de biodegradación de diesel en el suelo. Se realizó el análisis de los resultados empleando un análisis de varianza (Anova) (p<0.05). Finalmente se realizó el análisis de correlación de Pearson para distribución paramétrica.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Caracterización del suelo

El pH del suelo fue 7.2, el contenido de materia orgánica fue de 5.3%, la concentración de N fue de 1.5 mg/Kg y la de P 343 mg/kg. El suelo presentó una concentración promedio de hidrocarburos de 6270 mg /kg. Esta concentraciones según lo reportado por McAllister; et al10 están en el límite inferior que afecta la disponibilidad para la biodegradación de los microorganismos. El perfi l de hidrocarburos (fi -gura 1) indicó que estaban están constituidos principalmente por hidrocarburos de C10H22 a C20H52 y carbonos, con posibles trazas de compuestos de 25 átomos de C. La ausencia de compuestos ligeros (C <10), sugiere que se pueden haber perdido por evaporación y degradación biótica y abiótica. Por el contenido de fosforo y nitrógeno el suelo se calcifi có como fértil, sin embargo se añadió nitrógeno y fósforo, para cubrir el desbalance por la presencia del diesel.

Figura 1. Cromatogramas obtenidos a partir del procesamiento de las muestras de suelo por cromatografía de gases

Aislamiento de microorganismosLos recuentos de microorganismos, mostraron que la población dominante era de bacterias hidrocar-bonoclastas, cuyos valores fueron típicos de suelos contaminados con microorganismos adaptados11. los recuentos de bacterias hidrocarbonoclastas fue en promedio de 1.6 x 108 que corresponden a una población alta, adaptada, típica de suelos con presencia de hidrocarburos durante periodos prolongados, de acuerdo con las recomendaciones reportadas en la literatura estos niveles corres-


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Figura 2. Degradación de hidrocarburos. Cada tratamiento inició con una concentración aproximada de 6,27% de hidrocarburos. Las barras de error representan

la desviación estándar de tres ensayos independientes.

ponden a suelos con alto potencial de biodegradación con respecto a la población heterótrofa total, la población hidrocarbonoclasta representó un alto porcentaje de más del 60%. Después del proceso de enriquecimiento se lograron aislar 13 cepas diferentes, las cuales se clasifi caron de acuerdo a su morfología y tinción de Gram.

Efecto de la bioestimulación y la bioaumentación en la degradaciónAl analizar la infl uencia de los diferentes tratamientos en la remoción de diesel, se encontró que la adición de nutrientes y microorganismos aumentaron la degradación del compuesto (fi gura 2). La adición de nutrientes (P, N y cáscara de banano) presentó efectos signifi cativos, evidenciando el re-querimiento de nutrientes para estimular la actividad microbiana con este tratamiento la degradación fue de 93%. En el presente trabajo se manejó una relación C:N:P = 100:10:1 y, ésta fue elegida basán-dose en las recomendaciones de literatura12, 13 que consideran los rendimientos y la composición de elementos observada en la biomasa para determinados grupos microbianos. Los resultados sugieren para este estudio que la bioestimulación es el factor determinante para la recuperación del suelo. La razón puede deberse a que el crecimiento microbiano se incrementa cuando la relación C:N se optimiza, ya que los suelos altamente contaminados con hidrocarburos a menudo tienen un exceso de fuente de carbono, es decir, la relación C:N es muy alta, lo cual no favorece la degradación14. Los resultados obtenidos con la cáscara de banano son relevantes ya que muestra la importancia que tienen este tipo de matrices para la recuperación de suelos contaminados, porque favorecen el enri-quecimiento del suelo con nutrientes, con lo cual se puede hacer un aprovechamiento de desechos agroindustriales, generando de esta manera estrategias sostenibles de recuperación.

La bioaumentación tuvo un efecto positivo con la adición de inóculo, en la remoción de hidrocarburos siendo del 41%, sin embargo, el efecto positivo de la bioaumentación no se mantuvo constante duran-te todo el periodo de experimentación. Los cambios de humedad y la disminución de fuente de car-bono y nutrientes pueden originar cambios en el interior de los microcosmos modifi cando la relación C:N y por lo tanto el metabolismo, favoreciendo el crecimiento de otras especies de bacterias y con ello la disminución de la degradación de hidrocarburos. Esto se pudo comprobar con el recuento de microorganismos hechos durante el ensayo, donde el recuento de bacterias hidrocarbonoclatas fue disminuyendo con el tiempo (fi gura 3). La explicación alternativa a la falta de infl uencia de los inóculos


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Figura 3. Recuento bacterias hidrocarbonoclastas durante los ensayos de degradación

microbianos es que los inóculos utilizados fueron incapaces de competir con las bacterias del suelo en los experimentos realizados, debido a que los cambios drásticos son típicos de las comunidades bacterianas como una respuesta a las diversas condiciones ambientales y los inóculos cultivados no pueden adaptarse tan rápido como la comunidad bacteriana presente en el suelo a las diversas condi-ciones ambientales. Cuando los consorcios bacterianos se enriquecen en condiciones de laboratorio el aumento relativo de determinadas cepas de bacteria se basa en su capacidad de crecer rápidamente en condiciones óptimas con hidrocarburos utilizados como sustrato.

Al suelo que no se agregaron nutrientes ni microorganismos, hubo un porcentaje pequeño de degra-dación, 10%, esto sugiere que la comunidad microbiana en suelo contaminado estaba naturalmente adaptada para degradar diesel debido a que el suelo utilizado en los experimentos estaba contami-nado con combustible diesel durante o años, la comunidad microbiana autóctona tuvo tiempo de adaptarse a los hidrocarburos del diesel. La razón para el bajo porcentaje de degradación es que las condiciones ambientales no permitieron un alto desarrollo de altas densidades microbianas o activi-dades metabólicas15. Los resultados obtenidos con el control indican que la degradación se debió a factores bióticos, ya que en este tratamiento no había presencia de microorganismos.

CONCLUSIONESSe evaluaron diferentes tratamientos de bioestimulación y bioaumentación, resultando el de mejo-res resultados la bioestimulación con nutrientes y cáscara de banano, ya que permitió el desarrollo de la población microbiana con capacidad de degradar diesel. Los resultados muestran que el uso de microorganismos nativos en suelos afectados representa una buena alternativa para disminuir la contaminación generada por compuestos como el diesel, siempre y cuando se estimule su desarrollo.

AGRADECIMIENTOSLos autores agradecen a UNIBAN por la fi nanciación del proyecto


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El desarrollo sostenible y el reciclaje del aceite usado de cocina a la luz

de la jurisprudencia y el ordenamiento jurídico colombiano*

Sustainable development and recycling of used cooking oil under the Colombian jurisprudence and juridical order

O desenvolvimento sustentável e o reciclagem do óleo usado de cozinha à luz da jurisprudência e o ordenamento jurídico colombiano


*Artículo producto de la investigación denominada “Estudio jurídico sobre el manejo de aceites vegetales usados acorde a los prin-cipios del derecho ambiental” realizada entre febrero de 2011 y febrero de 2012 en la Corporación Universitaria Remington, Grupo de Investigaciones Socio-jurídicas GISOR, línea en Derecho Público. **Abogada de la Universidad Pontificia Bolivariana. Docente investigadora en la Corporación Universitaria Remington. Miembro del grupo de Investigaciones Socio-jurídicas GISOR.

Correspondencia: [email protected]


Juliana Echavarría Restrepo**


RESUMENIntroducción. El aceite vegetal usado es un residuo al que hoy no se le da un adecuado ma-nejo, lo que trae implicaciones nocivas para el medio ambiente y la salud humana. Por su parte, el desarrollo sostenible busca salvaguardar los recursos naturales para la protección del medio ambiente a favor de las presentes generaciones sin olvidar a las futuras. Este artículo muestra cuál es la relación entre el principio del desarrollo sostenible y el manejo del aceite vegetal usado en el ordenamiento jurídico colombiano. Objetivo. Explorar la estructura que existe en Colombia para el manejo de los aceites vegetales usados a la luz del principio del desarrollo sostenible; desarrollar este principio a la luz de la Constitución Política y de la Corte Constitu-cional como salvaguarda de aquella para, finalmente, determinar si hay o no normas o políticas públicas en torno al tema del aceite vegetal usado como aplicación del principio del desarrollo sostenible. Metodología. Se hizo una búsqueda de la existencia o no de iniciativas legislativas

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o desarrollo jurisprudencial a nivel nacional que expongan y regulen el adecuado uso del aceite vegetal usado. Además de normas nacionales e internacionales relacionadas con regulaciones para la protección del medio ambiente y el desarrollo de principio del desarrollo sostenible. Resultados. Hay un conjunto de regulaciones a nivel nacional e internacional que hablan de la importancia del desarrollo sostenible en abstracto, pero hace falta en el ámbito local la aplicación del principio para el adecuado manejo del aceite vegetal usado. Conclusiones. En Colombia no hay normativa que busque el adecuado manejo del aceite vegetal usado y su potencial concreto como materia prima para la producción de biocombustibles y así contribuir a no poner en peligro la seguridad alimentaria del país.

Palabras clave: desarrollo sostenible, Constitución Política de Colombia, aceite vegetal usado, Corte Consti-tucional, Programa 21, política pública.

ABSTRACTIntroduction. Vegetable oil is a waste that is not being adequately managed nowadays, and this brings harmful consequences for the environment and for human health. The sustainable development, on the other hand, aims to protect natural resources for the benefit of the current and future generations. This article shows the rela-tionship between the principle of the sustainable development and the vegetable oil according to the Colombian juridical order. Objective. Explore the structure currently in force in Colombia to manage the vegetable oils under the principle of sustainable development, develop this principle according to the Constitution and to the Constitutional Court as keeper of the first to, finally, determine if wether or not there are regulations or public policies related to the use of vegetable oil under the principle of sustainable development. Methodology. A search for legislative initiatives or jurisprudence at a national level was performed, looking for laws related to the management of vegetable oil. Besides, national and international regulations about environmental and sustainable development protection were revised. Results. There is a group of regulations, nationally and internationally, concerning the importance of sustainable development in abstract, but, locally, there is a lack of application of the principle to adequately manage the used vegetable oil. Conclusion. In Colombia there are no regulations that aim to guarantee an adequate management of used vegetable oil and its specific potential as a raw material to produce biofuel and thus contribute to keep the alimentary security of the country out of jeopardy.

Key words: Sustainable development, Colombian Constitution, used vegetable oil, Constitutional Court, Pro-gram 21, public policy.

RESUMO

Introdução. O óleo vegetal usado é um resíduo ao que hoje não se lhe dá um adequado manejo, o que traz envolvimentos nocivos para o meio ambiente e a saúde humana. Por sua vez, o desenvolvimento sustentável pro-cura salvaguardar os recursos naturais para a proteção do médio ambiente a favor das presentes gerações sem esquecer às futuras. Este artigo mostra qual é a relação entre o princípio do desenvolvimento sustentável e o manejo do óleo vegetal usado no ordenamento jurídico colombiano. Objetivo. Explorar a estrutura que existe na Colômbia para o manejo dos óleos vegetais usados à luz do princípio do desenvolvimento sustentável; des-envolver este princípio à luz da Constituição Política e da Corte Constitucional como salvaguarda daquela para, finalmente, determinar se há ou não normas ou políticas públicas em torno do tema do óleo vegetal usado como aplicação do princípio do desenvolvimento sustentável. Metodologia. Fez-se uma busca da existência ou não de iniciativas legislativas ou desenvolvimento jurisprudencial a nível nacional que exponham e regulem o ade-quado uso do óleo vegetal usado. Além de normas nacionais e internacionais relacionadas com regulações para a proteção do médio ambiente e o desenvolvimento de princípio do desenvolvimento sustentável. Resultados. Há um conjunto de regulações a nível nacional e internacional que falam da importância do desenvolvimento sustentável em abstrato, mas faz falta no âmbito local a aplicação do princípio para o adequado manejo do óleo vegetal usado. Conclusão. Na Colômbia não há regulamento que procure o adequado manejo do óleo vegetal usado e seu potencial concreto como matéria prima para a produção de biocombustíveis e assim contribuir a não pôr em perigo a segurança alimentaria do país.

Palavras importantes: desenvolvimento sustentável, Constituição Política da Colômbia, azeite vegetal usado, Corte Constitucional, Programa 21, política pública.

Producción + Limpia - Enero - Junio de 2012. Vol.7, No.1 - J. Restrepo - 109•122

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INTRODUCCIÓNEl desarrollo sostenible es la utopía de los organismos internacionales y uno de los principios de rango constitucional en Colombia, consagrado en el artículo 80 de la Constitución Política lo que demuestra su preminencia sobre otros principios.

Saber cuáles son las estrategias específicas que ayudan a la consecución de este principio es vital para concretar el concepto y lograr su aplicabilidad, y para demostrar que es posible alcanzar el objetivo fun-damental propuesto por Gro Harlem Brundtland de poder satisfacer las necesidades presentes sin com-prometer las futuras. Una de las acciones concretas que contribuyen a la optimización de este principio es el correcto manejo de los aceites vegetales usados, porque el inadecuado manejo de estos residuos, consistente en desecharlo a través de los conductos del agua o vertiéndolo en el suelo, lo que genera contaminación de estos dos recursos, es perjudicial para el medio ambiente y la salud humana, pues el aceite reutilizado tres veces o más es potencialmente cancerígeno por la producción de acrilamidas1.

El objetivo de este artículo es explorar la estructura que existe en Colombia para el manejo de los aceites vegetales usados a la luz del principio del desarrollo sostenible y desarrollar este principio a la luz de la Constitución Política y de la Corte Constitucional como salvaguarda de aquella para, final-mente, determinar si hay, o no, normas o políticas públicas en torno al tema del aceite vegetal usado como aplicación del principio del desarrollo sostenible.

METODOLOGÍASe hizo una búsqueda de la existencia o no de iniciativas legislativas o desarrollo jurisprudencial a nivel nacional que expongan y regulen el adecuado uso del aceite vegetal usado. Además de normas nacionales e internacionales relacionadas con regulaciones para la protección del medio ambiente y el desarrollo de principio del desarrollo sostenible.

En un primer momento se hablará de los antecedentes y avances a nivel internacional del principio del desarrollo sostenible, para posteriormente situarlo en el contexto constitucional colombiano; después se mirará el marco legal existente para la producción de biocombustibles en el país por ser éste el producto, al lado de los jabones, que se puede generar a partir del aceite vegetal usado y finalmente aplicarlo en lo referente al manejo del aceite vegetal usado en concreto y el desarrollo o no de políticas públicas frente a este tema por parte del Estado.

RESULTADOS

Antecedentes del principio del desarrollo sostenibleEl recorrido del principio del desarrollo sostenible que está consagrado en la Constitución tiene ori-gen en el informe de la Comisión Mundial sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo “Nuestro Futuro Común” en el año 1987, coordinado por Gro Harlem Brundtland en el marco del programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, y fue definido como la capacidad de “satisfacer nuestras necesidades actuales sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer las suyas”2. El informe coordinado por Gro Harlem Brundtland expone que:

Nosotros tomamos prestado el capital ambiental de las generaciones futuras, sin ninguna in-tención o prospecto de devolverlo (...) Actuamos de esta forma porque podemos salirnos con la nuestra: las generaciones futuras no votan, no tienen poder político ni financiero; no pueden desafiar nuestras decisiones3.

Antes de este informe, en el año 1972, en la Declaración de Estocolmo, el principio dos habló en otros términos, pero bajo la misma premisa, del desarrollo sostenible, así:

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Los recursos naturales de la tierra, incluidos, el aire, el agua, la tierra, la flora y la fauna y especialmen-te muestras representativas de los ecosistemas naturales, deben preservarse en beneficio de las ge-neraciones presentes y futuras mediante una cuidadosa planificación u ordenación, según convenga4.

Este principio es un antecedente de lo que plantea el desarrollo sostenible, cuando habla de preservar to-dos los elementos que componen el medio ambiente en beneficio de las generaciones presentes y futuras.

Posteriormente, en el año 1992, en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo, también conocida como Declaración de Río, el principio tiene mayor visibilidad y debate aescala mundial.Esta Declaración es la muestra de ello, porque es recurrente a lo largo de los 27 principios declarados en los queel desarrollo sostenible se convierte en el eje transversal de las acciones en los ámbitos nacional e internacional ybusca ser el norte de las actuaciones de todos los Estados del planeta. El principio tresde la Declaración consagra explícitamente la esencia de este principio, así: “El derecho al desarrollo debe ejercerse en forma tal que responda equitativamente a las necesidades de desarrollo y ambientales de las generaciones presentes y futuras”5. Otra muestra de la esencia de la Declaración de Río está en los siguientes principios:

Principio 1. Los seres humanos constituyen el centro de las preocupaciones relacionadas con el desarrollo sostenible. Tienen derecho a una vida saludable y productiva en armonía con la naturaleza.

Principio 4. A fin de alcanzar el desarrollo sostenible, la protección del medio ambiente deberá constituir parte integrante del proceso de desarrollo y no podrá considerarse en forma aislada.

Principio 8. Para alcanzar el desarrollo sostenible y una mejor calidad de vida para todas las personas, los Estados deberán reducir y eliminar las modalidades de producción y consumo in-sostenibles, y fomentar políticas demográficas apropiadas6.

Dentro de la Cumbre de Río se proclamó el Programa o Agenda 21, el cual enlista las acciones que, de acuerdo con la Organización de las Naciones Unidas7,deben ser llevadas a cabo por cualquier agente nacional e internacional, público o privado para lograr un modelo de desarrollo sostenible.

Por su parte, en el año 2000,189 jefes de Estado y de Gobierno firmaron la Declaración del Milenio, y se comprometieron a trabajar juntos para alcanzar los Objetivos de Desarrollo del Milenio en el con-texto de la Organización de las Naciones Unidas.Entre estos objetivosestá el número 7 que consagra “Garantizar la sostenibilidad del medio ambiente”; para esto propone las siguientes metas:

a) Incorporar los principios del desarrollo sostenible en las políticas y los programas nacionales y reducir la pérdida de recursos del medio ambiente; b) Haber reducido y haber ralentizado considerablemente la pérdida de diversidad biológica en 2010; c) Reducir a la mitad, para 2015, la proporción de personas sin acceso sostenible al agua potable y a servicios básicos de sanea-miento; d) Haber mejorado considerablemente, en 2020, la vida de al menos 100 millones de habitantes de barrios marginales8.

En la tercera parte de este artículo, denominada “Los biocombustibles en Colombia y el desarro-llo sostenible”, se analizará qué acciones ha emprendido el Estado colombiano para cumplir este objetivo y en qué medida lo ha hecho.

Desarrollo sostenible a la luz de la Constitución Política de ColombiaLa Constitución Política de Colombia de 1991, en el título II “De los derechos, las garantías y los de-beres”, capítulo III “De los derechos colectivos y del ambiente”, artículo 80, consagra que:

El Estado planificará el manejo y aprovechamiento de los recursos naturales, para garantizar su desarrollo sostenible, su conservación, restauración o sustitución.

Además, deberá prevenir y controlar los factores de deterioro ambiental, imponer las sanciones legales y exigir la reparación de los daños causados.


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Asimismo, cooperará con otras naciones en la protección de los ecosistemas situados en las zonas fronterizas.

El artículo nombra explícitamente el desarrollo sostenible como un derecho colectivo y del medio ambiente, de orden constitucional, es decir, prevalente en el ordenamiento jurídico. Se habla de ga-rantizar el desarrollo sostenible de los recursos naturales por parte del Estado colombiano, lo que implica que está en cabeza del Estado, específicamente en el poder Legislativo y en el Ejecutivo, la promoción directa de políticas y emprendimientos que busquen el desarrollo sostenible, sin dejar de lado la labor de salvaguarda de este principio que tiene el poder judicial a través de sus decisiones.

De otro lado, el artículo 241 de la mencionada Norma Suprema consagra que “a la Corte Constitu-cional se le confía la guarda de la integridad y supremacía de la Constitución”; por eso sus pronuncia-mientos son fundamentales frente a las diferentes manifestaciones del ordenamiento jurídico, porque ella busca la interpretación armónica de los principios, derechos y deberes que la Constitución consa-gró para el Estado y los particulares como expresión de la voluntad del poder constituyente primario.

El mencionado principio no es ajeno a las interpretaciones de ese órgano colegiado, y mediante dife-rentes sentencias lo ha analizado en pro de la armonización con el ordenamiento jurídico.

La Corte Constitucional, por ejemplo, concreta cuál es el papel que el Estado, a través de sus ramas de poder, debe asumir:

(…) La Constitución de 1991, a diferencia de la de 1886, no sólo señala al poder público el lími-te de lo permitido, sino que le impone el deber positivo de garantizar la creación de un orden político, económico y social justo, como explícitamente se determina en el preámbulo y en el artículo 2º9.

La Constitución se transforma pues en un programa. El legislador no es un instrumento de una acción política libre dentro de unos límites negativos que la Constitución impone, sino que él desarrolla el programa que la Constitución contiene. La Constitución es el programa de lo que el Estado debe hacer, aquí y ahora, para crear condiciones sociales más justas y libres, o sea, lo que llama Schneider, el “Mito Concreto”.

Es conocido que la Constitución colombiana es también llamada “Constitución Ecológica” o “Cons-titución Verde”, esto por las 34 normas que ella consagra a favor del medio ambiente y que la Corte nombra en la sentencia que se comenta ahora.

El Estado, a través del poder legislativo, es quien debe generar el programa a desarrollar siempre teniendo como parámetros la aplicación de los principios constitucionales. En el caso del desarrollo sostenible, el legislativo debe diseñar mediante leyes generales, impersonales y abstractas las formas concretas en las que se aplique parte del programa que establece la Constitución para lograr un or-den racional y justo de manera progresiva.

Además, el desarrollo sostenible tiene relación directa con el derecho al medio ambiente sano que es considerado un derecho fundamental y, por tanto, tiene un mecanismo expedito para hacerlo valer; así lo consagra la Corte Constitucional en su jurisprudencia10,como lo aclara en la sentencia C-519 de1994:

Al revisar las acciones de tutela, se ha establecido que el derecho a un ambiente sano, debido a su inescindible relación con la vida, la integridad física y la salud de los asociados, es un derecho funda-mental que puede ser protegido a través del mecanismo consagrado en el artículo 86 de la Carta11.

Un modelo sostenible de desarrollo es un medio para lograr el derecho al medio ambiente sano que siempre prevalecerá frente al desarrollo; aquel es el límite de acción de este. Lo anterior lo reitera la Corte Constitucional porque considera que el medio ambiente sano prevalece frente al desarrollo, toda vez que el medio ambiente sano es un elemento sin el cual se vulnera el derecho a la vida en las condiciones mínimas para su disfrute, condiciones que deben ser protegidas y promovidas por el Es-

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tado. Esta postura se ve plasmada en la sentencia T-092 de 1993,cuando expresa que la Declaración de Estocolmo nombra como derechos fundamentales la libertad, la igualdad y las adecuadas condiciones de vida en un contexto esencial de un medio ambiente sano que viabilice la dignidad y el bienestar de todos. La sentencia enuncia:

Y es que como se observa tanto en la Declaración de Estocolmo como en el Pacto Internacional de Derechos Económicos Sociales y Culturales, se hace relación directa del medio ambiente con el derecho a la vida y a la integridad personal, al bienestar y a la salud física y mental por lo que nadie puede gozar de perfecta salud si hay factores exógenos contaminantes que invaden el ambiente y tornan la naturaleza hostil, frente a la presencia humana.

(…) Tan ligada se encuentran el medio ambiente y la salud que al tratar este último tema el cons-tituyente en el artículo 49 de la Constitución Nacional en su inciso segundo cuando dijo:

“Corresponde al Estado organizar, dirigir y reglamentar la prestación de los servicios de salud a los habitantes y de saneamiento ambiental conforme a los principios de eficiencia, universalidad y solidari-dad”, porque si no hay condiciones naturales de vida, esta no será posible y como se dijo, vendrá inevitablemente la extinción del hombre.

También tiene relación directa con el tema del medio ambiente el artículo 80 de la Constitución (…), situaciones plenamente identificadas con el tema que se estudia, como son los recursos na-turales, a los cuales el Estado debe procurar su protección y explotación consecuente, para que a través de esas actividades no se vaya a producir un deterioro ambiental12.

Para que prevalezca el medio ambiente sano como derecho fundamental que es, se requiere de accio-nes concretas que disminuyan los factores exógenos que contribuyen con la contaminación. Una de esas acciones es el adecuado tratamiento que se le debe dar al aceite usado de cocina cuando este ya es un residuo líquido pues es un desecho que contamina el recurso hídrico, contaminación que resulta irreversible.

Los biocombustibles en Colombia y el desarrollo sostenibleDentro del Programa o Agenda 21, en la sección II, capítulo nueve que habla sobre la “Conservación y Gestión de los recursos para el desarrollo” en lo referente a la protección de la atmósfera, en el segundo de los cuatro programas para lograr esa protección se habla de la promoción del desarrollo sostenible y se establece que para lograrlo se debe primero analizar el desarrollo, eficiencia y consu-mo de la energía cuando expresa:

La energía es esencial para el desarrollo económico y social y el mejoramiento de la calidad de la vida. Sin embargo, la mayor parte de la energía del mundo se produce y consume en formas que no podrían perdurar si la tecnología permaneciera constante o si las magnitudes globales aumentaran notablemente. La necesidad de controlar las emisiones atmosféricas de gases de efecto invernadero y otros gases y sustancias deberá basarse cada vez más en la eficiencia en la producción, transmisión, distribución y consumo de la energía y en una dependencia cada vez mayor de sistemas energéticos, ecológicamente racionales, sobre todo de las fuentes de energía nuevas y renovables13 . Será necesario utilizar todas las fuentes de energía en formas que respeten la atmósfera, la salud humana y el medio ambiente en su totalidad14.

Posteriormente hace referencia al sector del transporte y del desarrollo industrial con miras a que “los gobiernos al nivel que corresponda, con la cooperación de los órganos competentes de las Naciones Unidas y, según proceda, de organizaciones intergubernamentales y no gubernamentales, y el sector privado, deberían (…)”15, en síntesis, promover el desarrollo de fuentes energéticas econó-micamente viables y ecológicamente racionales a través de metodologías adecuadas para adoptar las decisiones articuladas de política energética, ambiental y económica para el desarrollo sostenible a


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través del transporte y del desarrollo industrial que sea más eficaz en el uso de los recursos naturales, en especial la energía, y que reduzca al mínimo la contaminación atmosférica.

Colombia con la entrada en el siglo XXI y en armonía con el Programa 21, ha decidido intervenir la producción de los combustibles fósiles para guiarlos a un desarrollo ambientalmente responsable de la actividad productora de estos y ha buscado diversificar los insumos que generan combustibles para que acorde con la dinámica mundial se desarrolle el camino de los biocombustibles.

El desarrollo de los biocombustibles en el mundo busca mejorar la calidad del aire y la conservación de los recursos naturales no renovables, a partir de combustibles que no generen contaminación o al menos que puedan disminuir progresivamente, gracias a la calidad de los componentes con los que se desarrollan.

Como muestra de esto, en Colombia, está el conjunto de normas y documentos CONPES, elabora-dos por el Consejo Nacional de Política Económica y Social en cabeza del Departamento Nacional de Planeación, que buscan crear el andamiaje para el desarrollo de esta actividad de la manera más eficiente para lograr el desarrollo económico, social y rural del país.

La primera norma que dió inicio a la estructura es la Ley 693 de 2001“por la cual se dictan normas sobre el uso de alcoholes carburantes, se crean estímulos para su producción, comercialización y consumo, y se dictan otras disposiciones”. La norma lo que busca es que:

Las gasolinas que se utilicen en el país en los centros urbanos de más de 500.000 habitantes ten-drán que contener componentes oxigenados tales como alcoholes carburantes, en la cantidad y calidad que establezca el Ministerio de Minas y Energía, de acuerdo con la reglamentación sobre control de emisiones derivadas del uso de estos combustibles y los requerimientos de sanea-miento ambiental que establezca el Ministerio del Medio Ambiente para cada región del país16.

A partir de esta regulación se da inicio a la diversificación de los componentes de la gasolina en el país que pretende mejorar la calidad del aire, toda vez que la gasolina tendrá menos elementos con-taminantes.

Otro desarrollo legislativo fue la Ley 697 de 2001mediante la cual se fomenta el uso racional y efi-ciente de la energía, se promueve la utilización de energías alternativas y se dictan otras disposiciones. Con esta ley se incentiva el uso de energías alternativas para el abastecimiento de todas las activida-des económicas y domésticas del país. El artículo primero de la ley declara:

El Uso Racional y Eficiente de la Energía (URE) como un asunto de interés social, público y de conveniencia nacional, fundamental para asegurar el abastecimiento energético pleno y oportuno, la competitividad de la economía colombiana, la protección al consumidor y la promoción del uso de energías no convencionales de manera sostenible con el medio ambiente y los recursos naturales17.

Al declarar el tema de la energía “como un asunto de interés social, público y de conveniencia nacio-nal” se demuestra la importancia que para el Estado implica el tema de la energía en el proceso de desarrollo del país.

Por otro lado, el Estado de diferentes formas puede promover un sector específico cuando está con-vencido de que este sector ayuda al bienestar de la sociedad. Una de esas formas es mediante leyes tributarias que incentiven, vía exención de impuestos, el desarrollo de esa actividad. En el tema de biocombustibles la Ley 788 de 2002 declaró, en el artículo 18, que adiciona el Estatuto Tributario en el artículo 207, como renta exenta la producida a partir de energías basadas en los recursos eólicos, biomasa o residuos agrícolas18.


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También se expidió la Ley 939 de 2004 en la que se estimula la producción y comercialización de bio-combustibles de origen vegetal o animal para uso en motores diésel y se dictan otras disposiciones.El artículo 6° define qué es biocombustible, así:

Se entiende por biocombustibles de origen vegetal o animal para uso en motores diésel aquel com-bustible líquido o gaseoso que ha sido obtenido de un vegetal o animal que se puede emplear en pro-cesos de combustión y que cumplan con las definiciones y normas de calidad establecidas por la au-toridad competente, destinados a ser sustituto parcial o total del ACPM utilizado en motores diésel19.

Al menos los productos listados a continuación pueden considerarse biocombustibles para motores diésel:

a) Bioetanol. Etanol producido de biomasa y/o de residuos biodegradables para ser uti-lizado como biocombustible.

b) Biodiésel. Metil/Etil éster producido por aceite vegetal o animal de la calidad de un diésel.

c) Biometanol. Metanol producido a partir de biomasa.

d) Biodimetiléter. Dimetiléter producido a partir de biomasa.

e) Biocombustibles sintéticos. Hidrocarburos sintéticos o mezclas de los mismos que han sido producidos a partir de biomasa.

f)Biohidrógeno. Hidrógeno producido de biomasa y/o residuos biodegradables.

g) Aceites vegetales puros. Aceites producidos de vegetales a través de presión, extrac-ción o procedimientos similares, crudos o refinados, pero no modificados químicamente cuando son compatibles con el tipo de motores en los que se utilizarán.

El aceite vegetal usado es considerado una materia prima para producir biodiésel, uno de los biocom-bustibles que el Estado pretende impulsar para diversificar la actividad energética del país.

Además, esta ley en su artículo primero decreta que se considera “exenta la renta líquida generada por el aprovechamiento de nuevos cultivos de tardío rendimiento en cacao, caucho, palma de acei-te, cítricos, y frutales, los cuales serán determinados por el Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural”20. Con esto reitera, vía exenciones de renta líquida, la importancia que tiene el desarrollo de estas actividades económicas que involucran materias primas para la producción de biocombustibles.

Por otra parte está el CONPES 3510 del año 2008 en el cual se determinan los “Lineamientos de Políti-ca para Promover la Producción Sostenible de Biocombustibles en Colombia”. El documento establece que las estrategias allí consagradas “están encaminadas a incorporar efectivamente consideraciones ambientales en la toma de decisiones públicas y privadas, con el objetivo de potenciar los impactos po-sitivos y contrarrestar los negativos de la producción y uso de biocombustibles en Colombia”21.

El objetivo general que se pretende por parte del Estado es “aprovechar las oportunidades de de-sarrollo económico y social que ofrecen los mercados emergentes de biocombustibles, de manera competitiva y sostenible”22. Por su parte, dos de sus objetivos específicos son: “diversificar la canasta energética del país mediante la producción eficiente de biocombustibles, haciendo uso de las tec-nologías actuales y futuras” y “garantizar un desempeño ambientalmente sostenible a través de la incorporación de variables ambientales en la toma de decisiones de la cadena productiva de biocom-bustibles”23.

Para que el Estado cumpla los dos objetivos, el aceite vegetal usado es un insumo adecuado porque logra diversificar la canasta energética de país y colabora para un desempeño ambientalmente sos-


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tenible de la producción de los biocombustibles al no generar monocultivos ni poner en riesgo la seguridad alimentaria nacional e internacional.

El desarrollo sostenible y el uso, reúso y reciclaje del aceite vegetal usadoEl aceite vegetal usado se considera un residuo líquido que tiene su origen en un compuesto orgánico que se obtiene de las plantas generadoras de los comúnmente conocidos como aceites domésticos. Este residuo contamina el agua y afecta la salud humana. Lo primero se presenta cuando es vertido por el alcantarillado doméstico o industrial porque contamina el recurso hídrico (1 litro de aceite contamina 10.000 litros de agua) y lo segundo ocurre cuando el aceite, después de ser reutilizado tres o más veces, se torna potencialmente cancerígeno.

Desde el año 1974, el Estado colombiano ha mostrado gran compromiso con el medio ambiente cuando a través del Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente-que entró en vigencia bajo el amparo de la Constitución de 1886, aunque en esta Carta no se consagró la protección al medio ambiente pues no hay un solo artículo en ella que demuestre la importancia del cuidado del medio ambiente como una obligación del Estado- se consagraron normas en observancia a las preocupaciones mundiales entorno a las problemáticas que enfrentaba y enfrenta el medio ambiente. Entre muchas otras, se consagraron las siguientes normas:

Artículo 34. En el manejo de residuos, basuras, desechos y desperdicios, se observarán las si-guientes reglas:

a). Se utilizarán los mejores métodos, de acuerdo con los avances de la ciencia y la tecnología, para la recolección, tratamiento, procesamiento o disposición final de residuos, basuras, desper-dicios y, en general, de desechos de cualquier clase.

Artículo 38. Por razón del volumen o de la calidad de los residuos, las basuras, desechos o desper-dicios, se podrá imponer a quien los produce la obligación de recolectarlos, tratarlos o disponer de ellos, señalándole los medios para cada caso24.

Estos artículos son la base para justificar la necesidad de un adecuado manejo del aceite vegetal usa-do, pues se considera un desecho, y deben buscarse los mejores métodos para que se recolecte y transforme adecuadamente, para con esto evitar la contaminación del agua y la degradación del medio ambiente, reiterando como le dice el principio 1 de la Declaración de Río que “los seres humanos constituyen el centro de las preocupaciones relacionadas con el desarrollo sostenible. Tienen dere-cho a una vida saludable y productiva en armonía con la naturaleza”25. Además, están en consonancia con la manifiesta preocupación por el medio ambiente que consagra la Constitución Política de 1991.

El Desarrollo sostenible está directamente ligado con el tríptico económico consagrado en la Cons-titución Política, que es explicado en la sentencia T-411 de 1992:

En la Constitución Política surge un tríptico económico constituido por el trabajo (artículo 25), la propiedad privada (artículo 58) y la libertad de empresa (artículo 333). Este tríptico económico tiene una función social. En tanto que social, él debe velar por la protección de los valores y de-rechos sociales. Entre éstos a su vez se destaca la vida y la ecología. Luego el trabajo, la propiedad y la empresa tienen una función ecológica que es inherente a la función social. Es de advertir que el fin último de la función ecológica del tríptico económico es la prevalencia del interés general sobre el interés particular, que es un principio fundante del Estado colombiano26.

Para poder aplicar ese tríptico en cuanto a la función social que desempeña se debe generar una estructura estatal en la que se tenga en cuenta que la directriz es el desarrollo sostenible, y que los principios de libertad de empresa, de que la propiedad privada tiene una función social y del derecho al trabajo deben promover el desarrollo sostenible a través de iniciativas públicas o privadas bajo la protección del Estado.


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El reciclaje del aceite vegetal usado es una fuente de trabajo y de empresa que el Estado debe incen-tivar y guiar para que bajo su batuta se proteja el medio ambiente, la salud humana y la solidaridad transgeneracional.

A tono con este propósito y con el tríptico económico, el Estado, a través la Ley 697 de 2001 “Mediante la cual se fomenta el uso racional y eficiente de la energía, se promueve la utilización de energías alternativas y se dictan otras disposiciones” establece mecanismos para que en Colombia se desarrollen formas de energías más eficientes. Los dos primeros artículos de la ley establecen que:

Artículo 1. Declárase el Uso Racional y Eficiente de la Energía (URE) como un asunto de interés social, público y de conveniencia nacional, fundamental para asegurar el abastecimiento energéti-co pleno y oportuno, la competitividad de la economía colombiana, la protección al consumidor y la promoción del uso de energías no convencionales de manera sostenible con el medio ambiente y los recursos naturales.

Artículo 2. El Estado debe establecer las normas e infraestructura necesarias para el cabal cum-plimiento de la presente ley, creando la estructura legal, técnica, económica y financiera necesaria para lograr el desarrollo de proyectos concretos, URE, a corto, mediano y largo plazo, económica y ambientalmente viables asegurando el desarrollo sostenible, al tiempo que generen la concien-cia URE y el conocimiento y utilización de formas alternativas de energía27.

Estas normas sobre el uso racional y eficiente de energía deben conectarse con el uso del aceite vegetal usado como materia prima para generar energía limpia. Son normas que construyen un marco general para el uso de energías más limpias entre las que están los biocombustibles como rempla-zantes de las actuales energías que dominan el mercado como el combustible fósil, que es un recurso natural no renovable y muy contaminante para el medio ambiente.

El Documento CONPES Social 091 del año 2005,elaborado por elConsejo Nacional de Política Eco-nómica y Social en cabeza del Departamento Nacional de Planeación, consagra en el objetivo N° 7 las metas frente al medio ambientea escalas internacional y nacional, así:

Incorporar los principios del desarrollo sostenible en las políticas y los programas nacionales, y propender por la reducción del agotamiento de los recursos naturales y de la degradación de la calidad del medio ambiente. En particular, en la proporción del país cubierta por bosques natura-les, la proporción y el estado de las áreas del país destinada a la conservación de ecosistemas a través de un Sistema de Parques Nacionales Naturales y la eliminación del consumo de Sustancias Agotadoras de la Capa de Ozono (SAO)28.

Por su parte la meta nacional se concentra en:

l) Reforestar 30.000 hectáreas de bosques anualmente. Línea de base 2003: 23.000 hectáreas anuales; ll) Consolidar las áreas Protegidas del Sistema de Parques Nacionales Naturales, in-corporando 165.000 nuevas hectáreas al sistema, y formulando planes de manejos ocialmente acordados para la totalidad de las áreas; III) Eliminar para el 2010 el Consumo de Sustancias Agotadoras de la Capa de Ozono. LíneaBase 2003: Consumo de 1000 ton29.

El CONPES 3510 del año 2008 busca aprovechar las oportunidades de desarrollo económico y social que ofrecen los mercados emergentes de los biocombustibles. Este CONPES, dentro de las estra-tegias y plan de acción que recomienda llevar a cabo, propone en la tercera estrategia: “Promover opciones de reducción y mitigación de emisiones de gases efecto invernadero (GEI) en el marco del Protocolo de Kyoto y de los mercados voluntarios de carbono”30. Para lograr ese propósito:

Los sectores productivos, el MADR (Ministerio de Agricultura y Desarrollo Territorial) y el MME (Ministerio de minas y energías) con el apoyo y asesoría del MAVDT (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial) impulsarán el desarrollo de proyectos de reducción por fuentes de emisiones de GEI en los procesos de producción de los biocombustibles, y se propenderá por


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la utilización de aceites vegetales usados como materia prima para la fabricación de biocombusti-bles y así reducir emisiones de gases de efecto invernadero y aumentar la protección del recurso hídrico nacional31.

El mencionado CONPES plantea además que:

La producción de biocombustibles puede tener impactos tanto positivos como negativos sobre la biodiversidad y el medio ambiente. Entre los efectos beneficiosos se debe contar: I) Una reduc-ción del consumo de combustibles fósiles; II) Un posible cambio de las actividades agropecuarias, especialmente de ganadería, que conlleve a la regeneración de terrenos degradados; y III) La re-ducción de las emisiones de gases de efecto invernadero como consecuencia del uso de biocom-bustibles líquidos, siempre y cuando el ciclo completo muestre una disminución neta de GEI32.

Para lograr las metas del CONPES 091 y las estrategias establecidas en el CONPES 3510 de 2008 por parte del Estado, se hace necesaria la implementación de una política pública o de normas sobre el adecuado manejo del aceite vegetal usado para lograr diversificar la canasta energética del país a través de biocombustibles que generenen un desecho líquido que solo tendría como destino final el relleno sanitario o ser vertido por el alcantarillado con la subsecuente contaminación del agua.

Por otro lado, al Estado establecer el reciclaje del aceite vegetal usado como un agente generador de energía más limpia que se produce a partir del residuo líquido, no se ponen en riesgo los bosques naturales y las plantaciones forestales que en muchas ocasiones son intervenidos y arrasados para adquirir materia prima para la producción de biocombustibles a partir de plantas como la palma, el cocotero, la higuerilla, el aguacate, el maní, la soya, el girasol, entre otros. Esto puede generar impactos negativos en la producción de biocombustibles como lo establece el CONPES 3510:

En caso de no adoptar criterios tecnológicos y ambientales adecuados, deben tenerse en cuen-ta, entre otros, los siguientes: I) Pérdida de biodiversidad; ll) La transformación de ecosistemas naturales y la consecuente pérdida de los servicios ambientales asociados a estos ecosistemas; lll) El establecimiento de monocultivos en donde previamente existían ecosistemas naturales; lV) el aumento de emisiones de gases de efecto invernadero ante una posible deforestación de ecosistemas boscosos; V) Aumento en el consumo y contaminación del agua; Vl) Aumento en el uso de fertilizantes y plaguicidas; Vll) Mayor degradación y erosión de suelos; Vlll) Incremento en la generación de vinazas en la producción de etanol, y metanol y glicerina en la producción de biodiesel; lX) Emisiones atmosféricas de impacto local que requieren una mayor evaluación tanto en su incidencia sobre la salud humana como sobre el ambiente.

Introducción y propagación de organismos genéticamente modificados así como de especies exóticas; X) Introducción y propagación de organismos genéticamente modificados así como de especies exóticas33.

Una de las preocupaciones más latentes con la promoción que en el ámbito mundial se le ha dado a los biocombustibles es la seguridad alimentaria, pues se considera que el cultivo de diferentes pro-ductos como el maíz, la soya, el azúcar, entre otros para producir biodiésel o etanol, que son consi-derados fuentes energéticas más limpias, se ponga en peligro la disponibilidad de esos alimentos para el consumo humano y la adecuada nutrición de las personas o se alteren de maneras significativa los precios a escalas local y mundial que alteren los hábitos de consumo34.Por eso el reciclaje del aceite vegetal usado es una alternativa que de ser implementada progresivamente contribuirá a no poner en peligro la seguridad alimentaria del país y del planeta tierra.

Finalmente, se llama la atención en el sentido de que el biocombustible es el producto en el que ma-yoritariamente se transforma el aceite vegetal usado, pero, como lo dice Carlos Fonseca:

Si queremos contribuir efectivamente a la lucha contra el cambio climático hacia una sociedad más sostenible en lo ambiental, en lo social y en lo económico, se requiere una clara posición acerca de la sostenibilidad ambiental y social de los biocombustibles, que consta de ocho grandes criterios:


120

1. No Vulnerar la seguridad alimentaria

2. Explorar policultivos

3. Mejorar territorios degradados

4. Proteger áreas silvestres

5. Oportunidad de Equidad y de Modelos Sociales incluyentes

6. Explorar paradigmas productivos alternativos

7. Aprovechar la oportunidad para ampliar la frontera de oportunidades deconocimiento y servicios ambientales

8. Aprovechar la oportunidad para ampliar la frontera de oportunidades deconocimiento y servicios ambientales35.

Estos ocho puntos deben ser la guía del Estado para implementar un modelo sostenible en materia energética del país en el que el aceite vegetal usadose considere un paradigma productivo alternativo en todo el sistema.

Dentro de las metas del objetivo del milenio la número siete es“Incorporar los principios del desa-rrollo sostenible en las políticas y los programas nacionales y reducir la pérdida de recursos del medio ambiente”36. El Estado ha abierto el camino para la promoción de energías más limpias acordes con la dinámica mundial, pero ¿es él lo suficientemente garante de la protección de los recursos naturales para evitar su deterioro y reducción, para proteger las condiciones mínimas que garanticen el dere-cho a la vida protegiendo el medio ambiente?

El medio ambiente es un asunto de importancia transnacional, es decir, las acciones positivas o nega-tivas que se generen en materia ambiental en un territorio determinado tienen impacto mundial. De seguir desechando de manera inadecuada el aceite usado de cocina contaminando el agua, el impacto negativo será a escala mundial de manera irreversible.

CONCLUSIONESSe evidencia que existe regulación local frente al producto que se genera a partir del aceite vegetal usado, es decir, el biocombustible, se incentiva su consumo, pero no sobre el aceite vegetal usado como materia prima para la producción del mismo.

El aceite vegetal usado, al ser un desecho que se recicla para la producción de biocombustibles, no pone en riesgo la seguridad alimentaria ni altera el destino actual que se les da a las tierras en el país; se protegen las áreas silvestres, se exploran productos alternativos que, acordes con el tríptico económico, aportan al derecho al trabajo, a la libertad de empresa, y se cumple con la función social que tiene la propiedad privada cuando esta se utiliza para promover actividades que van en beneficio de la sociedad.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS1. TAREKE, Eden; et al. Analysis of Acrylamide, a Carcinogen Formed in Heated Foodstuffs. [En

línea]. En: J. Agric. Food Chem. 2002. Vol. 50, p. 4998-5006 [Consultado el 16 de febrero de 2012]. Url disponible en: http://web.campbell.edu/faculty/bryan/CHEM451/Acrylamide.pdf.

2. ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS. Comisión Mundial sobre el Medio Am-biente y el Desarrollo. Informe Brundtland: Nuestro Futuro Común. 1987. [En línea]. [27, febre-ro, 2012]. Url disponible en <http://worldinbalance.net/intagreements/1987-brundtland.php>


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3. ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS. Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio. Ambiente Humano. Declaración de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio AmbienteHumano. 1972. [En línea]. [27, febrero, 2012]. Url disponible en <http://www.ayto-toledo.org/medio ambiente/a21/estocolmo.pdf>

4. ________. Comisión Mundial sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo.Op.cit.

5. ________. Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo. Declaración de Rio sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo. 1992. [En línea]. [27 Febrero, 2012] <http://www.un.org/esa/dsd/agenda21_spanish/res_riodecl.shtml>

6. Ibíd.

7. ________. Programa 21. 1992. [En línea]. [27, febrero, 2012]. Url disponible en<http://www.un.org/esa/dsd/agenda21_spanish/>.

8. ________.Objetivos del Milenio. 2000. [En línea]. [27, febrero, 2012]. Url disponible en<http://www.un.org/spanish/millenniumgoals/environ.shtml>

9. COLOMBIA. CORTE CONSTITUCIONAL. Sentencia T- 411 de 1992. M.P. Alejandro Mar-tínez Caballero.

10. La Corte Constitucional colombiana ha reiterado su jurisprudencia en el sentido de con-siderar el derecho al medio ambiente como un derecho fundamental tal como lo consagra en las siguientes sentencias T-411 de 1992, T-428 de 1992. T-451 de 1992, T-536 de 1992.

11. COLOMBIA. CORTE CONSTITUCIONAL. Sentencia C-519 de 1992. M.P. Vladimiro Na-ranjo Mesa.

12. COLOMBIA. Corte Constitucional. Sentencia T-092 de 1993. M.P. Simón Rodríguez Rodrí-guez.

13. Las fuentes de energía nuevas y renovables son las energías heliotérmica, solar fotovoltaica, eólica, hidroeléctrica, de biomasa, geotérmica, marina, animal y humana.

14 ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS. Programa 21. Op. Cit.

15. Ibíd.

16. COLOMBIA. CONGRESO DE LA REPÚBLICA. Ley 693 de 2001, por la cual se dictan normas sobre el uso de alcoholes carburantes, se crean estímulos para su producción, comercialización y consumo, y se dictan otras disposiciones. Diario Oficial, No, 44.558, 21 de septiembre de 2001. Bogotá: El Congreso, 2001.

17. ________. Ley 697 de 2001, mediante la cual se fomenta el uso racional y eficiente de la energía, se promueve la utilización de energías alternativas y se dictan otras disposiciones. Diario oficial, no. 44.573, 5 de octubre de 2001. Bogotá: El Congreso, 2001.

18. ________. Ley 788 de 2002, por la cual se expiden normas en materia tributaria y penal del orden nacional y territorial. Diario Oficial, no. 45.046, 27 de diciembre de 2002. Bogotá: El Congreso, 2002.

19. ________. Ley 939 de 2004, por medio de la cual se subsanan los vicios de procedimiento en que incurrió en el trámite de la Ley 818 de 2003 y se estimula la producción y comer-cialización de biocombustibles de origen vegetal o animal para uso en Motores diesel y se dictan otras disposiciones. Diario oficial 45.778. 31 de diciembre de 2004. Bogotá: El Congreso, 2004.


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20. Ibíd., artículo 1.

21. COLOMBIA. DEPARTAMENTO NACIONAL DE PLANEACIÓN. Consejo Nacional de Política Económica y Social. Documento Conpes 3510: Lineamientos de política para pro-mover la producción sostenible de biocombustibles en Colombia. [En línea]. Bogotá: DNP, 2008. [Consultado el 27, febrero, 2012]. Url disponible en <http://www.dnp.gov.co/Por-tals/0/archivos/documentos/Subdireccion/Conpes/3510.pdf> p. 25

22. Ibíd. p. 26.

23. Ibíd. p. 26

24. COLOMBIA. PRESIDENCIA DE LA REPÚBLICA. Decreto 2811 por el cual se dicta el Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente. Diario Oficial, No. 34243. 18 de diciembre de 1974. Bogotá: La Presidencia, 1974.

25. ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS.Declaración de Rio sobre el Medio Am-biente y el Desarrollo. Op. Cit.

26. COLOMBIA. CORTE CONSTITUCIONAL. Sentencia T- 411 de 1992. M.P. Alejandro Mar-tínez Caballero

27. COLOMBIA. CONGRESO DE LA REPÚBLICA. Ley 697 de 2001. Op. Cit.

28. COLOMBIA. DEPARTAMENTO NACIONAL DE PLANEACIÓN. Consejo Nacional de Política Económica y Social. Documento Conpes 091: Metas y Estrategias de Colombia Para el Logro de los Objetivos de Desarrollo del Milenio– 2015. [En línea]. Bogotá: DNP, 2005. [Consultado el 27 de febrero de 2012]. Url disponible en <http://www.humboldt.org.co/iavh/documentos/politica/conpes/CONPES%20091%20OBJETIVOS%20DEL%20MILENIO.pdf>. p.29.

29. Ibíd. p. 27.

30. COLOMBIA. DEPARTAMENTO NACIONAL DE PLANEACIÓN. Consejo Nacional de Política Económica y Social. Documento Conpes 3510. Op. Cit. p. 39.

31. Ibíd., p. 39

32. Ibíd. p. 24.

33. Ibíd., p. 24

34. Para un mejor análisis, ver el artículo “Seguridad Alimentaria y Biocombustibles” escrito por Adrián G. Rodríguez. Pág. 58 a 65. “Biocombustibles Como Energía Alternativa, una Mirada a la Región” publicado por el Centro Ecuatoriano de Derecho ambiental.

35. FONSECA, Carlos. Biocombustibles sostenibles para Colombia: una reflexión social y am-biental. [En línea]. [Consultado el 27 de febrero de 2012]. Url disponible en <http://pal-maceite.tripod.com/biosostenible.pdf>

36. ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS. Objetivos del Milenio. Op. Cit.


POLÍTICA EDITORIALLa revista Producción + Limpia (ISSN: 1909-0455) editada por la Corporación Universitaria La-sallista. Se publica con una periodicidad semestral y fue creada para difundir su actividad investigativa y la de colaboradores invitados.

Se reciben contribuciones en español, portugués o inglés. El artículo candidato a publicación debe cumplir con las normas que aparecen en las Instrucciones para los autores. Luego de su recepción, el artículo se somete a evaluación por pares, los que recomiendan su aceptación o rechazo. Si el artículo es aprobado con modificaciones, los autores dispondrán de un tiempo límite para realizarlas, y, en el caso de no estar de acuerdo harán las aclaraciones y justificación pertinentes para luego enviarlo de nuevo a los pares para el dictamen final.

El comité editorial evalúa el concepto de los pares y decide sobre el material a publicar. La revista Pro-ducción + Limpia se reserva el derecho de editar los textos, sin cambiar el sentido del artículo.

El contenido de los textos, tablas, figuras e imágenes incluidas en el material a publicar son de ex-clusiva responsabilidad de los autores. Igualmente, el artículo es responsabilidad de sus autores y no necesariamente refleja el pensamiento del comité editorial.

RESERVA DE DERECHOS La evaluación y la selección de los manuscritos enviados por los colaboradores están a cargo del Co-mité Editorial. La recepción de un manuscrito no implica la aceptación ni publicación del mismo. En los manuscritos aceptados para publicación, el Comité Editorial se reserva el derecho de realizar las mo-dificaciones editoriales necesarias para su publicación, al igual que su fecha de aparición en la Revista.

INSTRUCCIONES PARA LOS AUTORESTipo de material que se recibe para publicación

Editorial. Es la sección donde se expresan opiniones, reflexiones sobre temas de interés o relacio-nados con el contenido o temática de la revista.

Artículo original. Incluye hallazgos de investigaciones. Debe estar estructurado en las siguientes partes: Introducción, materiales y métodos, resultados y discusión. Al principio del artículo el autor

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presentará un resumen de máximo 250 palabras, además de las palabras clave en español, inglés y portugués. Puede llevar hasta 5 gráficas y tablas. Se aceptarán como referencias un mínimo de 10.

Artículo original breve. Esta sección incluye los artículos limitados a 1000 palabras. Generalmente son informes preliminares o hallazgos colaterales de proyectos de investigación. Tiene la misma estruc-tura de los artículos originales, y la restricción entre tablas y gráficas es de 2. El resumen y palabras clave seguirán el formato de los artículos originales. El número máximo de referencias es de 10.

Artículo de revisión de tema. Es una revisión crítica de un tema. Está dividido de acuerdo con el contenido del mismo, pero siempre tendrá: introducción y conclusiones, así como un resumen no estructurado de 100 palabras con palabras clave en español, inglés y portugés. Tiene la restricción de 5 entre gráficas y tablas, y el texto tendrá entre 10 a 15 hojas, con un mínimo de de 50 referencias.

Reportes de caso. Presenta los resultados de un estudio sobre una situación particular con el fin de dar a conocer las experiencias técnicas y metodológicas consideradas en un caso específico. Incluye una revisión comentada de la literatura sobre casos análogos. Su estructura es igual a la de los artícu-los originales. El número máximo de referencias es de 10.

Ensayos. Son artículos que reflexionan sobre un tema relacionado con la investigación. Se sigue el mismo formato de los artículos de revisión, pero se recomienda que sean más cortos.

Clásicos. Son artículos que han influido en el desarrollo de la investigación. El resumen y las palabras clave seguirán el formato de los artículos de revisión.

Aspectos metodológicos. Se incluyen en esta sección aquellos artículos cuya función principal sea la de ilustrar sobre metodologías empleadas en los procesos investigativos. Su estructura es igual a la de los artículos de revisión.

Noticia. Se publican reportes de eventos o actividades relacionadas con la actividad investigativa, y que puedan ser de interés para la comunidad académica.

Cartas al Editor. Con esta sección se pretende estimular la interacción entre el comité editorial y los usuarios de la revista. Se espera que sirva de foro de discusión de tópicos de interés tratados en la publicación. Las cartas contendrán un título, un texto, la afiliación institucional del autor, y referencias cuando sea necesario.

Excerpta. Son resúmenes, hasta de 300 palabras, de trabajos de investigación que no se publican en toda su extensión.

Reflexión. Es un documento que presenta resultados de investigación terminada desde una perspecti-va analítica, interpretativa o crítica del autor, sobre un tema específico, recurriendo a fuentes originales.

Documento de reflexión no derivado de investigación. Reflexión sobre un tema en par¬ticular, el cual no requiere ser derivado de una investigación científica o tecnológica.

INSTRUCCIONES PARA LA PRESENTACIÓN DE ARTÍCULOS

La Revista Producción + Limpia acepta para evaluación manuscritos en español, inglés y portugúes. El envío de este, se debe realizar a través de la plataforma Open Journal System (Publicaciones Seriadas Lasallistas) donde la Revista administra los procesos de evaluación y publicación. Para ello, se debe dirigir a la página web: http://repository.lasallista.edu.co:8080/ojs/. Así mismo, se deben adjuntar los

Producción + Limpia - Enero - Junio de 2012. Vol.7, No.1- 123•131

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documentos solicitados para el sometimiento del artículo, tal como se especifica en la información consignada en dicha página: los formatos (información del manuscrito y de los autores) y la licencia de acceso abierto. El manuscrito se debe presentar en formato Word®, a doble espacio, con tipo de letra Arial de 12 puntos, con márgenes simétricas de 3 cm.

Es esencial que en la primera página del artículo aparezca la siguiente información:

• Título del artículo: debe ser conciso pero informativo, no debe tener más de 80 caracteres ó 15 palabras. A pie de página se debe anotar el título de la investigación que le dio origen, el periodo de su realización y la o las entidades financiadoras.

• Lista de autores: con los nombres completos y apellidos en el orden en que debe aparecer.

Se complementará esta información con los grados académicos, cargo e institución donde labora cada autor. Adicionalmente, el autor principal anotará un correo electrónico, para la correspondencia de editores, lectores; lugar-fecha de la investigación y financiación si la tuvo.

Resumen y palabras clave en español

Se presentará un resumen en español. Para los artículos originales y artículos originales breves, el resumen deberá ser estructurado y tendrá como máximo 250 palabras. Se debe indicar específica-mente: introducción, objetivo, materiales y métodos, resultados y principales conclusiones.

Para los artículos de revisión, ensayos, aspectos metodológicos y clásicos, el resumen no es estructu-rado y se hará en menos de 100 palabras.

En todos los casos, los resúmenes deben incluir entre tres y seis palabras clave que mejor identifiquen el tema.

Título, resumen y palabras clave en inglés y portugés

Corresponde a la traducción al inglés y al portugés del título, resumen, y palabras clave.

Texto del artículo

Cuando el artículo es un reporte de investigación deberá tener las siguientes partes:

• Introducción. El autor debe establecer el propósito del estudio, resumir su fundamento lógico, mencionando algunas referencias pertinentes.

• Materiales y métodos. Esta parte del texto incluye la selección de procedimientos para el trabajo experimental, y se identifican los métodos y equipos con suficiente detalle para permitir su repro-ducción. Los procedimientos matemáticos y estadísticos también deben describirse con detalle.

• Resultados. Deben presentarse en secuencia lógica, con sus respectivas tablas y gráficas, y los comentarios de los principales hallazgos durante la investigación.

• Discusión. En ésta sección los autores enfatizan los aspectos más importantes del estudio, y se comparan con los resultados de otras investigaciones similares. Se deben evitar las conclusiones que no estén apoyadas en los hallazgos.

• Conclusiones. Anotar una o más conclusiones que se desprenden del estudio.

• Agradecimientos. En ésta sección aparecerán las colaboraciones por trabajo que no justifica la autoría, la ayuda técnica recibida, las ayudas financieras, y el material de apoyo.

Producción + Limpia

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PREVIA REVISIÓN PARA CUMPLIMIENTO DE POLÍTICAS EDITORIALES Y NORMAS PARA PUBLICACIÓNVerificación del cumplimiento de las normas editoriales. El Editor realiza una revisión en la que se verifica que el manuscrito cumpla con las normas estipuladas en este documento: entrega de la in-formación solicitada, licenciamiento de la obra, estructura completa y adecuada del manuscrito de acuerdo con la política editorial y citación de acuerdo con las normas ICONTEC. El autor puede ve-rificar el cumplimiento de los requisitos y normas antes de enviar el manuscrito utilizando la Lista de Verificación que se encuentra disponible en la página web http://repository.lasallista.edu.co:8080/ojs/.

Revisión Editorial. Posterior a la verificación del cumplimiento de las normas editoriales, antes de ser enviados a la evaluación por pares, el Editor realiza una evaluación previa de todos los manuscritos que cumplan las normas editoriales. El objetivo de esta revisión previa es certificar la originalidad del manuscrito (no haberlo sometido en otras revistas), cumplimiento con la estructura establecida y los contenidos sean claros y pertinentes, para facilitar la evaluación por parte de los pares. Como resul-tado, el manuscrito será enviado a evaluación por pares, devuelto a los autores para correcciones o rechazado.

REVISIÓN POR PARES (PEER-REVIEW)Una vez el Editor verifica que el artículo cumple con todos los lineamientos establecidos por la Re-vista, envía el manuscrito a dos pares académicos (especialistas), como mínimo, quienes deben emitir su concepto por escrito en el formato establecido para ello, a través de la plataforma Open Journal System (Publicaciones Seriadas Lasallistas). La evaluación se realiza de forma anónima tanta para el autor como para el evaluador (doble ciego). El Editor revisa y valora las evaluaciones, se asesora por los Comités Editorial y Científico o por personas idóneas y como resultado, acepta la publicación del manuscrito, lo devuelve a los autores para correcciones, o lo rechaza de forma definitiva. En los casos en que se solicitan correcciones, los autores deben enviar la nueva versión a través de la misma plataforma, en un plazo máximo de quince días calendario a partir de la fecha de notificación. El ma-nuscrito se publica en línea y de forma impresa, de la cual se envían dos ejemplares al autor principal.

Referencias

Las referencias bibliográficas deben ubicarse en el texto con el número correspondiente en forma de superíndice, en el orden de aparición de citación. La sección de referencias se presentará en hojas separadas del texto, estará numerada en forma consecutiva de acuerdo al orden de citación del ma-terial documental.

La revista Producción + Limpia sigue la NTC 5613 y NTC 4490 del ICONTEC para la presenta-ción de referencias bibliográficas, contenido, forma y estructura y referencias bibliográficas documentales para fuentes de información electrónicas, respectivamente de julio de 2008.

A continuación se da algunos ejemplos de la forma de presentación de las mismas:

• Autorpersonal. El nombre del autor personal se cita en forma invertida, primero el (los) apellido (s) en letra mayúscula sostenida, separado por una coma del (de los) nombre (s), escrito con ma-yúscula inicial y seguido por punto.

Ejemplo:

VARGAS HOYOS, Harold Alexander.

• Autorcorporativo. Se escribe en forma completa, con mayúscula sostenida, tal como aparece en el libro, folleto o revista.


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Ejemplo:

CORPORACIÓN UNIVERSITARIA LASALLISTA

Cuando el autor corporativo es una entidad gubernamental a través de la cual se ejerzan funciones legislativas, ejecutivas o judiciales, se cita primero el nombre del país, departamento, municipio o ju-risdicción equivalente, seguido del nombre de la entidad.

Ejemplo:

COLOMBIA. MINISTERIO DE EDUCACIÓN NACIONAL

COLOMBIA. CONGRESO DE LA REPUBLICA

Cuando el documento esté escrito en otro idioma, el nombre del país o jurisdicción se escribe en forma completa y en español. El nombre de la entidad, en el idioma en que esté escrito en la fuente.

Ejemplo:

ESTADOS UNIDOS. AGRICULTURAL RESEARCH SERVICE

Y no UNITED STATES. AGRICULTURAL RESEARCH SERVICE

• Dosotresautores. Cuando haya dos autores se escriben los apellidos y sus nombres, unidos por la conjunción “y” o su equivalente en el idioma en que esté escrito el libro o folleto, de acuerdo con el orden de aparición en la fuente documental.

Ejemplo:

GINEBRA, Juan y ARANA DE LA GARZA, Rafael.Cuando haya 3 autores se escriben los apellidos y sus nombres separados, el primero y el segundo, por punto y coma y el segundo y el tercero por la conjunción “y” o su equivalente en el idioma en que esté escrito el libro o folleto.

Ejemplo:

LOPEZ PIEDRAHITA, Mariana; BERDUGO GUTIERREZ, Jesús y RIOS OSORIO, Leonardo

• Másdetresautores. Cuando haya más de 3 autores, se escriben, el (los) apellido(s) y el (los) nombre (s) del primero separados por una coma de la expresión latina abreviada et al. Que co-rresponde a et allí (y otros), de acuerdo con el orden de aparición en la fuente documental. La abreviatura se coloca tipográficamente en cursivas.

Ejemplo:

HERNADEZ SAMPIERI, Roberto, et al.

• Editor editor(es), director(es), compila-dor(es), coordinador(es) comoautor. Se registra a continuación del nombre del editor, director, compilador o coordinador, la abreviatura ed., eds., dir., dirs, comp.., comps., cord., cords., respectivamente, citándolos en el orden en que aparecen en la fuente, siempre y cuando no existan autores propiamente dichos.

Ejemplo:

VALLE FLÓREZ, Mónica María. (cord)

• Librosyfolletos. Autor/es personal, corporativo e institucional. Título. Subtítulo. Número de edición diferente de la primera. Ciudad de publicación: Editorial, año de publicación. Total de páginas; número


128

de los volúmenes y tomos (si se trata de obras con más de un volumen, se debe indicar el número del volumen sin mencionar la paginación).

Ejemplos:

MARTINEZ, Ana Almansa y CASTILLO ESPARCIA, Antonio. Estudio sobre la comunicación digital en las organizaciones españolas. Teoría y estructura y funcionamiento de los gabinetes de comunicación. El caso andaluz. Málaga: Universidad de Málaga, 2004. 354 p.

SILVA GARCIA, Germán. El mundo real de los abogados y de la justicia. 3 ed. Bogotá D.C.: Universidad Externado de Colombia, 2001. vol. 2.

• Capítulodelibroescritoporelmismoautordellibro. Autor/es del capítulo. Título del capítulo. En: (subrayado y seguido de dos puntos) Título del libro. Número de la edición diferente de la primera. Lugar de publicación en idioma original: Editorial, año de publicación. página inicial-y final del capítulo.

Ejemplo:

ISLAS CARMONA, Octavio y GUTIÉRREZ CORTES, Fernando. Comunicaciones institucionales pro-ductivas a través de avanzados dispositivos digitales. En: Comunicación organizacional, abordajes y perspectivas de análisis. 2 ed. Quito: CIESPAL, 2005. p. 11-48

• Capítulodelibrosescritoporautordiferentealautor(es)dellibro. Autor/es del capítulo. Título del capítulo. En: (subrayado y seguido de dos puntos) Autor/es del libro. Título del libro. Autor/es del libro. Número de la edición diferente de la primera. Lugar de publicación en idioma original: Editorial, año de publicación. página inicial-y final del capítulo.

Ejemplo:

BOLTIVINIK, Julio. Los organismos multilaterales frente a la pobreza. En: VOS, Rob, et al. Pobreza, ajuste y equidad. Santa Fe de Bogotá: Consejería Presidencial para la Política Social, 1994. p. 147-213.• Artículosderevista.Autor/es del artículo Título del artículo. En: subrayado y seguido de dos

puntos. Título de la revista. Fecha de publicación, mes y año (el nombre del mes completo, número del volumen, número de la entrega. Página inicial y página final del artículo.

Ejemplo 1:

DWIGHT R, Cable. Influence of precipitation on perennial grass production in the semidesert south-west En: Ecology. July 1975. vol. 56, no. 4, p. 981-986.

Nota: Tener siempre en cuenta la indicación sobre el número de autores: 2 a 3 autores y más de 3 autores

• Congreso,conferencia,seminariooreunión. Nombre completo del congreso conferencia, semi-nario o reunión en mayúsculas. Número del evento en arábigos, día(s), mes, año y lugar del evento, entre paréntesis. Título de la publicación. Lugar de publicación. Editorial o institución(es) que lo pa-trocinan. Año de publicación. Número total de páginas si las hubiere.

Ejemplo:

CONGRESO INTERNACIONAL DEL BARROCO IBEROAMERICANO. (3: 8-12, octubre, 2001: Se-villa, España). Memorias. Sevilla: Universidad Pablo de Olavide, 2001. 130 p.

• Documentopresentadoencongreso,conferencia,seminario,reunión,jornadasysimpo-sios.Autor/es de la ponencia. Título del documento presentado al congreso, conferencia, semi-


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nario o reunión. En: subrayado y seguido de dos puntos. Número del evento en arábigos, día(s), mes, año y lugar del evento, entre paréntesis. Título de la publicación. Lugar de publicación. Editor o instituciones que lo patrocinan. Año de publicación. Pagina inicial y final del documento.

Ejemplo 1:

RESTREPO BOTERO, Darío Indalesio. El futuro de la descentralización: experiencias de quince años y perspectivas. En: Encuentro Colombia Hacia la Paz (4:18-20, julio: Ginebra, Valle). Memorias. Bogotá D.C.: Luéd, 2003. p. 35-43.

Ejemplo 2:

MEDINA, CM and MONTALDO, VH. El uso de la prueba de conductividad eléctrica y su relación con la prueba de California para mastitis. CNM. En: Congreso Nacional de Control de Mastitis. Aguasca-lientes, Ags. (5: 29-31, mayo: México). Memorias. México: 2003. p. 2-34

• Tesisyotrostrabajosdegrado:APELLIDO, Autor/es. Título de la tesis o trabajo de grado: subtítulo. Mención o grado al que se opta. Ciudad: Institución académica en que se presenta. Facultad, año de presentación, paginación o números de volúmenes.

Ejemplo:

BÁEZ, GJJ Estudio epidemiológico de mastitis subclínica bovina en el sector II de Téjaro, Michoacán. Tesis de licenciatura. México: Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Morelia, Michoacán, 2002. 120 p.

• Informecientíficootécnico:APELLIDO, Autor/es. Título del informe. Lugar de publicación, año, p: Organismos/Agencia editora. Número o serie identificativa del informe.

ArtículodePeriódico: TÍTULO DEL PERIÓDICO. Lugar de publicación. Fecha, día, mes, año. Núme-ro de secciones. Total de páginas.

Ejemplo:

EL TIEMPO. Bogotá D.C. 22, noviembre, 2006. 3 sec. 40 o.

• Documentoselectronicos,grabaciones sonoras, cintas, casetes, cd-rom, peliculas, dvd

Autor/es. Título [tipo de material]. Lugar de publicación: Editorial; año de publicación. Descripción física.

Ejemplo:

BEST, Carlos. Bases fisiológicas de la práctica médica [CD-ROM]. Madrid: l Médica Panamericana; 2003.

• Legislacion,odocumentoslegales.Jurisdicción (País, departamento o municipio en mayús-culas sostenidas). Ministerio o entidad responsable en mayúsculas sostenidas. Designación y número de la norma jurídica. Fecha de la norma jurídica (día, mes y año). Nombre de la norma si lo tiene. Título de la publicación en la que aparece oficialmente. Lugar de publicación. Fecha de publicación. Número. Paginación.

Ejemplo 1:

COLOMBIA. CONGRESO DE LA REPUBLICA. Ley 100. (23, diciembre, 1993). Por la cual se crea el sistema de seguridad social integral y se dictan otras disposiciones. Diario Oficial. Bogotá, D.C., 1993. no. 41148. p. 1-168

Ejemplo 2:

COLOMBIA. MINISTERIO DE DESARROLLO ECONOMICO. Decreto 2269 (16, noviembre, 1993). Por el cual se organiza el sistema de normalización, certificación y metrología. Bogotá D.C.: El Minis-terio, 1993. 18 p.


130

Ejemplo 3:

COLOMBIA. MINISTERIO DE LA PROTECCION SOCIAL. Resolución 03997 (30, octubre, 1996). Por la cual se establecen las actividades y los procedimientos para el desarrollo de las acciones de promoción y prevención del Sistema General de Seguridad Social en Salud (SGSSS). Bogotá: El Minis-terio, 1996 16 p.ReferenciadeInternet:APELLLIDO, autor. Título del documento o monografía [en linea]. Ciudad: Editorial, año de publicación. [Citado día mes año]. Disponible en: http://www.(nombre de la página).

Ejemplo:

ESPINAL, CF., et al, Documento de trabajo no. 98. La cadena de lácteos en Colombia una mirada glo-bal de su estructura y dinámica. Bogotá: El Ministerio, 2005.. [en línea]. [citado 18 noviembre 2009]. Disponible en: http://www.agrocadenas.gov.co

• Artículoderevistaeninternet:APELLIDO, Autor. Título del artículo. Título de la revista [en línea], mes año, vol., no. [citado año-mes-día]. Página inicial y página final. Disponible en: http://www.nombre de la página).

Ejemplo:

PERRY, Steve F. and LAURENT, Pierre Adaptational responses of rainbow trout to lowered external NaCl concentration: contribution of the branchial chloride cell. The Journal of Experimental Biology. [en linea], 1989. vol. 147 [citado 2009-07-30], pp. 147-168. Disponible en: http://jeb.biologists.org/cgi/content/abstract/147/1/147

Cuando haya dos o más referencias de un mismo autor consecutivamente, el autor solo se escribe en la primera fuente. De la segunda en adelante, se sustituye por una línea de 8 rayas continuas, siempre que no sea la primera referencia de la página.

Ejemplo:

MAETZ, J. Fish gills: mechanisms of salt transfer in fresh water and sea water. A discussion on active transport of salts and water in living tissues. En: Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 1971. vol. 262, p. 209-249.

--------. Na+/NH4 +, Na+/H+ exchanges and NH3 movement across the gill of Carassius auratus. En: The Journal of Experimental Biology. 1973. vol. 58, p. 255-275.

Notasdepiedepágina:Estas ofrecen información adicional de interés para el lector, se consignan al final de la página, se identifican con un asterisco, si se requieren varias notas, se debe escribir el número de asteriscos que sean necesarios en la misma hoja.

Ejemplo 1:

Transporte iónico en el epitelio branquial de peces de agua dulce*

Ejemplo 2:

Carlos Arturo David Ruales**

Ejemplo 3:

Walter Vásquez Torres***


* Este trabajo hace parte de la revisión bibliográfica de la tesis de maestría en Acuicultura de Aguas Continentales titulada: ¨Cuantificación de los niveles de excreción de nitrógeno amoniacal en función del nivel de proteína en la dieta y la masa corporal en Cachama blanca (Piaractus Brachypomus) (Cuvier, 1818) bajo condiciones de laboratorio¨. Trabajo realizado durante el año 2008. Grupo de Investigación en Nutrición y Alimentación de Organismos Acuáticos ¨GRANAC¨ -UNILLANOS-. ** Biólogo. Especialista en Ecología, MSc .en Acuicultura de Aguas Continentales. Docente Corporación Univer-sitaria Lasallista, Grupo de Investigación en Nutrición y Alimentación de Organismos Acuáticos ¨GRANAC¨ (UNILLANOS). Correspondencia [email protected] *** Msc, Ph. D. Profesor titular Universidad de los Llanos, Instituto de Acuicultura de los Llanos.

131

• UsodelIBIDyOP.CIT

IBID.Cuando una misma obra se cite dos o más veces consecutivas, es decir, cuando no se intercala otra referencia diferente, se utiliza la abreviatura “Ibid”, seguida de una coma y luego se agregan los números de las páginas correspondientes, precedidos por la letra p.

Ejemplo:

OLSON, Kenneth R. Vascular anatomy of the fish gill. En: Journal of Experimental Zoology. August, 2002. vol. 293, no. 3, p. 214-231.

Ibid., p. 214-216

OP.CIT.Cuando sea necesario citar la obra de un autor ya citado anteriormente en forma complete, pero no en la referencia inmediatamente anterior, se utiliza la abreviatura Op. cit. Ésta se escribe a continuación del apellido del autor separada de éste por una coma y luego se agregan los números de las páginas correspondientes precedidos de la letra “p”. y antecedidos por una coma.

Ejemplo:

GARCES GIRALDO, Luís Fernando, et al. Degradación de aguas residuales de la industria textil por medio de fotocatálisis. En: Revista Lasallista de Investigación. Enero–junio, 2005. vol. 2, no. 1, p.15–18

GARCES GIRALDO, Luís Fernando; MEJÍA FRANCO, Edwin Alejandro. y SANTA MARÍA ARANGO, Jorge Julián. La fotocatálisis como alternativa para el tratamiento de aguas residuales. En: Revista Lasa-llista de Investigación. Enero–junio, 2004. vol. 1, no. 1, p. 83–92.

GARCES GIRALDO, et al. Degradación de aguas residuales de la industria textil por medio de foto-catálisis, Op. cit., p.15–18

Cuando sea necesario citar varias veces dos obras distintas de un mismo autor, al usar la abreviatura Op. Cit se agrega el apellido del autor y el título de la obra a la cual se refiere la cita, separada de aquél por una coma.

Ejemplo:

OLSON, Kenneth R. Vasculature of the fish gill: anatomical correlates of physiological functions. En: Journal of Electron Microscopy Technique. December, 1991. vol. 19, no. 4 .p. 389-405

OLSON, Kenneth R. Gill circulation: regulation of perfusion distribution and metabolism of regulatory molecules. En: Journal of Experimental Zoology. 2002. vol. 293, no. 3, p. 320-335.

OLSON. Vasculature of the fish gill: anatomical correlates of physiological functions. Op. cit., p. 389-405

Correspondencia

Dirija su correspondencia a:LUIS FERNANDO GARCÉS GIRALDOEditorRevista Producción + LimpiaCarrera 51 118 Sur 57Caldas (Antioquia)PBX: (57-4) 320 19 99 Ext. 136, 210Fax: (57-4) 320 19 99 Ext. 184E-mail: [email protected]


EDITORIAL POLICYLa revista Producción + Limpia is a scientific publication edited by Corporación Universitaria Lasallista. It is published biannually and was created in order to share the research work made by external contributors, both national and International.

Contributions can be received in Spanish, Portuguese or English. The articles under consideration for being published must accomplish all of the rules that appear in the instructions for authors. After they are received, the articles are revised by experts, who decide if they are rejected or accepted. If the ar-ticle is accepted with modifications, the authors will have a defined term to make those modifications and if they disagree with the changes requested they can make the clarifications and the pertinent justification to refuse, and send the article back to the experts for the final judgement.

The editorial board evaluates the concept produced by the experts and decides about the material to be published. La revista Producción + Limpia has the right to edit the texts, always keeping their original meaning.

The content of texts, tables, graphics and images included in the material to be published is the author´s exclusive responsibility, and so is the article itself. The articles published do not necessarily reflect the editorial board´s points of view.

INSTRUCTIONS TO AUTHORSThe materials allowed for being published can be:

Editorial. It is the section in which opinions, reflections on topics of interest or related to the magazine´s content can be expressed.

Original Article. This includes research findings. The article must be structured into the following sections: Introduction, materials and methods, results and discussion. At the beginning of the article an abstract with a maximum of 250 words must be made, plus the key words in Spanish, English and Portuguese. It can have a maximum of five graphs and tables, and the number of pages must be from 10 to 15 (double space). A minimum of 10 references is also required.

Brief Original Article. This section includes those articles limited to a maximum of 1000 words. They are usually preliminary briefs or collateral findings from research projects. Tables and graphs are restricted to a maximum of two. The abstract and key words will keep the format used for original articles. The maximum number of references is 10.

Topic Review Article. It is a critical view to a topic. It can be divided according to its content, but must include: Introduction, conclusions and an 100 words not structured abstract with key words in

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Spanish, English and Portuguese. Graphs and tables are restricted to a maximum of five and the text can be distributed in a number between 10 and 15 pages, with at least 50 references.

Case Reports. It presents the results of a study about particular situations, aiming to inform about the technical and methodological experiences considered in a specific case. It must include a review to the literature, with remarks, about similar cases. Its structure is the same used for original articles. The maximum number of references must be 10.

Essays. Articles made to reflect about a topic related to research. They follow the same format used for topic review articles, but a shorter extension is recommended.

Classics. Articles that have been influential for the development of research. The abstract and key words must follow the format used for topic review articles.

Methodological Aspects. This section includes the articles which main function is enlightening about methodologies used in research processes. Their structure is the same used for topic review articles.

News. Reports about events or activities related to research can be reported if they are interesting for the academic community.

Letters to the Editor. This section aims to stimulate the interaction between the editorial com-mittee and the users of the magazine. It is a discussion forum about interesting topics developed in the magazine. The letters must have a title, a text, the relation of the author with the institution and references, if necessary.

Excerpt. Brief texts with a maximum of 300 words, taken from research works not published in their full extension.

Reflection. It is a document that introduces the results of a finished research work, from an author’s analytic, interpretative or critical approach to a specific matter. It uses original sources. Reflection document not based on a research work. Reflection about a particular subject which is not necessarily based on a scientific or technological research work.

INSTRUCTIONS TO PRESENT ARTICLES

Title page

It is essential to include the following information in the first page of the article:

• Title: it must be concise, and very informative. It must not have more than 80 characters or 15 words. The title of the research work from which it was made must appear footnoted, including the time period during which it was made, and the entities that financed it.

• List of authors: including all their first and last names, in the correct order.

This information must be complemented with the academic degrees, position and current institution in which every author works. The principal author must include an e-mail address, in case that editors or readers want to contact him/her. Also, the place and the date in which the research work took place must be included, and the entity that financed the work, if necessary.

Abstract and key words in Spanish

An abstract in Spanish must be made. For original articles and original brief articles, the abstract must be structured and have a maximum of 250 words. Introduction, objective, materials and methods, results and main conclusions must be indicated.


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For topic review articles, essays, methodological aspects and classics, the abstract is not structured and must have less than 100 words.

In all cases, the abstract must have a number between three and six key words to indentify the topic. Title, abstract and key words in translated into English and Portuguese

The title, abstract and key words must be translated into English and Portuguese.

Text of the article

When the article is a research report, it must be structured as follows:

• Introduction. The author must establish the purpose of the study, producing a brief about its logical basis and mentioning some pertinent references.

• Materials and methods. This section of the text must include the selection of procedures for the experimental work, and the methods and equipment used must be identified in thorough de-tail, to allow the reproduction of the experiment. The mathematical and statistic procedures must be thoroughly described as well

• Results. They must be presented in a logical sequence, with corresponding tables and graphs, and including comments about the most important findings.

• Discussion. In this section, authors emphasize the most important aspects of the study and com-pare its results with those from similar ones. Conclusions not supported by the findings must be avoided.

• Conclusions. Include one or more conclusions from the study.

• Acknowledgements. This section includes the contributions in which authorship is not justified, including the technical help received, financial help and support material.

References

References must be placed in the text with the corresponding number as a superscript, according to the order of appearance of every citation. The references section must appear in sheets separated from those of the text, and must be numbered in a consecutive way, according to the order of cita-tions in the documentary material.

La revista Producción + Limpia follows the NTC 5613 and NTC 4490 standards from ICONTEC for the presentation of references, content, form and structure, and for documentary references applied to electronic information sources, respectively, from July, 2008.

CorrespondenceLUIS FERNANDO GARCÉS GIRALDOEditorRevista Producción + LimpiaCarrera 51 118 Sur 57Caldas (Antioquia, Colombia)PBX: (57-4) 320 19 99 Ext. 136, 210Fax: (57-4) 320 19 99 Ext. 184E-mail: [email protected]


POLÍTICA EDITORIALA revista Producción + Limpia é a publicação científica editado pela Corporação Universitária La Sallista. Publica-se com uma periodicidade semestral e foi criada para difundir sua atividade inves-tigativa e a de colaboradores convidados.

Recebem-se contribuições em espanhol, português ou inglês. O artigo candidato a publicação deve cumprir com as normas que aparecem nas Instruções para os autores. Depois de sua recepção, o artigo se submete a avaliação por pares, os que recomendam sua aceitação ou rejeição. Se o artigo é aprovado com modificações, os autores disporão de um tempo limite para realizá-las, e, no caso de não estar de acordo farão as aclarações e justificativa pertinentes para depois enviá-lo de novo aos pares para o ditame final.

O comitê editorial avalia o conceito dos pare se decide sobre o material a publicar. A revista Produc-ción + Limpia se reserva o direito de editar os textos, sem mudar o sentido do artigo.

O conteúdo dos textos, tabelas, figuras e imagens inclusas no material a publicar são de exclusiva responsabilidade dos autores. Igualmente, o artigo é responsabilidade de seus autores e não necessa-riamente reflete o pensamento do comitê editorial.

INSTRUÇÕES PARA AUTORESTipo de material que se recebe para publicação

Editorial. É a seção onde se expressam opiniões, reflexões sobre temas de interesse ou relaciona-dos com o conteúdo ou temática da revista.

Artigo original. Incluem achados de investigações. Deve estar estruturado nas seguintes partes: Introdução, materiais e métodos, resultados e discussão. Ao princípio do artigo o autor apresentará um resumo de máximo 250 palavras, além das palavras importantes em espanhol, inglês e português. Pode levar 5 entre gráficas e tabelas e um número de folhas entre 10 e 15 a duplo espaço. Se aceitarão como referências um mínimo de 10.

Artigo original breve. Esta seção inclui os artigos limitados a 1000 palavras. Geralmente são rela-tórios preliminares ou achados colaterais de projetos de investigação. Tem a mesma estrutura dos ar-tigos originais, e a restrição entre tabelas e gráficas é de 2. O resumo e palavras importantes seguirão o formato dos artigos originais. O número máximo de referências é de 10.

Artigo de revisão de tema. É uma revisão crítica de um tema. Está dividido de acordo com o con-teúdo do mesmo, mas sempre terá: introdução e conclusões, bem como um resumo não estruturado

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de 100 palavras com palavras importantes em espanhol, inglês e português. Tem a restrição de 5 entre gráficas e tabelas, e o texto terá entre 10 a 15 folhas, com um mínimode de 50 referências.

Reportes de caso. Apresenta os resultados de um estudo sobre uma situação particular com o fim de dar a conhecer as experiências técnicas e metodológicas consideradas num caso específico. Inclui uma revisão comentada da literatura sobre casos análogos. Sua estrutura tanto faz à dos artigos ori-ginais. O número máximo de referências é de 10.

Ensaios. São artigos que reflexionam sobre um tema relacionado com a investigação. Segue-se o mesmo formato dos artigos de revisão, mas se recomenda que sejam mais curtos.

Clássicos. São artigos que influíram no desenvolvimento da investigação. O resumo e as palavras importantes seguirão o formato dos artigos de revisão.

Aspectos metodológicos. Incluem-se nesta seção aqueles artigos cuja função principal seja a de ilustrar sobre metodologias empregadas nos processos investigativos. Sua estrutura tanto faz à dos artigos de revisão. Notícia. Publicam-se reportes de eventos ou atividades relacionadas com a ativida-de investigativa, e que possam ser de interesse para a comunidade acadêmica.

Cartas ao Editor. Com esta seção se pretende estimular a interação entre o comitê editorial e os usuários da revista. Espera-se que sirva de foro de discussão de tópicos de interesse tratados na publicação. As cartas conterão um título, um texto, a afiliação institucional do autor, e referências quando seja necessário.

Excreta. São resumos, até de 300 palavras, de trabalhos de investigação que não se publicam em toda sua extensão.

Reflexão. É um documento que apresenta re¬sultados de investigação terminada desde uma perspec-tiva analítica, interpretativa ou crítica do autor, sobre um tema específico, recorrendo a fontes originais.

Documento de reflexão não derivado de investigação. Reflexão sobre um tema em particular, o qual não requer ser derivado de uma investigação científica ou tecnológica.

INSTRUÇÕES PARA A APRESENTAÇÃO DE ARTIGOS

Capa

É essencial que na primeira página do artigo apareça a seguinte informação:

• Título do artigo: deve ser conciso, mas informativo, não deve ter mais de 80 caracteres ou 15 palavras. A pé de página se deve anotar o título da investigação que lhe deu origem, o período de sua realização e a ou as entidades financiadoras.

• Lista de autores: com os nomes completos se sobrenomes na ordem em que deve aparecer.

Se complementará esta informação com os graus acadêmicos, cargo e instituição onde labora cada autor. Adicionalmente, o autor principal anotará um correio eletrônico, para a correspondência de editores, leitores; lugar-data da investigação e financiamento se a teve. Resumo e palavras importantes em español

Se apresentará um resumo em espanhol. Para os artigos originais e artigos originais breves, o resumo deverá ser estruturado e terá como máximo de 250 palavras. Deve-se indicar especificamente: Intro-dução, objetivo, materiais e métodos, resultado se principais conclusões.

Para os artigos de revisão, ensaios, aspectos metodológicos e clássicos, o resumo não é estruturado e se fará em menos de 100 palavras.


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Em todos os casos, os resumos devem incluir entre três e seis palavras finque que melhor identifi-quem o tema.

Título, resumo e palavras importantes em inglês e português

Corresponde à tradução ao inglês e ao português do título, resumo, e palavras importantes.

Texto do artigo

Texto do artigo Quando o artigo é um reporte de investigação deverá ter as seguintes partes:

• Introdução. O autor deve estabelecer o propósito do estudo, resumir seu fundamento lógico, mencionando algumas referências pertinentes.

• Materiais e métodos. Esta parte do texto inclui a seleção de procedimentos para o trabalho experimental, e se identificam os métodos e equipes com suficiente detalhe para permitir sua reprodução. Os procedimentos matemáticos e estatísticos também devem descrever-se com de-talhe.

• Resultados. Devem apresentar-se em seqüência lógica, com suas respectivas tabelas e gráficas, e os comentários dos principais achados durante a investigação.

• Discussão. Nesta seção os autores enfatizaram aspectos mais importantes do estudo, e se com-param com os resultados de outras investigações similares. Devem-se evitar as conclusões que não estejam apoiadas nos achados.

• Conclusões. Anotar uma ou mais conclusões que se desprendem do estudo.

• Agradecimentos. Nesta seção apare sobre colaborações por trabalho que não justifica a auto-ria, a ajuda técnica recebida, as ajudas financeiras, e o material de apoio.

Referências

As referências bibliográficas devem localizar-se no texto com o número correspondente em forma de super índice, na ordem de aparição de citação. A seção de referências se apresentará em folhas separadas do texto, estará numerada em forma consecutiva de acordo à ordem de citação do mate-rial documentário.

A revista Producción + Limpia segue a NTC 5613 e NTC 4490 do ICONTEC para a apresen-tação de referências bibliográficas, conteúdo, forma e estrutura e referências bibliográficas documen-tários para fontes de informação eletrônicas, respectivamente de julho de 2008.

Correspondência:

Envie sua correspondência a:LUIS FERNANDO GARCÉS GIRALDOEditorRevista Producción + LimpiaCarrera 51 118 Sur 57Caldas (Antioquia)PBX: (57-4) 320 19 99 Ext. 136, 210Fax: (57-4) 320 19 99 Ext. 184E-mail: [email protected]


Información para obtener y reproducir los documentos publicados

Con fines educativos, se permite la reproducción parcial o total de los artículos publicados en la re-vista Producción + Limpia siempre que se cite la fuente.

Los artículos de cada número de nuestra revista pueden ser obtenidos en formato PDF en esta direc-ción http://www.lasallista.edu.co/fxcul/docuencia/publicaciones.htm#pl, las solicitudes de versiones impresas serán atendidas por el Editor de la revista a la dirección: Carrera 51 Número 118 Sur 57, Caldas (Antioquia, Colombia), ó al correo electrónico: [email protected]

Information to obtain and reproducing the published articles

With educational goals the partial or total reproduction of the published articles in la revista Produc-ción + Limpia is allowed as long as the source is always cited.

Each of the articles of our journal issues can be obtained in PDF format in the following web page http://www.lasallista.edu.co/fxcul/docuencia/publicaciones.htm#pl. The printed version request will be attended by journal Editor in the address: Carrera 51 Número 118 Sur 57, Caldas (Antioquia, Colom-bia), or to the E-mail: [email protected]

Informação para obter e reproduzir os documentos publicados

Com fins educativos, permite-se a reprodução parcial ou total dos artigos publicados na revista Pro-ducción + Limpia, desde que se cite a fonte.

Os artigos de cada número de nossa revista podem ser obtidos em formato PDF em Informação para obter e reproduzir os documentos publicados esta direção http://www.lasallista.edu.co/fxcul/docuen-cia/publicaciones.htm#pl, as solicitações de versões impressas serão atendidas pelo Editor da revista à direção: Carreira51 Número118 Sur 57, Caldas (Antioquia, Colômbia), ou ao correio eletrônico: [email protected]

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Documents

Visibilidadlasallista.edu.co/revistas/pl/pl_v7n1/pl_v7n1.pdfJoan Amir Arroyave Rojas, Edna Margarita Rodríguez Gaviria, Carlos Alberto Barón Aristizabal, Cristian Camilo Moreno Salazar