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República Dominicana

Reconstrucción Histórica de la sedimentación y contaminación en la

desembocadura del Río Haina, Puerto de Haina.

proyecto Regional RLA/7/012

“Aplicación de técnicas nucleares en la solución de problemas específicos del manejo integrado de zonas costeras del gran caribe.”

MSc. Ramón A. Delanoy

Santo Domingo, República Dominicana

Organismo Internacional de Energía Atómica Departamento de Cooperación Técnica

Universidad Autónoma de Santo Domingo

Facultad de Ciencias Ins tuto de Física

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INDICE

A PLICACIÓN DE TECNICAS NUCLEARES EN LA SOLUCION DE

PROBLEMAS ESPECIFICOS DEL MANEJO INTEGRADO DE ZONAS COSTERAS DEL GRAN CARIBE.

E VALUACION DE PARAMETROS PA-RA LA GESTION DE LOS RESIDUOS SO-

LIDOS DOMESTICOS EN UN AREA PILOTO DEL MUNICI-PIO SANTO DOMINGO ESTE.

E l ROL DE LA MATE-RIA PRIMA SECUN-DARIA DE ORIGEN VEGETAL COMO

FUENTE DE BIOMASA EN EL ESCENARIO DE LA CRISIS DE ENERGÍA Y ALIMENTOS .

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Introduccion Como parte de la implementación del Proyecto Regional RLA7/012 (Programa de Asistencia Técnica del Organismo Internacional de Energía Atómica) cada país identificó una zona cos-tera, con el objetivo de introducir las técnicas de geocronología de sedimentos y su utilización en la reconstrucción de procesos de contaminación en los últimos 100 años.

El Río Haina es la vía de llegada a la zona costera de una gran contaminación generada en la ciudad de Santo Domingo por el vertido de las aguas residuales e industriales a su cauce. Las dos zonas industriales más grande (Herrera, Haina) vierten sus desechos en este río. En mucho de los casos sin ningún tipo de tratamiento previo. Además, en su desembocadura se localiza uno de los principales puerto de la República Dominicana.

Las actividades en la cuenca alta del río son fundamentalmente agrícolas, destacándose antes de 1983 el cultivo de caña de azúcar y frutos menores. Después de 1986 estas zonas han estado dedicada al cultivo de cítricos como piña y naranja. En la cuenca media se encuentran básicamente las crianzas de vacas y cerdos y cultivo de frutos menores como tam-bién pequeñas industrias. En la cuenca baja se localizan la mayoría de las industrias de la República Dominicana.

El elevado grado de contaminación del Río Haina ha provocado un impacto evidente en los recursos naturales y paisajísticos de la Zona Costera, el Puerto y en su entorno urbanístico. A mediados de la década del 90 comienzan los primeros estudios para evaluar su estado de con-taminación. Luego en el 1995 un exigente programa de recuperación se implementa con re-sultados evidentes de reducción de la contaminación y el inicio de mejoras en algunos indi-cadores ambientales. En ocasiones, las industrias no realizan el tratamiento de sus aguas re-siduales y de nuevo se nota el aumento de la contaminación en el río. Las autoridades del ambiente normalmente hacen monitoreos y en ocasiones le han aplicado la ley a algunas in-dustrias por incumplimiento de las normas de vertido.

Para realizar una evaluación en el tiempo de la contaminación del Río Haina en este estu-dio se emplearon diferentes tecnologías, así como varias metodologías en la determinación de los componentes contaminantes y su aporte en el tiempo: espectroscopia alfa, gamma, di-fracción de Rayos X, Fluorescencias de Rayos, cromatografías de fase líquida y gaseosa ade-más de otras técnicas suplementarias, necesarias en cronología de la sedimentación y tasa de sedimentación en las zonas costeras y lechos de lagos y lagunas.

La utilización de técnicas nucleares para la reconstrucción histórica de la contaminación a través de los sedimentos depositados mediante la técnica de 210Pb. Es una herramienta em-pleada actualmente por muchos científicos, con la finalidad de realizar el fechado de los re-gímenes de sedimentación y su relación con actividades naturales y antrópicas que contribu-yen con la contaminación y tendencia de la tasa de sedimentación.

Esta evaluación se realiza mediante la toma de Cores, los cuales son seccionados. Cada sección es una muestra para ser sometida a todos los análisis mencionados, en especial la de-terminación de 210Pb para la reconstrucción histórica de la deposición de los sedimentos y la contaminación.

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Figura 1: Poblaciones y actividades que han influido posiblemente en la contaminación y sedimentación de la desembocadura del Río Haina

Figura 2: Caudal y poblaciones de la cuenca del Río Haina.

1950 se inicia la puesta en funcionamiento del Central Río Haina. 1951 La construcción del Puerto de Haina Oriental se inicia en el 1951 como un astillero naval. 1959 Construcción Termoeléctrica Haina I, II, III, IV y V. 1959 Haina es elevado a Distrito Municipal. 1976 mediante el Decreto No. 2581 d/f 12 de Octubre se crea la Zona Industrial de Haina 1976 Crecimiento acelerado de los Arcarrizos. 1980-1990 reconstruido el puerto después que fue destruido por el huracán David en 1979. 1980 Creación Zona Industrial de Haina 1983 Instalación termoeléctrica Itabo I y II 1993 Construcción de la Refinería Dominicana de Petróleo en la zona costera. 2001 para a la administración de Haina International Terminals. 2002 Densidad poblacional Haina, 113,884 habitantes. 2008 Zona Industrial de Herrera con 278 empresas industriales, 295 comerciales y la población.

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Metodología Se tomaron perfiles de sedimentos de tres puntos en la desembocadura, los cuales se seccionaron cada centíme-tro. Se secaron las secciones en un horno a 45 oC para determinar la pérdida de humedad y con esto el nivel de compactación de los sedimentos. Luego las secciones secadas se colocaron en una mufla a 550 oC para la de-terminación de perdida por ignición, lo cual esta relacio-nado con la presencia de materia orgánica. Para presen-cia de arcilla o carbono inorgánico se procedió a la incineración de la muestra a 950 oC. La determinación de 210Pb y 137Cs fueron realizadas mediante espectroscopia gamma , aunque la del 210Pb pudo ser realizada por espectroscopia alfa o por Con-teo de Centelleo Liquido por emisión beta siguiendo los procedimientos conocidos para tales fines. El radio 226 se determinó con espectroscopia alfa. Los metales fueron analizados por fluorescencia de Rayos X, los organismos persistentes por cromatografías gaseosa.

Marcos Rodríguez Omar Pérez

Figura 4: Prueba por ignición

Resultados de Análisis

La distribución de PPI en los cores y los valores obtenidos de 210 Pb en algunas sección mues-tran la ocurrencia de un proceso sedimentario variable pero con características Parecidas (principalmente entre AI y CI). Se observa una sección de los cores con bajos niveles de mate-riales orgánica y 210 Pb propios de sedimentos antiguos, movilizados probablemente por algún evento meteorológico extremo. En el core AI se alcanzan valores mas bajos de MO en el fondo.

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Figura 5: Distribución de 210Pb y pérdidas por ignición en los cores (estaciones A, B, C)

A partir de estos resultados se decidió que el core AI presenta las mejores características para ser fechado y por lo tanto se seleccionó esta estación para realizar la reconstrucción de los procesos sedi-mentario y de contaminación. Siguiendo las indicaciones de la guía del proyecto, las muestras se secaron y molieron antes de la reali-zación de los análisis, a excepción de las muestras para la determinación del tamaño de grano.

Distribuciones de radionúclidos (210Pb, 137Cs, 226Ra), granulometría y carbono orgánico

La interpretación de los radionúclidos y las características de los sedimentos son básicas para aplicar el fechado y resultan determinantes para comprender los cambios en el proceso sedimentario.

En el caso del 210Pb se observa una distribución irregular entre los 9,5 y 29,5 cm y entre 54 y 58 cm, los valores en las muestras más profundas son superiores a los valores de 226Ra lo cual demuestra que a esta profundidad aún no se ha alcanzado el equilibrio secular entre ambos radionúclidos y que el core es incompleto. La forma de la distribución de 210Pb es típica de la ocurrencia de un paquete de sedimento por algún evento natural extremo o la deposición artificial de sedimento por obras de draga-do. Los bajos valores de 210Pb en exceso y carbono orgánico en ambas zonas del core confirman que el material es antiguo. El plomo (Pb) en ambas capas es menor lo cual confirma la hipótesis de la ocurrencia de paquetes de sedimentos antiguos (menos contaminados).

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Figura 6: Distribución de 210Pb, arcillas (< 2 micras), carbono orgánico y plomo en el core AI. En el core se observan secciones con cambios de composición de los sedimentos acumulados.

El 137Cs se detecta en todo el perfil en concentraciones menores a 3 Bq.kg-1, este resultado confirma que todos los sedimentos acumulados son posteriores a 1952. La zona de core con bajos valores de 210Pb coincide aproximadamente con bajos valores de 137Cs. Distribución irregular de 210Pb entre los 9,5 cm y 29,5cm y entre 54 y 58 cm; ocurrencia de un paquete de sedimento por algún evento extremo (natural o artificial); bajos valores de 210Pb y carbono orgánico en ambas secciones presupone que el material es antiguo; la capa entre 20 y 30cm es una mezcla de materia-les nuevos y materiales ya sedimentados.

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De forma general los elementos mayoritarios silicio (Si), calcio (Ca), hierro (Fe) y aluminio (Al) no muestras variaciones significativas en el core. Sin embargo entre los 10 y 25 cm hay un incremento en las concentra-ciones de Ca, y una ligera disminución de Fe y Al, coinci-diendo con la zona de bajos valores de 210Pb. Los elementos trazas: níquel (Ni), cobre (Cu), zinc (Zn) y vanadio (V) no muestran variaciones significativas en el core, las concentraciones están en el orden de los valores reportados en la corteza terrestres (ver tablas XX). Sin em-bargos en la zona de bajos valores de 210Pb los valores de Ni, Cu y Zn disminuyen. Para el plomo (Pb) y el arsénico (As) se observa una ten-dencia de los incremento de las concentraciones hacia la superficie, con disminuciones significativas entre los 10 y 25 cm. Sin embargo los valores de concentración no se di-ferencian significativamente de los valores reportados en la corteza terrestres.

Distribución de elementos mayoritarios y metales

Figura 8: Distribución de Ca, Al, Fe y Si en el core AI. La zona de bajos valores de 210Pb coincide aproximadamente con cambios en las concentraciones de Ca, Al y Fe.

Figura 10: concentración de elemento en la corteza terrestre en el basalto y el granito.

Figura 9: Distribución de níquel (Ni), cobre (Cu), cinc (Zn), vanadio (V), plomo (Pb) y arsénico (As) en el core AI. La zona de bajos valores de 210Pb coincide aproximadamente con disminuciones de las concentra-ciones de Zn, Cu, Pb y As.

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Distribución de contaminantes orgánicos

Los contaminantes orgánicos se determinaron en el core II tomado en la misma estación A (código AII). Las determinaciones se realizaron en la Sección de Estudios Marinos del Laboratorio del Ambiente Ma-rino de Mónaco (OIEA).

Figura 11: Distribución de plaguicidas en el core AII. La zona de bajos valores de 210Pb coincide con disminuciones de las concentraciones de HEOM, Lindano, PCBs y DDT.

La distribución de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) en el core AII, muestran bajos valores, observándose una tendencia de aumento en las secciones superficiales.

Figura 12: Distribución de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) en el core AII. La zona de bajos valores de 210Pb coincide con bajas concentraciones de HAPs.

Los perfiles de ambos grupos de compuestos muestras la misma distribución y esta íntimamente relacionada con la observada para el Pb y el Co y refuerza la hipótesis de la ocurrencia de un paquete de sedimento anti-guo (menos contaminado) entre los 10 y 30 cm y también en la profundidad (55 y 58 cm).

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Datación de la sedimentación y la contaminación

Entre las secciones 9,5 cm y 29,5 cm y entre 54 y 58 cm podemos observar una disminución de la pérdida por ignición, indicándonos la presencia de sedimentos más viejos o con menos materia orgánica según las características generales de la cuenca. Las mediciones de 210Pb coinciden con los cambios en el régimen de sedimentación. Las fechas calculadas corresponden con eventos meteorológicos extremos. (Fig. 6)

La tasa de sedimentación varía en toda la cuenca debido a las características de diversos factores diná-micos. Para el 2009 la tasa de sedimentación era de 6 kg.m2.a-1 (1 cm.a-1), en el lugar de muestreo (desembocadura del río Haina, puerto de Haina)

Figura13: Cronología de la tasa de sedimentación Puerto de Haina

Reconstrucción de la contaminación Según los factores de enriquecimiento el Plomo mantiene una tendencia de aumento desde 1950 con una baja al producirse la llegada de una gran masa de sedimento de otra zona en el 1998-2000 Huracán Geor-ge). Aunque con una tendencia más leve al aumento se encuentra el Zinc. El Arsénico presenta una tendencia a mayor concentración, mientras que el azufre a igual que el Bromo que también tienden a aumentar lo hacen con un nivel inferior . Los orgánicos hanido en aumento, observándose una disminución para el 1979 (Huracán David) y 1998 (Huracán George) indicándonos la llegada a la cuenca de sedimentos pobre en materia orgánica al producirse mayor arrastre de material inorgánico (suelo).

Figura 14: Factores de Enriquecimientos

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Lo mismo puede observarse en el nitrógeno total, el cual presenta un máximo de 0.2 % en el momento de la toma del perfil sedimentario. Recordemos que el nitrógeno rápidamente se va a la atmósfera forman-do metano. En cuanto a los orgánicos persistente, se puede notar una tendencia al incremento. Tal es el caso de los Hidrocarburo Policíclicos Aromáticos, el naftaleno y el Menanaftaleno.También se pueden observar un incremento en otros pesticidas como lo es el Fenantreno, Antraceno, Pireno y Cireno. Los gráficos nos muestran que hubo una disminución drástica a partir de la profundidad de 35 cm hasta la de 10 cm, que corresponden con los años 1993-1998. Después de este año la tendencia al incremento siguió hasta la fe-cha

Figura 15: Tendencias de materia orgánica

Figuras 16: Tendencias de orgánicos

Figura 17: Tendencias de otros Orgánicos Persistentes.

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Conclusiones

1. Los cambios del proceso sedimentario están relacionados directamente con la ocurrencia de eventos extremos, los cuales redistribuyen los sedimentos acumulados previamente y la contamina-ción asociadas a ellos.

2. Los picos de sedimentación coinciden con los principales eventos extremos ocurridos en la zona (Huracán Georges, Huracán David-Frederick y Huracán San Cristóbal-San Zenón).

3. La tasa de acumulación actual en el sitio es de 6 kg.m-2.a-1 (1 cm.a-1). 4. Los niveles de contaminantes orgánicos e inorgánicos registrados son bajos con una tendencia ha-

cia el aumento. Sin embargo se observan tendencias de incrementos de Pb, As y algunos conta-minantes Orgánicos Persistentes como el Fenantreno, Antraceno, Pireno y otros, incluidos para la eliminación de su uso, en el convenio de Estocolmo.

5. Algunos contaminantes orgánicos muestran una distribución relacionada con su utilización en diferen-tes actividades agroindustriales.

6. Las herramientas aplicadas del 210Pb, espectroscopia alfa, gamma, fluorescencia de Rayos X entre otras aportan resultados de gran utilidad en la gestión de cuencas y áreas costeras.

Recomendaciones

1. Por la gran utilidad de estas técnicas, que se realice un estudio similar en otras cuencas de

importancia de la República Dominicana, en la región Norte (Río Yuna).

2. Realización de Monitoreos para darle seguimiento a los niveles de contaminantes y adoptar medi-das para que estos disminuyan y no sigan la tendencia de aumento.

3. La utilización de las herramientas utilizadas en este estudio para la realización de estudios simi-

lares en otras áreas, tanto como presas, lagunas, lagos y zonas costeras.

Bibliografia

1. Isotopes of Noble gases as tracers in environmental studies, Proceeding Consultants Meeting, Vienna, 29 May-2 June 1989. Agency International Atomic Energy.

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York. ISBN 0-471-49545-X, 1979.

3. Muramat, Mitsuo Evans, E, Anthony. Radiotracer Techniques and Aplications. Volume 2. Edited by E. Anthomy Evans and Mitsuo Muramatsu. Marcel Dekker, Inc. New York, 1977.

4. D. B. Considine, D. J. Bergmann, and H. Liu. Sensitivity of Global Modeling Initiative chemistry and transport model simulations of radon-222 and lead-210 to input Meteorologi-cal data NASA Langley Research Center, Hampton, Virginia, USA. Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, California, USA National Institute of Aerospace, Hampton, Virginia, USA

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5. B. Salas Mar, M. A. Martínez Negrete, G. Ruiz Chavarría, J. Abarca Munguía, M. Alarcón Ronzón. Analisis Radiologicos de Muestras Ambientales En Algunos Puntos De La Costa Del Golfo De México Y Costa De Quintana Roo (México) Universidad Nacional Autónoma de México. Facultad de Ciencias- De-partamento de Física. Laboratorio de Análisis Radiológicos de Muestras Ambientales Circuito exterior S/N- Ciudad Universitaria. Delegación Coyoacán C. P. 04510 México, D. F. Tel. 52- (55) 5622-5398 [email protected]

6. MICHAEL W. BINFORD, MARK BRENNER, DANIEL R. ENGSTROM. Patrones de sedimentación

temporal en la zona litoral del Huiñaimarca.

7. Anon., 1978. - Lago Titicaca. Mapas al 1/100.000, PERU-BOUVIA, HIDRONAV N° 3100 - 3200 - 3300 - 3400 - 3500. Instituto Geográfico Militar, Urna, Perú.

8. APPLEBY (p.G.), OLDFIELD (F.), 1978. - The calculation of lead-210 dates assuming a con-

stant rate of supply of unsupported 210Pb to the sedimento Catena, 5: 1-8. .

9. BINFORD (M.W.), BRENNER (M.), 1986. - Dilution of 210pb by organic sedimentation in lakes of dif-ferem trophic states, and application to studies of sediment-water interactions. Limnol. Oceanogr., 31 : 584-595. .

10. BINFORD (M.W.), BRENNER (M.), WHllMORE, (T.J.), HIGUERA-GUNDY (A.), DEEVEY (E. S.),

LEYDEN (B.), 1987. Ecosystems, paleoecology and human isturbance in subtropical and tropicalAmeri-ca. Quat. Sci. Rev., 6: 115-128.

11. BRENNER (M.), BINFORD (M.W.), 1988. - A sedimentary record of humandisturbance

from Lake Miragoane, Haiti. J. Paleolimnol., 1 : 85-97.

12. Stringer, R.L., Brigden, K. y Labunska, I. Identificación de contaminantes orgánicos y metales pesados en sedimentos y efluentes del Polo Petroquímico de Bahía Blanca, 2000. Laboratorios de Investigación de Greenpeace, Departamento de Ciencias Biológicas, Universidad de Exeter, Exeter, Reino Unido. Diciembre de 2000 Nota técnica: 16/00.

13. UNEP/IOC/IAEA, 1995. Manual for the geochemical analysis of marine Sediments and suspended

particulate matter. Reference methods for Marine Pollution Studies No. 63. United Nations Environ-ment Programme. 74 pp. Loring D.H, Rantala R.T.T., 1992, Manual for the geochemical analyses of marine sediments and suspended particulate matter. Earth-Science Reviews, 32: 235-283.

14. Ana.C. Ruiz-Fernández y Joan. A. Sánchez-Cabeza Guía para el uso de sedimentos en la reconstrucción

histórica de la contaminación en zonas costeras. Proyecto RLA/7/012 OIEA. 2009

15. Günter Gunkel. Limnología de un Lago Tropical de Alta Montaña, en Ecuador: Características de los sedimentos y tasa de sedimentación. Universidad Técnica de Berlín, Alemania, Departamento de Manejo de la Calidad de Agua, Strasse des 17. Juni 135; Sekr. KF 4; 10623 Berlin, Alemania; [email protected]

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16. Cisternas V., Marco, Torres R., Laura, Urrutia P., Roberto, Araneda C., Alberto, Parra, Oscar Comparación Ambiental, Mediante Registros Sedimentarios, Entre Las Condiciones Prehispánicas Y Ac-tuales De Un Sistema Lacustre. Revista Chilena De Historia Natural Vol.73 2000. Pp. 151-162. Proyecto FONDECYT:1980529

17. Araneda C., Alberto, Torrejon, Fernando, Cisternas V., Marco, Urrutia P., Roberto, Cruces L., Fabiola, Parra B., Oscar.Tasas De Sedimentación-Acumulación Prehispánicas Y Actuales En Un La-go De La Viii Región (Chile), Mediante La Utilización De Radiocarbon.

18. Ruiz-Fernández A C; Hillaire-Marcel C 210Pb-derived ages for the reconstruction of terrestrial con-

taminant history into the Mexican Pacific coast: potential and limitations. Marine pollution bul-letin 2009;59(4-7):134-45.

19. Ruiz-Fernández, AC; Hillaire-Marcel, C; Páez-Osuna, F; Ghaleb, B; Caballero, M. Pb-210 chronolo gy and trace metal geochemistry at Los Tuxtlas, Mexico, asevidenced by a sedimentary record from the Lago Verde crater lake. Quaternary Research. 2007vol.67(no.2)

20. Pantoja, Silvio; Hughen, Konrad; González, Fidelina; Sepúlveda, Julio; Lange, Carina; Rossel,

Pamela; Lorca, Gisella; Muñoz, Práxedes; Salamanca, Marco; Ávila, Alejandro Registros De Alta Reso-lución De Cambios Climáticos Y Diagénesis En Sedimentos De Rápida Depositación De Los Fiordos Chilenos. Universidad De Concepción, Concepción, Chile Woods Hole Oceanographic Institution, Woods Hole, Usa.

21. Baeza, coordinador, A. Alonso, R. García-Tenorio, M. C. Heras, M. Pozuelo Procedimiento

para la conservación y preparación de muestras de sedimento para la determinación de la radiactividad ambiental. Colección Informes Técnicos 11.2007. Serie Vigilancia Radiológica Ambiental. Copyright 2007, Consejo de Seguridad Nuclear. Edita y distribuye: Consejo de Seguridad Nuclear Justo Dorado, 11. 28040 - Madrid-España www.csn.es, [email protected]. I.S.B.N.: 84- Depósito Legal: M- 27852-2007

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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SANTO DOMINGO, UASD FACULTAD DE CIENCIAS, ESCUELA DE QUIMICA

EVALUACION DE PARAMETROS PARA LA GESTION DE LOS RESIDUOS SOLIDOS DOMESTICOS

EN UN AREA PILOTO DEL MUNICIPIO SANTO DOMINGO ESTE

Autoras:

Prof. Bélgica Naut Medina

Prof. Lodys Hernández de Ríos

Santo Domingo, República Dominicana, 2011

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1.0 INTRODUCCIÓN

La generación de los residuos sólidos es intrínseca al ser humano y aumenta de manera proporcional con el desarrollo in-dustrial y el incremento de la población, sin importar raza ni clase social. Asimismo, la recolección y disposición final data desde hace siglos, pero sin considerar los impactos ambientales.

Hasta hace poco tiempo, el manejo de los residuos sólidos era algo a lo que no se le prestaba la debida atención, pero ahora tanto los gobernantes como las municipalidades están dispuestos a cumplir con las regulaciones establecidas y comenzar a utilizar instala-ciones sanitarias adecuadas para su manejo y disposición final.

La protección de los ciudadanos y de los recursos naturales por los potenciales impactos a la salud y al medio ambiente, provocados por las prácticas deficientes en el manejo de los residuos sólidos municipales, se ha convertido en una preocupación en el ámbito mundial.

La selección del tema para la investigación, fue motivada principalmente por estas razones y por la necesidad de aportar infor-mación adecuada, ya que el Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Ministerio Ambiente) manifestó la urgencia de realizar estudios que contribuyan con la gestión de manejo de los residuos sólidos domésticos, por ser una de las principales debilidades encontradas en el diagnóstico ambiental del municipio Santo Domingo Este, realizado por el mismo ministerio (2004). (6)

El conocimiento de los orígenes y los tipos de residuos sólidos, así como los datos sobre la tasa de generación y composición de los mismos, es básico para el diseño y la operación de los elementos funcionales asociados con la gestión de residuos sólidos munici-pales.

Por lo anterior y preocupadas por la creciente población de uno de los municipios más densamente poblados y con mayor desarrollo comercial de la República Dominicana, se seleccionó un área piloto perteneciente al municipio Santo Domingo Este, donde real-izamos un estudio que comprendió dos fases:

1. Diagnóstico para evaluar el manejo actual de los residuos sólidos domésticos en el área.

2. Estudio de campo para determinar la tasa de generación y recolección de los residuos sólidos domésticos de la zona y sus

características.

El área de muestreo seleccionada está comprendida en los ensanches Ozama, Alma Rosa I y Los Mina Sur, donde convergen las diversas clases sociales representativas en todos los niveles de la zona. Para nosotras resultó un reto por el tipo de levantamiento de información in situ y poder lograr la participación de los técnicos del Ayuntamiento del municipio de Santo Domingo Este, como colaboradores de la misma. 2.0 DESCRIPCIÓN Y ALCANCE DE LA INVESTIGACIÓN

2.1 Área de Estudio

El área de estudio dentro de este municipio está delimitada al sur por la avenida Las Américas, en el tramo comprendido entre la avenida Venezuela y la intersección con la avenida San Vicente de Paúl, al este y al norte la avenida San Vicente de Paúl y al oeste la avenida Venezuela.

2.2 Alcance

Este estudio comprende un diagnóstico del área piloto seleccionada, así como un trabajo de campo para evaluar parámetros tales como: tasa de generación, y recolección, composición física, contenido de humedad y peso específico de los residuos sólidos domésticos de la zona de estudio del municipio de Santo Domingo Este. El estudio abarcó un período de doce meses distribuidos en cuatro etapas, durante el año 2008.

3.0 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El manejo de los residuos sólidos en el Municipio Santo Domingo Este, presenta debilidades en el sistema de planificación y gerencia, escasez de recursos y limitada participación ciudadana en el proceso de recolección y mantenimiento de los espacios públicos y del ornato. También hay deficiencias en la educación ciudadana lo que contribuye de manera dramática a agravar el problema. La recolección y barrido de las calles es irregular, se observan mini vertederos en lugares inadecuados, dispersión de residuos sólidos en aceras, contenes y filtrantes, así como los escombros que resultan del proceso de construcción obstruyendo las vías públicas.

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Hay carencias de estrategias de organización y participación. La gente tiene la percepción de que el ayuntamiento, sobre todo el Alcalde, es responsable por la limpieza de la ciudad, y es cierto. Sin embargo, ningún ayuntamiento podría lograrlo con éxito, sin la participación de sus munícipes. Tenemos una herencia cultural, que se repite de generación en generación, donde la mayoría de ciudadanos y ciudadanas no hacen caso al necesario cumplimiento de normas, reglamentos y leyes.

Uno de los inconvenientes que agravan la acumulación de residuos sólidos es un servicio irregular en cuanto a los días y horas en que previamente establece el ayuntamiento. También, el número de camiones empleados en el proceso no cubre la totalidad de la población del municipio de Santo Domingo Este, o sea, la producción Per cápita de residuos sólidos está por encima de la capaci-dad de recolección. A todo esto se le une la falta de entrenamiento del personal asignado para esos fines. Por lo que es necesario evaluarlos para mejorar la calidad del servicio. 4.0 JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN

Por la reciente formación y puesta en marcha del Ayuntamiento de Santo Domingo Este, año 2001, se requiere del levantamiento de información adecuada que permita verificar los avances en la planificación de acuerdo con la realidad presente en el municipio.

El diagnóstico ambiental del Municipio Santo Domingo Este, realizado en marzo del 2004, por el Centro Desarrollo y Participación (CEDEPAR), en combinación con el Ministerio Ambiente, el Ayuntamiento de Santo Domingo Este (ASDE) y auspiciado por el Programa de Apoyo a la Reforma y Modernización del Estado (PARME), destaca las fortalezas, oportunidades y debilidades del mu-nicipio.( 6)

En este diagnóstico, queda claro que el ayuntamiento no cuenta con un sistema adecuado para la gestión de los residuos sólidos. Sin embargo, se considera que hay una preocupación por enfrentar con seriedad el problema. Las principales limitaciones que se señalan en el diagnóstico, están relacionadas con las funciones de los diferentes actores involucra-dos en el proceso de gestión de los residuos sólidos, el bajo nivel de participación ciudadana en el proceso de recolección y limpieza de la ciudad, las escasas facilidades para el proceso de participación y la falta de mecanismos de supervisión del manejo que hacen las unidades recolectoras de residuos sólidos.

Por todas estas circunstancias y tomando en cuenta que el sistema de gestión ambiental, es uno de los instrumentos que tienen los ayuntamientos, para gerenciar con eficacia las políticas, las estrategias y los planes de acción, es necesario empezar a trabajar este tema en los ayuntamientos municipales, con miras a una mayor eficacia en la gestión pública local.

Es de suma importancia desarrollar un plan de gestión para el manejo de los residuos sólidos de un municipio, para lo cual es im-prescindible el conocimiento de ciertos parámetros propios de los residuos sólidos domésticos del área a aplicar, tales como: tasas de generación y recolección, composición física de los residuos sólidos sin procesar, el contenido de humedad y el peso específico entre otros, ya que son datos que inciden directamente en el diseño de dicho plan de gestión. 5.0 OBJETIVOS

5.1 General

Evaluar Parámetros de los Residuos Sólidos Domésticos, en un área piloto del Municipio Santo Domingo Este, para con-tribuir a un mejor manejo y al fortalecimiento operacional del Ayuntamiento de este Municipio.

5.2 Específicos 5.2.1 Evaluar el manejo actual de los residuos sólidos domésticos, en el área de estudio (sectores: Ozama, Alma

Rosa I y Los Mina Sur), del municipio Santo Domingo Este. 5.2.2 Determinar la tasa de generación y recolección de los residuos sólidos domésticos en la zona. 5.2.3 Determinar la composición física, el peso específico o densidad volumétrica y el contenido de humedad, de los residuos

sólidos domésticos.

6.0 GENERALIDADES

6.1 Composición de los residuos sólidos

Composición es el término utilizado para describir los componentes individuales que constituyen el flujo de residuos sólidos y su distribución relativa, usualmente basada en porcentajes por peso. (40)

La información sobre la composición de los residuos sólidos es importante para evaluar las necesidades de equipos, los sistemas y los programas y planes de gestión, teniendo en cuenta que la composición puede variar considerablemente de una comunidad a otra.

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Para República Dominicana, los valores encontrados nos ubican en el rango de los países medio/medio bajos. (23)

6.2 Tasas de generación y recolección de residuos sólidos

El conocimiento de las cantidades de residuos sólidos generados, separados para reciclaje y recolectados para un procesamiento adicional o para su disposición, es de una importancia fundamental en todos los aspectos de la gestión de residuos sólidos. La producción de residuos sólidos domésticos es una variable que depende básicamente del tamaño de la población y de sus carac-terísticas socioeconómicas. (18)

Las diferencias que se presentan entre las tasas de generación y recolección de los residuos sólidos, se deben principalmente a los diferentes procesos que pueden aplicarse previo a la recolección y también al alcance de la cobertura de recolección. Si la can-tidad de residuos sólidos recolectados se va a emplear para estimar la cantidad generada, se deben considerar todos estos factores.

Para evitar confusiones, las cantidades de residuos sólidos se expresar en términos de peso. Con relación a la capacidad de los vertederos, el volumen y el peso son de igual importancia. (40)

Una variable necesaria para dimensionar el sitio de disposición final es la llamada Producción per cápita (PPC). Este parámetro asocia el tamaño de la población, la cantidad de residuos y el tiempo; siendo la unidad de expresión el kilogramo por habitante por día (Kg/hab x día). (40)(18)

6.3 Gestión de Residuos Sólidos

La gestión integrada de residuos sólidos, es el término aplicado a todas las actividades asociadas con la gestión de los residuos dentro de la sociedad. La meta básica de ésta, es gestionar los residuos de una forma que sea compatible con las preocupaciones ambientales y la salud pública y con los deseos del público respecto a la reutilización y el reciclaje de materiales ambientales, es decir, la gestión integral de residuos sólidos puede ser definida como la selección y aplicación de técnicas, tecnologías y programas de gestión idóneos, para lograr metas y objetivos específicos de gestión de residuos. (40)

7.0 METODOLOGÍA

Para el desarrollo de esta investigación, el trabajo se dividió en dos fases: Fase I: Diagnóstico del área piloto con relación a la generación y manejo actual de los residuos sólidos domésticos, que comprende: Tamaño de la población del área. Evaluar las características económicas de la zona. Evaluar el servicio administrativo y manejo operacional. Evaluar la percepción de la población con relación al servicio. Esto se obtuvo mediante una revisión y recop-ilación de informaciones, aplicando entrevistas y encuestas a representantes de la comunidad y funcionarios del Ayuntamiento de San-to Domingo Este.

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Fase II: Estudio de Campo 1. Determinación de la tasa de generación y recolección de los residuos sólidos domésticos, aplicando el método de

análisis del número de cargas o conteo de viajes. Para lo cual realizamos: Seleccionar las zonas a evaluar. Determinar el número de viviendas en cada zona seleccionada, así como el índice de habitantes / vivienda. Identificar y verificar las ca-racterísticas de los vehículos recolectores a utilizar, teniendo bien definida su capacidad. Seleccionar el lugar para el registro de los datos del contaje y pesaje. Cálculos: Determinar la cantidad total de residuos generados y recolectados en kg/semana, así como la producción per cápita (PPC), expresada en kg/habitante x día.

2. Determinación de la composición física (distribución de los componentes individuales), peso específico y el contenido de

humedad en los residuos sólidos domésticos Determinación de la composición física de los residuos sólidos domésticos sin procesar. Para esta determinación aplicamos el método de la Sociedad Americana para la Prueba de Materiales -ASTM-D5231- 92 (reaprobado en el 2003). Para lo cual realizamos: Selección de un área de muestreo. Selección de método y frecuencia de muestreo. Recolección, clasificación y pesaje de la muestras. Cálculos: después de evaluar y analizar estadísticamente los resultados, se determina el porcentaje en peso de cada componente. Contenido de humedad. Para determinar esta característica se utiliza el método peso-húmedo. El contenido de humedad de la muestra se expresa como un porcentaje del peso del material húmedo (% p/p). Peso específico o Densidad volumétrica. El peso específico se calcula mediante la división del peso neto de los residuos sólidos (peso del envase lleno, menos el peso del envase vacío), por su volumen. El resultado se expresa en kg/m3

8.0 RESULTADOS

Fase I - Diagnóstico del área de estudio

Realizamos una exhaustiva revisión de las informaciones relacionadas a la conformación, estructuración y operatividad del ayuntamiento Santo Domingo Este, así como de las condiciones económicas.

Elaboramos un cuestionario que fue aplicado a los funcionarios de las áreas de la Secretaria Técnica, Encargado Unidad de Gestión Ambiental Municipal (UGAM), Encargada de Educación Ciudadana, Coordinadores de Rutas, Encargados de Polígonos, Director de Bienestar Social y Cultural, Encargado de Planificación y Programación, Director de Limpieza y Ornato del ASDE.

Aplicamos una encuesta dirigida a organismos comunitarios, como son las Juntas de Vecinos y hogares que reflejaron la percepción de la comunidad sobre los problemas del manejo de los residuos sólidos municipales.

Realizamos entrevistas a los directores y encargados de áreas del ayuntamiento relacionados con el manejo de los residuos sólidos, en donde recogimos informaciones primarias sobre la aplicación de políticas, legislación, procedimientos y participación de la ciuda-danía en el manejo y recogida de los residuos sólidos domésticos.

Resultados del Diagnóstico

El censo de Población y Vivienda del 2002(29), señala que el municipio de Santo Domingo Este consta de 787,129 habitantes y 214,548 viviendas.

El área de estudio cuenta con una población total de 107,990 habitantes, distribuidos en el Ensanche Ozama con una población de 21,486 habitantes. El Ensanche Alma Rosa I con una población de 37,271 habitantes. Los Mina Sur con una población de 49,233 hab-itantes.

El documento “World Bank List of Economies” (2008), del Banco Mundial, clasificó a la Republica Dominicana como un país en desarrollo, de ingresos mediano-bajo. En el área piloto, las clases sociales identificadas son: clase baja, clase media-baja y clase media. Los Mina Sur corresponde a la clase baja, Los ensanches Ozama y Alma Rosa I, corresponden a las clases media y media-baja.

De acuerdo a los resultados del diagnóstico, pudimos establecer que en el municipio de Santo Domingo Este, se carece de un plan de gestión definido para el manejo de los residuos sólidos. Constatamos que no existen políticas que fomenten las buenas prác-ticas en el manejo de los residuos sólidos, como pueden ser: la aplicación de programas de reducción en el origen, clasificación de los residuos sólidos, para de esta forma lograr aplicar procesos de recuperación y reciclaje de materiales que permitan su reutilización, entre otros; los cuales contribuyen a la reducción de la tasa de generación y recolección de los residuos sólidos.

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Además, la falta de un plan de manejo se evidencia con los problemas detectados tales como: horario irregular en la recogida, tipos y cantidad de contenedores y/o vehículos no adecuados, baja frecuencia en la recogida de basura, siendo este considerado el prin-cipal y presencia de un elevado número de mini vertederos en cualquier espacio vacío.

Vista panorámica de mini-vertederos.

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Fase II - Estudio de Campo

1. Tasa de generación y recolección de los residuos sólidos domésticos. Selección de las zonas a evaluar. En el área de estudio seleccionada comprendida en el municipio Santo Domingo Este, con-formada por los Ensanches Ozama, Alma Rosa I y Los Mina Sur, se seleccionaron tres zonas representativas de cada uno de los tres sectores, tomando como parámetro el nivel socioeconómico. Se realizó el levantamiento del número de viviendas a muestrear, así como el índice de habitantes/vivienda en cada una de las zonas seleccionadas. El vehículo utilizado fue un camión compactador de tres toneladas. La ruta de recolección fue esta-blecida, por el Ayuntamiento Santo Domingo Este. Para el registro de los datos del contaje y pesaje fue seleccionado el Vertedero de Duquesa. Desarrollo del muestreo: Las actividades de muestreo se efectuaron durante el período del 8 de julio al 5 de septiembre del 2008. El período de observación realizado en cada zona fue durante dos semanas con una frecuencia de dos veces por semana para un total de 12 muestras. (Ver resultados en la Tabla No. 3)

2. Composición física de los residuos sólidos domésticos sin procesar. Selección del área de muestreo. El área de estudio descrita anteriormente se dividió en dos zonas para el muestreo. Zona No.1 correspondiente a los ensanches Ozama y Alma Rosa I (con niveles socioeconómicos parecidos) y la zona No. 2 corre-spondiente a Los Mina Sur. Desarrollo del muestreo: se adoptó el método de muestreo aleatorio considerando como universo de muestreo el conjun-to de rutas de recolección en que está dividida cada zona seleccionada. Se designa como unidad muestral primaria el camión recolector. Las actividades de muestreo se realizaron en dos períodos con una duración de dos meses cada uno. El primer período fue desde el mes de marzo al mes de mayo de 2008 y el segundo periodo desde el mes de septiembre al mes de noviembre de 2008, para un total de 4 meses. En cada mes, se tomaron muestras individuales en las zonas seleccionadas durante un período de tres semanas, con una frecuencia de dos veces por semana, lo que representó un total de 24 muestras a evaluar por zona.

Recolección, clasificación y pesaje de las muestras: Los vehículos designados para el muestreo fueron dirigidos al área pre-viamente seleccionada y acondicionada en el vertedero de Duquesa, donde se tuvo una balanza para el pesaje de las muestras y los diferentes componentes de los residuos. Cada muestra tomada sin clasificar tuvo un peso entre 91 a 136 kg, tal como está estable-cido en la metodología. La muestra fue clasificada manualmente en los diferentes componentes del residuo sólido y los componentes fueron colocados en fundas plásticas. Cada funda con el componente correspondiente fue pesada en la balanza. La clasificación de los residuos establecida para el muestreo fue la siguiente: Papeles, Cartones, Plásticos, Desperdicios de ali-mentos, Metales, Vidrios, Textiles, Otros. (Ver resultados en la gráfica No.1 y Tabla No. 4).

3. Contenido de humedad y Peso específico o Densidad volumétrica: Muestreo: Conjuntamente con la recolección de las muestras para la determinación de la composición física, se tomaron de las zonas 1 y 2, muestras adicionales sin clasificar. Este muestreo se realizó igual al anterior, cada mes durante un período de tres semanas pero con una frecuencia de una vez por semana, efectuando muestreo doble en cada zona. Se tomaron un total de 48 muestras adicionales. De estas se seleccionaron 12 muestras por zona para determinar el contenido de humedad y 12 muestras por zona para determinar el peso específico de los residuos sólidos domésticos. (Ver resultados en la Tabla No. 5).

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Tipo de camión: Compactador Capacidad del camión: 3 Toneladas Ficha camión: 38448 Lugar de descarga: Vertedero de Duquesa Fuente: Elaboración propia a partir del estudio de campo.

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9.0.-ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

Tasa de generación y recolección de los residuos sólidos domésticos.

Relación entre el PPC y el nivel socioeconómico de la población.

Por los valores del PPC, se puede apreciar que en el nivel de bajos ingresos (Los Mina Sur), un habitante genera aproximad-amente un 15% menos de RSD con relación a otro del nivel medio/medio bajos ingresos. (Ver gráfica No.2).

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Como se ha planteado, en la cantidad de RSD generados, el ingreso económico es una variable que influye directamente so-bre la cantidad de residuos producidos por habitante, pues cuantos más ingresos económicos tiene un habitante, mayor es su capacidad de consumo de bienes y servicios, por tanto desecha más residuos. Es decir, mientras mayor es la capaci-dad adquisitiva de la población, es más frecuente la tendencia a usar productos con un gran contenido de envases desecha-bles.

Esta relación que existe entre el PPC y el nivel de ingreso bruto per cápita, significa que con el crecimiento económico se incrementara la generación per cápita de RSD. Este incremento representara un aumento de la cantidad de residuos que se deposita diariamente en los rellenos sanitarios. De igual manera los cambios en los patrones de consumo asociados a au-mentos de ingresos, han influido en la composición de los RSD.

Estas proyecciones poco deseables reducen la posibilidad de alcanzar el desarrollo sostenible, pero podrían ser modificadas a través de políticas que incentiven a minimizar los RSD.

Generación y Recolección de Residuos Sólidos Domésticos en el Área Piloto

Extrapolando los resultados de las zonas de muestreo, a cada uno de los sectores del área piloto, podemos establecer que la generación total de residuos sólidos domésticos/semana es mayor en el sector de Los Mina Sur (388.0 toneladas/semana), por ser éste el de mayor densidad poblacional y de viviendas. (Ver Tabla No. 6 y Gráfica No. 3).

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De acuerdo a estos resultados, podemos determinar que el área piloto presenta una generación total de residuos sólidos do-mésticos de unas 862 toneladas métricas/semana, lo que equivale a unas 123.14 toneladas métricas/día.

Si comparamos este valor con el total de residuos sólidos recolectados en el municipio de Santo Domingo Este, el cual es de unas 600 toneladas métricas /día(2), podemos establecer que la generación total de RSD del área piloto representa aproximadamente un 20.5% del total recolectado en el municipio.

Composición física de los residuos sólidos domésticos sin procesar.

En el análisis de los datos obtenidos en la determinación de la composición física, de los residuos sólidos, entre los niveles socioeconómicos de bajos y medio/medio bajos ingresos, se evidencian ciertas diferencias a considerar, principalmente en lo relativo al componente predominante en las muestras de residuos sólidos analizadas, como lo es, el de los desperdicios de alimentos, dando un valor mayor en el nivel de bajos ingresos (52.6%).

El alto porcentaje en los desperdicios de alimentos en el nivel bajo, se deben principalmente a que en este nivel la mayoría de los alimentos especialmente los vegetales y frutas se usan generalmente sin ningún tipo de procesamiento y todas las cáscaras, hojas, etc., son retiradas en el momento de ser utilizados o consumidos.

En los niveles medio / medio bajo, los alimentos generalmente se adquieren mas procesados y los residuos por lo tanto son menores. Esto se puede observar en la tabla No.1 (40), donde se resalta el alto porcentaje de los desperdicios de alimentos en los países menos desarrollados. Otros componentes que mostraron marcadas diferencias entre ambos niveles, fueron los porcentajes de papel y car-tón, siendo mayores en el nivel medio/medio bajos ingresos.

El mayor contenido de papel y cartones en los niveles medio / medio bajo, se debe principalmente a la tendencia de estos estratos a comprar productos desechables y/o con excesos de empaque, además de tener mayor capacidad para la adquisición y suscripciones en periódicos, revistas, etc. (Ver gráfica No. 4).

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10.0 CONCLUSIONES

1. De acuerdo a los resultados del diagnóstico, podemos establecer que en el municipio de Santo Domingo Este, se carece de un plan de gestión definido para el manejo de los residuos sólidos.

2. La presencia de un elevado número de mini vertederos en cualquier espacio vacío, demuestra entre otras co-

sas, un manejo inapropiado de los residuos sólidos; lo que constituye una problemática ambiental.

3. La recogida de los residuos sólidos domésticos no se efectúa con regularidad y según la percepción de la población, el 60% de los encuestados identificó, la baja frecuencia en la recogida de los desperdicios como el problema más sig-nificativo que afecta el sector.

4. La mayoría de los encuestados (90%), considera que no existe comunicación directa entre las autoridades del

municipio y la ciudadanía, para de este modo lograr una mejor participación de la comunidad en el servicio de la recogida de los residuos sólidos.

5. La producción per cápita diaria (PPC), dio un valor promedio de 0.95 Kg/hab. x día, correspondiendo el menor

valor (0.88 Kg/hab. x día), al sector de más bajos ingresos. Como se evidenció en este estudio, la PPC de los residu-os sólidos domésticos, depende significativamente del ingreso económico de los habitantes.

6. La generación total de Residuos Sólidos Domésticos en el área piloto, es de unas 123.14 toneladas métricas/día, lo

que representa el 20.5% del total de residuos sólidos recolectados en el municipio.

7. En la determinación de la composición física de los RSD, el componente predominante, con un valor promedio de 49.5%, correspondió a los desperdicios de alimentos. Dando un valor mayor en el nivel socioeconómico de más bajos ingresos (52.6%). Este es muy importante para ser empleado en el proceso de compostaje.

8. Un 40% de los componentes de los Residuos Sólidos Domésticos, corresponde a materiales potencialmente

reciclables, siendo el porcentaje de papel y cartón (16.1% y 9.2% respectivamente), mayor en el nivel socioec-onómico de medio / medio bajos ingresos.

9. Al establecer el comparativo de las muestras analizadas entre los diferentes niveles socioeconómicos, el valor

mayor de contenido de Humedad (76.1% p/p), y de Densidad volumétrica no compactada (198.9 Kg/m3), corre-spondió al sector de más bajos ingresos, las que a su vez, presentaron el mayor porcentaje de desperdicios de alimen-tos.

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11.0 RECOMENDACIONES

1. Desarrollar e implementar en el MSDE, un plan de gestión para el manejo integral de los Residuos Sólidos, involu-crando los actores claves de la comunidad para lo cual recomendamos además, utilizar entre otros estudios, el aporte de este trabajo.

2. Crear campañas de concienciación y educación a la ciudadanía sobre el impacto a la salud y al medio ambiente, que

provoca la disposición dispersa de los Residuos Sólidos en cualquier espacio vacío, dando así origen a los basureros incontrolados. Y desarrollar programas para lograr la aplicación de las buenas prácticas en el manejo de los Residu-os Sólidos, que favorezcan los procesos de recolección.

3. Mejorar los sistemas de transporte y recolección estableciendo las rutas, horarios y frecuencias requeridas, así

como la adquisición de equipos adecuados.

4. Hacer más eficientes las vías de comunicación entre las autoridades competentes del ASDE y la ciudadanía, para lograr una mayor participación de la comunidad.

5. Realizar los estudios necesarios para implementar la práctica de la clasificación previa de los Residuos Sólidos, ac-tividad imprescindible en los procesos de mejoramiento en el manejo de los Residuos Sólidos.

6. Incentivar el desarrollo de políticas y leyes efectivas que conlleven a la aplicación de programas, que por las

características de los RSD determinadas en este estudio, podrían ser factibles de implementar, para reducir el volu-men de los residuos sólidos a manejar, tales como:

Reducción de residuos sólidos en el origen Procesos de reciclaje Procesos de tratamientos o transformación de residuos sólidos

7. Considerar en un futuro, continuar con el estudio de otras propiedades de los RSD, importantes también en

el desarrollo de proyectos y programas relacionados con el manejo de los Residuos Sólidos.

8. De no ser posible aplicar los diferentes procesos preventivos y quedando como ultima opción la disposición final de los RSD; asegurar que esta disposición final sea la adecuada, construyendo un Relleno Sanitario para el uso de este municipio, con las características y controles requeridos para prevenir los impactos ambientales.

2. Ayuntamiento Santo Domingo Este. Memória Anual Municipio Santo Domingo Este. Santo Domingo, República Dominicana, 2002-2003. pags. 1, 2, 4, 5, 2003-2004 pags. 30, 31, 32, 38, 73, 74, 75, 76, 2004-2005 pag. 14.

3. Barriuso Ángel . Revista Ahora.com.do, Portada, edición número 1239, 28 de enero del 2002. República Domini

cana, 2002.

4. Bidó, Héctor. Introducción a los Rellenos Sanitarios. Editora Búho. Santo Domingo, República Dominicana, 2001. Cap. 1.

5. Cattafesta, Catherin. Advanced Unedited Draft. Servicios Relacionados con el Medio Ambiente. Proyecto

UNCTAD-FIELD, Departamento para el Desarrollo Internacional del Reino Unido. República Dominicana, 2003, pags. 9, 10, 11, 12.

6. Centro Desarrollo y Participación (CEDEPAR); Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales;

Ayuntamiento Santo Domingo Este; PARME. Diagnóstico Ambiental Municipio Santo Domingo Este. San-to Domingo, República Dominicana, 2004. Págs. 2, 27, 38, 39, 48.

12.0 Referencias bibliográficas

1. ASTM International. Standard test method for determination of the composition of unprocessed municipal solid waste. D5231-92(Reapproved 2003).

Page 33: revista uasd

7. Centro Desarrollo y Participación (CEDEPAR); Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales; Ayuntamiento Santo Domingo Este; PARME. Diagnóstico Ambiental Municipio Santo Domingo Este. Segunda Fase. Santo Domingo, República Dominicana, 2006. Pags. 71, 74, 75, 80.

8. Comisión de Asuntos Comunitarios Municipio Santo Domingo Este. Proyecto Dirección de Participación y Relación

Comunitaria para una Gestión Municipal. Provincia Santo Domingo, República Dominicana, 2002. Pag. 10.

9. De Luca, M. y Guaresti, ME. Calidad y Gestión de los Residuos Sólidos. Ciudad de Buenos Aires. Instituto de Ingeniería Sanitaria-UBA. Buenos Aires, Argentina, 2005.

10. Dirección de Planeamiento Urbano, Ayuntamiento Santo Domingo Este. Diagnóstico Urbano de Santo Domingo

Este. República Dominicana. Diciembre, 2005. Pag. 5.

11. Environment Protection Authority Waste Management Policy Unit. Waste Profile Study of Victorian Landfills. Unit-ed States, 1999.

12. Espinace A., Raúl; Palma G., Juan; Szanto N., Marcel; Olaeta C., J.A. Académicos Universidad Católica de

Valparaíso. Recuperación de áreas utilizadas como vertederos controlados de residuos sólidos urbanos. Ex-periencias y proposiciones. CEPIS/OPS/OMS. Chile, 1998.

13. Fonfría, Ramón Sans; Ribas, Joan de Pablo. Ingeniería Ambiental, Contaminación y Tratamientos. Alfaomega/

Macombo. México, 1999.

14. Henry, J. Glynn y Heinke, Gary W. Ingeniería Ambiental, segunda edición. Prentince Hall, Mexico, 1999. Pags. 568, 573, 574.

15. http://www.epa.gov/epaoswer/hazwaste/test/sw846.htm

U.S. Environmental Protection Agency (EPA). SW-846, Chapter one: Quality Assurance and Chapter nine: Sam-pling Plan. 2004.

16. http://www.epa.gov/epaoswer/hazwaste/minimize/about.htm

U.S. Environment Protection Agency (EPA). Waste minimization. United States, 2005.

17. http:/www.fedomu.org.do. Federación Dominicana de Municipios. República Dominicana 18. http://www.fortunecity.es/expertos/profesores/171/medioambiente.html. Galdames Ortiz, Domingo. Residuos

Sólidos y clasificación. Fortunecity, Ingeniería Ambiental y Medio Ambiente. Universidad de Santiago de Chile. Chile, 2000. Pags.2, 4, 5 y 6.

19. http://web.idrc.ca/es/ev-23852-201-1-DO_TOPIC.html. Informe Técnico de la República de Cuba. Encuentro Inter-

nacional de la Ciudad de México, sobre Participación Social en la Gestión del Medio Ambiente Urbano. México, 1998.

20. http:/www.lmd.gov.do. Liga Municipal Dominicana. República Dominicana.

21. http://www.monografías.com/trabajos19/manejo-desechos-solidos/shtml Betancourt Pineda, Lázaro L.; Pichs Herrera, Luis A. Plan de Manejo de Desechos Sólidos en la Gestión Ambiental Empresarial. Centro: Ciget.Citma. Cienfuegos, 2004.

22. http://www.pangea.org/cepa/ Puig Ventosa, Ignasi. Definición de tasas municipales de gestión de residuos para

incidir en la reducción y el reciclaje. Centre d´Ecologia i projectes alternatius (CEPA). España, 2000. 23. http://siteressouces.worldbank.org/DATASTATISTICS/Resources/CLASS.XLS World

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24. Kiely, Gerard. Ingeniería Ambiental, Fundamentos, entornos, tecnologías y Sistemas de gestión. McGraw Hill, 1999. Pag.859.

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25. Miller, G. Tyler. Living in the environment. Twelfth edition, thomson Learning, Inc., 2002.

26. Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales. Norma para la Gestión Ambiental de Residuos Sólidos no Peligrosos. Santo Domingo, República Dominicana, 2003.

27. Miranda, Marie Lynn and Aldy, Joseph E. Unit Pricing of Residential Municipal Solid Waste: Lessons from nine

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28. Moya Pons, Frank. Gestión Ambiental Municipal. Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales. Repúbli-

ca Dominicana, 2004. Pags. 27, 67, 83.

29. Oficina Nacional de Estadística, ONE. VIII Censo Nacional de Población y Vivienda 2002. Santo Domingo, República Dominicana, 2002.

30. Orccosupa Rivera, Javier. Relación entre la Producción Per Cápita de Residuos Sólidos Domésticos y Factores Socio-

económicos. Santiago de Chile, Chile, 2002. Pags. 43 y 44.

31. Organización Panamericana de la Salud (OPS); OMS. Evaluación Regional de los Servicios de Manejo de Residuos Sólidos Municipales. Informe Analítico de República Dominicana, 2003.

32. Ortega Treassure, Ana S. Manejo de Residuos Sólidos Municipales. Seminario Taller.

OPS, OMS, SDE/PWR. Jamaica office, 2005. Pag. 1.

33. Paraguassú de Sá., Fernando; Rojas Rodríguez, Carmen Rosío. Indicadores para el Gerenciamiento del Ser-vicio de limpieza Pública. Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente- CEPIS, División de Salud y Ambiente, Organización Panamericana de la Salud, Organización Mundial de la Salud. Segunda edición re-visada y ampliada. Lima, Perú, 2002.

34. Publicación oficial. Ley de Organización Municipal No. 3455. República Dominicana,

1952.

35. Publicación oficial. Ley 120-99 sobre los Desperdicios Sólidos en Calles, Aceras, Parques, Carreteras, Con-tenes, Caminos, Balnearios, Mares, Ríos, etc., Santo Domingo, República dominicana, 1999.

36. Publicación oficial. Ley General de Medio Ambiente y Recursos Naturales No. 64-00. Santo Domingo,

República Dominicana, 2000.

37. Publicación oficial. Ley 42-01 de Salud, Santo Domingo, República Dominicana, 2001.

38. Publicación oficial. Ley 176-07 del Distrito Nacional y Municipios, Santo Domingo, República Dominicana, 2007.

39. Schultz, George P. Facility Planning for a Public Service System: Domestic Solid Waste Collection. Journal of Regional Science, Vol. 9, No.2, 1969.

40. Tchobannoglous, George; Theisen Hilary; Vigil, Samuel A. Gestión Integral de Residuos Sólidos. Volumen I y II.

McGraw-Hill, 1994. Volumen I, caps. 1, 3, 4, 6; volumen II, caps. 14 y 15.

41. U.S. Environment Protection Agency. Innovative uses of compost: Disease Control for plants and Animals. Office of solid waste and Emergency response. United States. EPA 530-F-97-044, 1997.

42. U.S. Environment Protection Agency. Summary of the EPA Municipal solid waste program. United States, 2000.

Page 35: revista uasd

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SANTO DOMINGO, UASD FACULTAD DE CIENCIAS, ESCUELA DE QUIMICA

Santo Domingo, República Dominicana, 2011

BIOTECNOLOGÍA

El ROL DE LA MATERIA PRIMA SECUNDARIA DE ORIGEN VEGETAL COMO FUENTE DE BIO MASA EN EL ESCENARIO DE LA CRISIS DE ENERGÍA Y ALIMENTOS

Autor:

Juan José Arias Dipré, PhD

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INTRODUCCIÓN

La biomasa vegetal es la fuente primaria de nutrientes y energía. La actividad fotosintética, gene-

ra alrededor de 19 millones de toneladas cada hora en todo el planeta, fijando al mismo tiempo en este pro-

ceso unos 8 millones de toneladas de Carbono puro. Este constituye la base fundamental de la energía de toda la

materia viva y el elemento esencial del combustible fósil. La biomasa generada con la fotosíntesis repre-

senta una fuente constantemente renovable de energía y de materia prima para la industria de las más diversas

actividades, pero además de alimento y oxigeno para la población mundial y el resto de los organismos vivos.

“La síntesis de los carbohidratos en las plantas, esta acompañada de la absorción de una inmensa canti-

dad de energía solar, la cual se almacena en forma de energía química en los compuestos orgánicos. Los ele-

mentos básicos de la reacción fotosintética son luz solar, CO2 y agua; la clorofila actúa como biocatalizador

de esta importante reacción. Los organismos fotosintetizadores utilizan solo de 0.1 a 1.0 % de la energía solar

que entra al planeta. Sin embargo esta es suficiente como para generar la cantidad de biomasa señalada.

El dinamismo de los organismos vivos alcanza en la mayoría de los casos su máxima actividad vital a

temperaturas desde 20 – 55 ºC, o sea, en condiciones hemofílicas y mesofílicas, cuyos intervalos se

encuentran entre los rangos normales de las regiones tropicales y sub-tropicales”. (J.J. Arias D., 1997).

“La fuente primaria de energía para los procesos biológicos esta representada por la energía solar. Cada

segundo se produce tal cantidad de energía, la cual es equivalente aproximadamente a 4 millones de tonela-

das de masa. Una parte de la energía solar entra a la tierra en forma de fotones de luz o cuanto, discretamente

como energía electromagnética, la cual se utiliza en los organismos fotosintetizadores, en el periodo de un año en

el proceso de fotosíntesis se generan 164 billones de toneladas de materia orgánica”. (Beker M.E., Lispinoh G.K. y Paipulis E.P.).

“Al parecer el aporte de la biotecnología en la solución del problema de abastecimiento de energía, es aquí

que al contrario de otras áreas de aplicación se predice algo mucho más complejo. En los últimos años no pocos

hablan de la “crisis energética”. Las fuentes de combustible fósiles se reducen mientras la población crece y las

necesidades de energía per cápita se incrementan. Lo mas importante lo representa aquí, o la circunstancia que

alrededor del 99.4 %, o que 1.7 X 1023 calorías por año es asequible, no a partir de energía nuclear; nosotros la

recibimos del sol y se acumula en la biomasa, aunque con poca efectividad, en el orden de 1 – 2%”. (Higgins I.J., Best D.J., and Jones J. 1988).

Los residuos vegetales son una fracción importante de la biomasa vegetal, los cuales se generan en la

agricultura durante la limpieza de las cosechas y en la agroindustria. Solo de la producción cereales y caña de azú-

car se generan en todo el mundo alrededor de dos mil millones de toneladas anualmente.

En el fruto del café la masa residual se expresa en alrededor de un 95%, del café producido en República

Dominicana podrían generarse unas 62 mil toneladas de residuos, incluyendo el material generado después de la

extracción de la infusión.

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La producción de alcohol se basa en una tecnología milenaria de la cual ha surgido un surtido de extraordinaria

diversidad de productos, vinculado a las culturas diversas de los pueblos distintos y a los distintos climas. Sin em-

bargo a pesar de tantos siglos de historia, los residuos aunque han encontrado usos variados especialmente como

alimentos para ganado y como fertilizantes, solo muy recientemente se han dado a conocer trabajos de investiga-

ción trascendentales, que revelen el secreto fundamentalmente de su contenido orgánico.

Por nuestra parte hemos realizado estudios de investigación, donde tratamos de profundizar la visión

sobre su naturaleza, analizando a través de resultados experimentales el conocimiento de su contenido orgánico

tanto, en el material sólido como en la fase líquida de los residuos de la fermentación como de la destilación. La

mezcla azeotrópica del destilado, obtenido en recientes investigaciones, representa la referencia motivado-

ra de hacer propuestas con orientaciones más profundas, en la revelación de su potencial.

El alto consumo de alimento y combustible y la disminución de las reservas fósiles de energía colocan a

los países de clima tropical como el nuestro en una gran ventaja y una extraordinaria oportunidad de desarrollo, la

actividad fotosintética en los trópicos es nuestra gran riqueza. La biomasa vegetal juega un importante rol en

la demanda de energía y alimentos, inclusive en la obtención de medicamento.

La biotecnología es el instrumento mas adecuado para dar respuestas a los grandes retos que se aveci-

nan, usando la biomasa microbiana como fuente de enzimas para la bioconversión de la biomasa vegetal

constituida por celulosa, hemicelulosa, lignina, pectina, pentosas, minerales, grasas, proteínas, azucares sencillos,

ácidos orgánicos, esteres, fenoles y otras sustancias degradables, podrían obtenerse una gran variedad de

sustancias como fuentes de energía y materias primas para la industria y el uso domestico, tales como: Etanol

(C2H6O), Butanol (C4H10O), Alcohol Amílico (C5H12O), Furfural (C5H4O2), Acetona (C3H6O), esteres (Acetato de Me-

tilo-C3H6O2), antibióticos, aminoácidos(R-NH2COOH), nucleótidos, entre otros.

El uso de residuos vegetales será la mejor solución a los desafíos de nuestro tiempo por su bajo costo y

su abundancia los cuales no ponen en riesgo la alimentación humana; además su uso representa un componente

ambiental extraordinario. Debido a que su uso a partir a de tecnologías ecológicamente limpias transforman los

impactos negativos en impactos positivos de grandes trascendencias ecológicas, sociales y económicas.

Con el alto consumo de combustible fósiles y la disminución gradual de sus fuentes de generación, a la

biomasa vegetal le aguarda un gran rol; el de ser suplidora de biocombustible, alimento para la población mundial

y de materia prima sustituta para la industria. Esto último aún no ha sido exactamente valorado; pues con la es-

casez de petróleo, por su disminución sistemática; no solamente la energía es afectada, con ella solo se ha

puesto al desnudo otra dramática realidad; la crisis de materia prima que se avecina, en la medida que el petró-

leo es el principal suplidor de la más compleja y diversa producción industrial.

En ese orden los métodos de la biotecnología representan el instrumento adecuado que articula a la

biomasa vegetal como fuente de Carbono, Nitrógeno, Oxigeno, Hidrogeno, macro y micro elementos; con la bio-

masa microbiana como fuente de enzimas para generar los procesos biocatalíticos que se traducen en resultados

durante la bioconversión orgánica.

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Esquema Nº1: Este representa el proceso tecnológico general propuesto, en donde los residuos frescos son seleccionados a partir

de la limpieza del grano maduro entero; en este proceso son usados residuos sólidos, líquidos, y además granos enteros, tratados de forma

adecuada; sometidos originalmente a un proceso de fermentación alcohólica; luego el material restante del primer proceso es sometido a

una fermentación metanogénica, este también puede ser usado directamente en fórmulas alimenticias para ganado o en la producción de

fertilizantes orgánicos, como pueden de la misma manera usarse los residuos sólidos y líquidos de la fermentación metanogénica especial-

mente en la producción de fertilizantes orgánicos, entre otras alternativas. Tal y como lo sugieren los resultados analíticos.

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Esquema N°2: Fermentación metanogénica. Este esquema muestra la actividad fermentativa de las bacterias metanogénicas las cuales actúan como grupo simbiótico sobre el material residual de origen vegetal hasta producir biogás. Bacterias llamadas hidrolíticas (GRUPO I). En la segunda etapa actúan bacterias del tipo heteroacetogénicas (GRUPOII), En la ultima etapa participan las bacterias metanogénicas (SUB-GRUPO IIIA Y SUB-GRUPO IIIB), que trasforman los productos de la segunda etapa en metano, dióxido de carbono y agua.

Aspectos Generales de la Fermentación Metano génica: Este es un proceso verdaderamente complejo donde un conjunto de microorganismos se articulan de forma sistemáti-ca, actuando inicialmente sobre las sustancias más complejas (macromoléculas) degradándolas a sustancias más simples (primera etapa) en ese momento del proceso actúan las bacterias llamadas hidrolíticas (GRUPO I), las cuales degradan moléculas complejas como carbohidratos polisacáridos, grasas (triglicéridos y esteroides complejos), proteínas y cadenas polipeptídicas complejas, en sus diferentes estructuras (cuaternarias, terciarias, secunda-rias o primarias); Hasta reducirlos a estructuras más simples como: azucares sencillos del tipo de monosacáridos (como glucosa entre otras, las cuales posteriormente podrían ser oxidadas a ácidos orgánicos ) ; ácidos grasos, ami-noácidos. En la segunda etapa actúan bacterias del tipo heteroacetogénicas (GRUPOII), las cuales actúan sobre los productos de la primera etapa degradándolos a moléculas más simples, ácidos orgánicos (como acido acéticos y otros), algunas moléculas pequeñas como agua, dióxido de carbono, acido sulfhídrico, hidrógeno molecular; frutos de un proceso natural de descomposición orgánica frente a este tipo de microorganismo; al mismo tiempo participan un conjunto de enzimas que se generan por la actividad del metabolismo microbiano (tanto en esta etapa como en la anterior, hasta en la ultima fase de este interesante proceso microbiano), entre ellas hidrolasas (amilasas, invertasa y otras), lipasas, proteasas, fundamentalmente.

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La última etapa es la etapa crucial del proceso, en la cual tendremos los productos deseados, actúan las

bacterias metanogénicas propiamente nombradas del género alqueobacter, donde convergen varias especies las

cuales pueden ser activas en los tres rangos de temperaturas: Pero muy exigentes en cuanto a la naturaleza de

los nutrientes, tales como bases carbonadas, relación mínima C/N, 30:1, pH entre 6.0 y 9.0; optimo 8.5. Aquí los

productos de la segunda etapa, principalmente CO2, H2, y CH3COOH, son transformados a metano dióxido de car-

bono y agua (CH4, CO2 y H2O), a través de la actividad de dos sub- grupos fermentativos los cuales logran produ-

cir una mezcla gaseosa conocida como biogás, constituida por gas metano dióxido de carbono en una relación de

65-70% en metano y30-35% en dióxido de carbono.

Tabla N°1: La tabla muestra los resultados analíticos de la evaluación de la Pulpa de café fermentada de

forma experimental, frente a los resultados analíticos de la evaluación de la pulpa fresca y la pulpa fermenta-da de manera espontáneas o sea expuesta al ambiente.

En la tabla de contenidos químicos podemos observar los contenidos de la pulpa fresca; “pulpa fer-

mentada de forma espontánea”; pulpa fermentada de forma experimental”.

Si comparamos los resultados de la fermentación experimental con los demás, podemos apreciar que mien-

tras el contenido de carbohidratos disminuye, los contenidos de proteína, minerales, grasa, macro y micro elementos

aumentan de forma considerable.

Mientras el % de carbohidratos de la pulpa fermentada de forma experimental disminuye con relación

al contenido de pulpa fresca en un 42.82%, el contenido de proteína y nitrógeno total aumento de forma extraordina-

ria en un 158% con relación al contenido en la pulpa fresca.

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En comparación con materia prima alimenƟcias convencionales, la pulpa fermentada de forma experimental es supe-

rior que el maíz en su contenido de: proteína en un 205.8%; micro y macro elementos como calcio, fósforo, hierro, potasio, el

contenido de la pulpa de café fermentada de forma experimental es extraordinariamente superior. Se acerca mucho al

contenido proteico de la soya y la supera extraordinariamente en el contenido de minerales, tales como: calcio, potasio, y hie-

rro.

Gráfico Nº1: Este presenta los resultados gráficos en forma de columnas sobre los análisis de grasa nitrógeno, calcio y fósforoensayos de pulpa fermentada de manera experimental, barra amarilla. Pulpa fresca (barra verde) y fermentación espontáneas de pulpaazul). Los resultados de la pulpa fermentada experimentalmente son superiores en todos casos.

Las levaduras en su metabolismo suelen excretar cantidades importantes de grasa por tal razón el incremen-

to en los contenidos de grasa es aceptado dentro de los límites normales de estos procesos.

Los niveles de nitrógeno registrados entran en el campo de las consecuencias normales de un desa-

rrollo microbiano sano durante el proceso fermentativo, debido a su presencia en los contenidos de proteínas y ami-

noácidos individuales, expresados en el contenido de la biomasa microbiana, como en la proteína excretada

durante el proceso metabólico; tal como se explica más abajo al pie del gráfico Nº2.

La presencia de Ca y P aparecen en niveles normales en los contenidos de la pulpa fresca e incrementada

en niveles considerables durante la fermentación experimental todo esto está relacionado al metabolismo microbiano

de las levaduras y la presencia de fosforo en el material de partida es de importancia relevante para el metabolismo

de las levaduras debido al rol que este elemento representa en la composición del material celular.

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Gráfico Nº 2: Los contenidos expuestos en este grafico son una expresión clara de los procesos de bioconversión, el conteni-do de carbohidrato que en la pulpa fresca presenta el más alto contenido, se ve disminuido en las dos formas de la fermentación, mientras más disminuido aparece, mayor es la eficiencia de la fermentación. Esto quiere decir que la mayor eficiencia en la fermentación se da en la experimental. En todo proceso fermentativo primario el sustrato fundamental, es una fuente de carbono, esta puede estar constituida por uno varios carbohidratos, dependiendo del tipo de proceso o del agente fermentador.

En el caso de las levaduras “Saccharomyces Cerevisiae “, esta puede actuar perfectamente sobre

sacarosa, además de glucosa, fructosa, galactosa, maltosa, lactosa, rafinosa, dextrinas y otras, durante un pro-

ceso hidrolítico con la actividad enzimática, también variada. Un medio de cultivo rico en nutrientes naturales impor-

tantes para que el proceso fisiológico de las levaduras se desarrolle con eficiencia lo constituye el preparado a par-

tir de pulpas frescas del café su rica variedad de ingredientes, representado en, carbohidratos, base nitrogenada,

minerales, grasas, vitaminas, ácidos orgánicos, aceites esenciales, alcaloides y otras sustancias diversas ; su natu-

raleza le da un carácter especial como para que estos microorganismos obren sobre el conjunto de sustrato presen-

te de una forma a muy particular.

La fuente de nitrógeno especialmente proteico constituye un gran fundamento disponible en el pro-

ceso de adaptación par su rápida reproducción, una saludable reproducción del microorganismo es una buena

garantía para la fijación de nitrógeno en la biomasa microbiana, necesario en la síntesis de aminoácidos y

proteínas durante la reproducción celular. Durante su metabolismo también se puede verificar una situación de

mucha relevancia, ya que las levaduras son importantes secretoras de proteínas.

La diversidad en el contenido mineral en el material de partida es de gran trascendencia para la

reproducción celular. El marcado incremento en el contenido mineral es un buen indicador también del buen desa-

rrollo celular microbiano pués los microorganismos son verdaderos mineralizadores.

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Gráfico Nº 3: Aquí los contenidos en macro y micro elementos se destacan de forma clara, evidenciándose de forma inusita-da el incremento de sus contenidos en la pulpa fermentada de manera experimental. El contenido de potasio adquiere niveles marca-dos después de la fermentación, lo que es evidencia de su fijación en la biomasa microbiana fruto del proceso metabólico, la demanda de su presencia como factor preponderante en el intercambio de sustancias en la pared celular microbiana es trascendental. Este “es el elemento cualitativamente más importante en la levadura”. J.Y. Leveau, M. Bouix. Microbiología Industrial; Ed. Acribia, S.A. Zaragoza, España, 2000. El contenido de hierro es revelador de un valor de calidad nutritiva en un micronutriente tan importante en la dieta ali-menticia, “aunque este no tiene efecto sobre el rendimiento celular, participa en el centro activo de algunas enzimas”, según: J.Y. Le-veau, M. Bouix. Microbiología Industrial; Ed. Acribia, S.A. Zaragoza, España, 2000.

Esto reafirma el interés de que esté presente en el material de partida, como corresponde a la naturaleza

de los residuos del café, su presencia fue determinada en el material fresco, registrando un nivel bastante eleva-

do, como lo evidencia el gráfico. Todos los conocedores de este tema sabemos a que debe el café su color junto a

otras propiedades inducida por la presencia de hierro. Su elevado contenido parece inusual en un microelemento,

por cuya razón este análisis fue repetido obteniéndose niveles altos niveles en todas las determinaciones, los re-

sultados expresados corresponden a una media aritmética; aunque en la biomasa microbiana este figura como un

macroelemento (ver a Beker M. E., Liepinsh G.K., Raipylis E. P. BIOTECNOLOGÍA, Ed. Agropromizdat, Moscú

1990). Los microelementos en general son muy importantes en los procesos enzimáticos, en el caso de las levadu-

ras las necesidades de Magnesio entran en esa actividad, como centro activo coenzimatico (Ídem). De la misma ma-

nera este juega un papel preponderante en la biomasa vegetal, especialmente en la clorofila, al mismo tiempo que

el hierro o el cobalto en la porfirina y en el citocromo, M.V. Volkenshtein. Biofísica, Ed. Mir, Moscú, 1985. El cinc

representa al microelemento del desarrollo de los organismos; en las levaduras este “juega un papel esencial en el

metabolismo”, como cofactor enzimático y en la síntesis de vitaminas, entre otras importantes actividades. J.Y. Le-veau, M. Bouix. Microbiología Industrial; Ed. Acribia, S.A. Zaragoza, España, 2000.

De acuerdo con estudios del centro nacional de investigación del café en Colombia, el contenido químico

de la pulpa fresca y el mucílago en la materia seca esta representado entre otras sustancias por celulosa, hemice-

lulosa, pectina, lignina; monosacáridos como glucosa. (Subproductos del Café “Coffee By-Products” Centro Nacional de Investigaciones del Café Chinchina-Caldas, Colombia. Prepared for Agency for Internation Development, Washington, D.C.), 1977.

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Todo medio de cultivo por naturaleza, independientemente del microorganismo, necesita nutrientes

básicos de forma invariable, igual que en cualquier otra forma de vida, como los macroorganismos. Las fuentes

de carbono representan fuentes vitales en el metabolismo microbiano, tanto como base energética o como material

clave en la biosíntesis de todo tipo de sustancias orgánicas, útil en la reproducción celular. Estas fuentes pueden

ser carbohidratos, grasas, proteínas, alcoholes, o simplemente CO2, incluso hidrocarburos (en el caso de algunas

bacterias y levaduras). Los carbohidratos más asimilables por los organismos vivos no importa el tamaño son los

monosacáridos, lo que es muy normal, pues todo hidrato de carbono, en la mayoría de los procesos metabólicos,

antes de ser transformados en CO2, H2O para así obtener la energía correspondiente, es transformado a glucosa

sino es asimilada directamente como tal; por esa razón mientras más complejos menos degradables son, entre

ellos pentosas (arabinosa, xilosa, lixosa, ribosa, ribulosa, xilulosa) o hexosas( glucosas, gulosa, manosa, galactosa,

talosa, alosa, altrosa, idosa, fructosa, sorbosa) ; luego le siguen los disacáridos (sacarosa, maltosa, celobio-

sa, lactosa); trisacáridos (rafinosa); por último los polisacáridos, entre ellos pentosanos (arabano, xilano), he-

xosanos (almidón, glucógeno, inulina, celulosa) o derivados, como ( hemicelulosa, gomas, mucilagos, pectinas);

(Alberto L. Herrera Guirola. Manual de Medios de Cultivo, Editorial Científico-Técnica, La Habana

1985.

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Tabla de análisis de la composición orgánica del des lado

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- SOBRE LA FERMENTACIÓN METANOGÉNICA “OBTENCIÓN DE BIOGAS”.

Los residuos sólidos y líquidos de la fermentación y destilación del café maduro entero y de las aguas mie-

les fueron usados en la producción de biogás, obteniéndose los siguientes resultados:

Prod. Debiogás a par r de los residuos de la fermentación alcohólica de pulpa fresca

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Prod. Debiogás a par r de los residuos de la fermentación y des lación alcohólica

del café maduro entero

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Prod. DeBiogás a par r de los residuos de la fermentación y des lación alcohólica de

pulpas frescas y aguas mieles.

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Los resultados obtenidos de esta investigación muestran indicadores de relevante importancia.

1º.- Plantea que la pulpa fermentada de forma experimental es una excelente materia prima para la

producción de alimento para ganado, la cual podría usarse ventajosamente como sustituto del maíz en fórmulas

alimenticias y como sustituto de la soya para reducir los costos de producción por vía de reducción de importa-

ción.

2do.- Es un excelente fertilizante orgánico gracias a su rico contenido en nitrógeno, potasio, fósfo-

ro, calcio, hierro, sodio, cinc y otras. Se consideran buenos fertilizantes materiales con buenos contenidos en

nitrógeno, potasio y fósforo (fundamentalmente).

3ro.- En la segunda fase de la investigación demostramos que de un mismo residuo se pueden producir

en serie una línea diversa de productos, alimentos para el ganado, fertilizantes orgánicos, alcoholes, gas com-

bustible y una diversidad de productos secundarios que plantean la necesidad de otras investigaciones que

muestren la viabilidad y las posibilidades concretas de usos de tecnologías apropiadas para la transformación

de la biomasa en fuente de materia prima para la producción industrial.

4to.- Frente a la crisis evidente de alimentos y energía y al aumento de los precios de los fertilizantes

químicos entre otros y en el marco de los presentes resultados con la autoridad que nuestros humildes conoci-

mientos nos proporcionan, planteamos la creación de granjas estratégicas autosuficientes, las cuales podrán

articular la producción agrícola , la producción ganadera, con la producción de su propia energía y de sus fertili-

zantes orgánicos los cuales proporcionan un valor agregado de extraordinaria relevancia.

5to.- Los resultados obtenidos en la segunda fase de esta investigación nos han mostrado la posibilidad

de producir un CAFÉ FERMENTADO DE EXTRAORDINARIAS PROPIEDADES DIETETICAS Y ORGANO-

LEPTICAS, el cual podría competir con los mejores del mundo en ese orden por ser ecológicamente limpio.

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