Tecnología de bajo costo para el tratamiento de aguas residuales que contienen plaguicidas

Los plaguicidas juegan un rol fundamental en el control de plagas y enfermedades en cultivos agrícolas. Sin embargo, su uso excesivo e inadecuada manipulación genera fuentes de contaminación que afectan los recursos naturales y la salud humana. En este contexto, investigadores de CIBAMA han diseñado una tecnología de bajo costo para el tratamiento de aguas residuales que contienen plaguicidas.

Los plaguicidas son compuestos químicos ampliamente utilizados para proteger diferentes cultivos de plagas y/o enfermedades. Su utilización permite evitar pérdidas de cultivos, mejorar los rendimientos y reducir los efectos económicos en la producción de alimentos. Sin embargo, a pesar de los beneficios para la economía mundial, el uso intensivo de estos compuestos suele producir efectos negativos en el medio ambiente y la salud humana.

En este sentido, la contaminación puntual por plaguicidas se produce principalmente por una inadecuada manipulación, almacenamiento y/o disposición final de los productos no utilizados. Además, a nivel agroindustrial, durante el proceso de lavado de las frutas y verduras, se utilizan grandes volúmenes de agua para eliminar los residuos de estos productos, generando un agua residual que contiene plaguicidas y requiere de algún tratamiento para eliminación de estos contaminantes y así ser vertida o reutilizada.

En este contexto, investigadores del Centro de Excelencia en Investigación Biotecnológica Aplicada al Medio Ambiente (CIBAMA) y el proyecto ANID/FONDAP/15130015, Centro de Recursos Hídricos para la Agricultura y la Minería (CRHIAM), evaluaron el desarrollo de un sistema de bajo costo para el tratamiento de aguas residuales que contienen residuos de plaguicidas.

Esta investigación usa como base el conocimiento generado en los Sistemas de Biopurificación (BPS) diseñados para evitar o minimizar la contaminación puntual por plaguicidas que es producida, comúnmente, por derrames accidentales, inadecuada manipulación, lavado y/o llenado de equipos de fumigación.

El BPS se caracteriza por utilizar una biomezcla orgánica biológicamente activa, que es empacada en un contenedor o excavación impermeabilizada. La composición de la biomezcla consiste en la mezcla de tres componentes esenciales: suelo, turba y paja de trigo, los cuales se mezclan homogéneamente en proporción volumétrica 25%, 25% y 50%, respectivamente.

Esta biomezcla promueve la adsorción de los plaguicidas y su posterior eliminación por degradación microbiana, ya que sus componentes promueven el crecimiento de comunidades microbianas, especialmente hongos ligninolíticos que producen enzimas caracterizadas por su alta y amplia capacidad oxidativa, que permiten remover estas moléculas químicamente complejas.

Considerando lo anterior, este estudio se enfocó en aislar y seleccionar microorganismos (hongos y bacterias) degradadores de plaguicidas desde una biomezcla previamente utilizada en un BPS con aplicación continua de plaguicidas, esto con la finalidad de utilizarlos en un sistema de tratamiento continuo y de bajo costo.

Los microorganismos seleccionados fueron encapsulados en perlas de alginato y se utilizaron para formular dos consorcios (Figura 1), un consorcio fúngico y un consorcio bacteriano, los cuales fueron inoculados en un reactor de lecho empacado con biomezcla (Figura 2 y 3). Luego, se suministró una mezcla de tres plaguicidas, atrazina, clorpirifos e iprodiona en solución. Estos plaguicidas fueron seleccionados por su constante uso en el sector agrícola y suministrados en mezcla simulando su aplicación en el campo.

Finalmente, se evaluaron condiciones de operación siendo el flujo de alimentación al reactor, uno de los parámetros más importantes y críticos, ya que esto permite determinar la capacidad de tratamiento para poder escalar o dimensionar este sistema a nivel piloto.

Los resultados obtenidos demostraron que es posible utilizar microorganismos aislados de la biomezcla de un BPS, inmovilizarlos y formular consorcios microbianos especializados. Además, el sistema permitió remover y degradar los tres plaguicidas, atrazina, clorpirifos e iprodiona sobre un 85% y reducir significativamente la permanencia de estos compuestos en el agua.

Por lo tanto, podemos concluir que es posible utilizar tecnologías de bajo costo, para el tratamiento de aguas residuales que contienen plaguicidas, las cuales pueden ser descargadas o reutilizadas cumpliendo la normativa chilena respectiva, sin efectos al medio ambiente y la salud humana. Se recomienda implementar este tipo de tecnología en procesos agroindustriales como el procesamiento de frutas y verduras, con la finalidad de reducir el impacto de los plaguicidas en el ecosistema.