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Introducción
La Empresa Procesadora de Soya (PDS) y la Refinadora de aceites ERASOL de Santiago de Cuba son dos de las fuentes contaminantes de la bahía de Santiago de Cuba, aportando en su conjunto, residuales de origen orgánico, lo cual está sustentado en la naturaleza de sus producciones, pues ambas son industrias de alimentos.1,2
Los reportes del CITMA 3 y algunos autores, 4 refieren que estas industrias tienen la prioridad para ser tratadas y minimizar el impacto contaminante de sus residuales líquidos sobre el ecosistema bahía, estando entre las de mayor importancia del total de industrias e instalaciones que afectan al mismo. Estos residuales tienen un componente orgánico medianamente biodegradable.1,2
Todo lo expuesto argumenta la necesidad de emprender acciones que minimicen en su conjunto, la carga orgánica proveniente de estas instalaciones industriales, por lo que el objetivo del trabajo es realizar propuestas para minimizar el impacto ambiental de las empresas PDS y ERASOL sobre la bahía de Santiago de Cuba.
Fundamentación teórica
Las industrias de alimentos descargan a los ecosistemas residuales líquidos de origen orgánico, lo cual se sustenta en que tanto materias primas como productos y en general, los procesos que se llevan a cabo, son de naturaleza orgánica.
En la literatura, 5 aparece que las vinazas de destilería son los efluentes líquidos que se derivan de la fermentación alcohólica de las mieles de caña de azúcar y constituyen un problema ambiental, con valores de Demanda Química de Oxígeno (DQO) de hasta 100 000 mg/L. Por otra parte, en el trabajo investigativo de Cabrera y colaboradores 6 se evidenció que los residuales procedentes del procesamiento de pescado tienen una elevada Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5) debido a la presencia de sangre, tejidos y proteínas disueltas y un elevado contenido de nitrógeno y fósforo.
Un trabajo relacionado con las aguas residuales provenientes del proceso de beneficio del café revela que las operaciones de beneficio húmedo del café, incluyen las tareas de despulpado, fermentación, lavado y secado; y es en el proceso de lavado donde se generan los mayores aportes de carga contaminante. De la operación de remoción de mucílago mediante lavado, se generan aguas residuales y lixiviados que pueden aportar carga orgánica, en términos de la DBO5, que superan los 6 000 mg O2/L. Además de elevados valores de DBO5, se encontraron valores considerablemente altos de sólidos suspendidos.7
Otros ejemplos lo constituyen las aguas residuales de plantas de beneficio de aceite de palma, efluente que genera alta carga orgánica y elevados valores de sólidos suspendidos 8 y los residuales de fábricas de aceite de oliva, igualmente, con un componente orgánico elevado, evaluado mediante la DBO5 y DQO.9
Estos residuales de industrias de alimentos generan una carga orgánica que va a los destinos finales en cada caso; en Santiago de Cuba, se vierte en la Bahía.
La bahía de Santiago de Cuba presenta un deterioro en su calidad, debido, en parte a los problemas que existen en las más de 20 fuentes que la contaminan: 3
Sistemas de tratamiento de residuales líquidos sin rehabilitar.
Manejo inadecuado de los residuales líquidos.
Para mejorar esta situación, se estableció un orden de prioridad para el manejo de los desechos, a partir de ser evaluadas las capacidades de manejo de los desechos de cada fuente contaminante. Dentro de las industrias que tienen la prioridad uno se encuentran la Empresa Procesadora de Soya de Santiago de Cuba y la Empresa Refinadora de aceites ERASOL, 3,4 sus residuales contienen como componente importante la lecitina de soya y el jaboncillo, respectivamente, ambos constituyentes de naturaleza orgánica, y más específicamente, lipídica.
En trabajos investigativos realizados en estas industrias, se encuentren elevados valores de DBO5, DQO, grasas y aceites, entre otros.1,2,10,11
Materiales y métodos
Se revisaron artículos científicos realizados en la PDS y en la empresa ERASOL de Santiago de Cuba, así como otros documentos relacionados con los procesos que se llevan a cabo en estas industrias, para identificar algunos de los indicadores de contaminación presentes en sus residuales y así conocer hacia dónde dirigir las acciones propuestas.
Resultados y discusión
En la tabla 1 se presentan los principales contaminantes identificados en los vertidos de estas industrias. Como se aprecia, en general, contaminantes de naturaleza orgánica, que en su conjunto elevan la DBO5 y la DQO.
Tabla 1 Principales indicadores de contaminación presentes en los residuales de la PDS y la empresa ERASOL de Santiago de Cuba.1,2,10,11,12,13
Efectos de los indicadores de contaminación encontrados en los residuales industriales de la PDS y ERASOL
A continuación, en la tabla 2, se presentan los efectos de los indicadores de contaminación reportados en los residuales de estas dos industrias de alimentos.
Teniendo en cuenta los principales contaminantes detectados en estos residuales y su efecto, la ubicación geográfica de estas industrias, cuyos residuales afectan al Refugio de Fauna “San Miguel de Parada” y llegan a la bahía de Santiago de Cuba, impactando negativamente el ecosistema, se presentan propuestas que permitirán minimizar el impacto negativo de estos residuales industriales en la bahía.
Propuestas tecnológicas
Las propuestas que se presentan en este trabajo constituyen un análisis preliminar y tienen su base en la relación DQO/DBO5, índice de biodegradabilidad (IB), según la ecuación (1): 18
IB= 1,00 - 2,50 Biodegradable
IB= 2,50 - 5,00 Medianamente biodegradable
IB= 5,00 Poco biodegradable
El cálculo del índice de biodegradabilidad se realizó con los datos provenientes de las evaluaciones de los residuales de ambas industrias (tabla 3), obtenidos en 2019 en la PDS y en 2020 en ERASOL.1,2
Las figuras 1 y 2 muestran las gráficas de la relación DQO/DBO5 encontradas en las industrias objeto de estudio.
De las figuras 1 y 2 se observa que el índice de biodegradabilidad, correspondiente a las pendientes de las rectas, en ambos casos está en el intervalo entre 2,5 y 5, siendo los residuales medianamente biodegradables.
Propuesta tecnológica para tratar los residuales de la empresa PDS
Las caracterizaciones de los residuales líquidos de la empresa demuestran una elevada concentración de aceites y grasas, 1 incumpliendo lo establecido en la norma de vertimiento vigente. Otros parámetros fuera de norma son la DBO5 y la DQO. Los elevados valores de grasas y aceites pudieran estar asociados a que se trata de residuales provenientes de una industria en la que se trabaja con sustancias de naturaleza lipídica, aunque también pudo haber ocurrido una falla durante el proceso, específicamente en el proceso de desgomado, donde se separa completamente el aceite desgomado y el agua, para así obtener la lecitina.
Teniendo en cuenta la necesidad de minimizar estos parámetros en los residuales que se verterán a la zona costera se propone una tecnología que puede estar conformada por un sedimentador primario, un flotador y un filtro percolador. Estos equipos posibilitarán la reducción de las sustancias orgánicas que conforman el residual en cuestión.
Propuesta tecnológica para tratar los residuales de la empresa ERASOL
Como se presentó en la tabla 1, diversas investigaciones han demostrado que son elevadas las concentraciones de sólidos suspendidos, aceites y grasas, DQO y DBO5 en los residuales líquidos de esta empresa. A partir de los resultados de la caracterización de las aguas residuales de la refinería ERASOL se pudo categorizar a las mismas como poco agresivas según el pH, encontrándose los valores de pH dentro de lo normado, entre 5,5 y 9 unidades, siendo el valor medio de 6,92, cercano a la neutralidad, 2 y mixtas según su composición de acuerdo a la relación DQO/DBO5, requiriéndose la utilización de un sistema de tratamiento basado en procesos físico-mecánicos, químicos y microbiológicos.
Con estos resultados se realizó la propuesta de mejoras en el sistema de tratamiento de residuales, el cual incluye un separador mecánico, tanque séptico, filtros percoladores o lecho bacterianos, lagunas anaerobia y aerobia.
Propuesta tecnológica para minimizar el impacto de los residuales de ambas industrias
Si se tiene en cuenta que las entidades objeto de análisis colindan y que los residuales de ambas se vierten al mismo sitio, no sería irrazonable pensar como mejor opción el que ambas empresas viertan sus residuales líquidos a una misma planta de tratamiento, con los consiguientes beneficios que ello representaría.
La propuesta tecnológica en este caso partiría de la instalación de un homogeneizador para la estabilización de los flujos de residuales a tratar. Normalmente, el flujo y composición de los residuos líquidos presenta variaciones durante la operación rutinaria de la planta, reflejando diferentes operaciones que tienen lugar durante el proceso. Ello puede presentar problemas, particularmente para las operaciones de tratamiento subsiguientes, que se caracterizan por ser procesos muy lentos, cuya eficiencia es muy sensible a las variaciones de flujo y concentración. Es por ello que resultaría conveniente, para el diseño del equipamiento, realizar un estudio de los flujos de aguas residuales que se generan en ambas industrias, así como la desagregación de corrientes para evitar que las aguas albañales se mezclen con las aguas residuales industriales.
Como los contaminantes generados en estas industrias son susceptibles a la degradación microbiana, el flujo de residual que sale del homogeneizador puede ser tratado en Reactores Anaerobios de Flujo Ascendente (UASB), por las ventajas que presenta y las utilidades económicas que brinda: producción de biogás para la generación de electricidad, el aprovechamiento de la biomasa resultante de la digestión como fertilizante o alimento animal, así como la posibilidad de sustituir el combustible por el biogás para minimizar la emanación de gases (CO2 y SO2) a la atmósfera.
Existen estudios que han demostrado la obtención de biogás a partir de los residuales de este tipo de industrias y en la misma industria ERASOL se han desarrollado pruebas de ello con buenos resultados.
Plan de acciones para minimizar el impacto de estas dos industrias al ecosistema bahía de Santiago de Cuba
El plan de acciones que se presenta tiene su basamento en los resultados de las evaluaciones de los residuales industriales de estas industrias y en los resultados de un trabajo investigativo realizado en la empresa ERASOL 19 que arrojó que en la empresa no se contaba con un programa de capacitación ambiental, en su gran mayoría los trabajadores desconocían los aspectos e impactos ambientales asociados a las actividades de sus puestos de trabajo y sus responsabilidades en relación con la protección del medio ambiente, tratamiento eficaz de las aguas residuales, aplicación de las legislaciones y normativas ambientales y sanitarias, así como eliminación adecuada de los aceites usados y desechos peligrosos.
Con los resultados se demostró:
1. Insuficiente cultura ambiental, lo cual ocasiona falta de motivación para el emprendimiento en la mejora o el cambio.
2. Personal de la empresa insuficientemente preparado para enfrentar la gestión ambiental, lo que se manifiesta en el desconocimiento de los trabajadores de los aspectos e impactos ambientales vinculados a las funciones o actividades del puesto de trabajo que desempeñan.
3. Insuficientes conocimientos de los aspectos e impactos ambientales en que incurre la entidad en sus actividades, productos y/o servicios con enfoque de procesos.
PLAN DE ACCIONES
Investigación:
Asunto clave: Necesidad de investigar la temática de la contaminación de origen orgánico, para reducir sus efectos al medio ambiente y al hombre.
Objetivo: Promover investigaciones nuevas y continuar las investigaciones en curso para elevar el conocimiento de los efectos de la contaminación orgánica en la Bahía y en otros ecosistemas vulnerables como el Humedal de “San Miguel de Parada”, al cual descargan estos residuales.
Metas:
Aumentar el conocimiento de nuevos métodos y técnicas de determinación de indicadores de contaminación orgánica.
Realizar investigaciones más complejas y profundas que provean de un conocimiento abarcador acerca de la presencia de contaminantes orgánicos en la bahía de Santiago de Cuba.
Aumentar el conocimiento acerca de los métodos de tratamiento de residuales orgánicos más efectivos y asequibles para nuestro país.
Acciones:
Realizar un estudio de los flujos de aguas residuales que se generan en ambas industrias.
Realizar la determinación química de indicadores de contaminación orgánica en las zonas de la Bahía que reciben directamente estos residuales industriales, para investigar cómo se comporta la distribución de estos contaminantes orgánicos en el ecosistema.
Aumentar el periodo de muestreo y, de ser posible, realizarlo dos veces al año.
Determinar otros indicadores de contaminación orgánica.
Actores responsables: Universidad de Oriente, CNEA, CITMA, Empresa Geominera Oriente.
Monitoreo:
Asunto clave: Contaminación de las aguas terrestres y marinas por vertimiento de residuales industriales de naturaleza orgánica.
Objetivo: Minimizar los impactos negativos producidos por los residuales orgánicos vertidos por estas industrias en el ecosistema Bahía.
Meta: Realizar monitoreos sistemáticos para conocer el comportamiento de la contaminación orgánica en la Bahía, procedente de estas fuentes contaminantes, es decir, la tendencia a aumentar o a disminuir este tipo de contaminación.
Acciones:
Realizar determinaciones químicas de grasas y aceites, DBO5, DQO, fósforo total y otros indicadores de contaminación orgánica al menos dos veces al año en cada punto contaminante de estas industrias.
Educación Ambiental:
Asunto clave: Insuficiente conocimiento acerca del daño que provocan los contaminantes orgánicos en los ecosistemas.
Objetivo: Contribuir a la formación de una cultura medioambiental en los trabajadores de estas empresas y en los usuarios de la zona costera que viven en las zonas aledañas.
Metas:
Formación ambiental de los trabajadores de estas industrias y de los habitantes de zonas aledañas a las mismas.
Aumentar el conocimiento en los trabajadores, gestores y habitantes de zonas aledañas a estas industrias, acerca de la contaminación de origen orgánico y sus efectos en los ecosistemas.
Acciones:
Realizar cursos de capacitación acerca de los impactos en los ecosistemas de los contaminantes orgánicos.
Realizar cursos de capacitación acerca de la legislación ambiental relacionada con el tema.
Realizar cursos de capacitación acerca de los indicadores de contaminación orgánica más importantes y métodos de tratamiento de residuales orgánicos.
Conclusiones
Debido a que las industrias PDS y ERASOL de Santiago de Cuba impactan negativamente el ecosistema bahía de Santiago de Cuba, se realizaron propuestas para minimizar este impacto. Estas fueron:
Propuestas tecnológicas para tratar los residuales de ambas industrias, tomando en consideración la naturaleza orgánica de los mismos.
Plan de acciones con metas y acciones de investigación, monitoreo y educación ambiental, que en su conjunto logren minimizar la carga orgánica que llega a la bahía proveniente de estas dos industrias de alimentos.
Es necesario emprender estas acciones para minimizar la contaminación que afecta a la bahía de Santiago de Cuba.
