IMPACTO BIOLOGICO DE LOS EFLUENTES DEL BENEFICIO

HUMEDO DEL CAFÉ1

Vivian Matuk-Velasco*, Gloria Inés Puerta- Quintero**, Nelson Rodríguez-Valencia***

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RESUMEN
MATUK V., V.; PUERTA Q., G.I.; RODRÍGUEZ V., N. Impacto biológico de los efluentes del
beneficio húmedo del café. Cenicafé 48(4): 234-252. 1997.
Se evaluó el impacto biológico de los efluentes del beneficio húmedo de café: aguas del lavado tratadas
anaerobiamente y no tratadas, mucílago proveniente del desmucilaginador mecánico y drenados de la
pulpa y del mucílago obtenidos en el módulo BECOLSUB. Se utilizó el alga Chlorella vulgaris, el pez
Lebistes reticulatus y el microcrustáceo Daphnia pulex. Se determinó la CE511 (concentración efectiva
media) para el alga y la CL5O (concentración letal media) para los otros dos bioindicadores. El drenado
de la pulpa y del mucílago causó el mayor efecto, con una concentración efectiva media (en función de
la DQO) de 495 ppm para C. vulgaris, una CL50 de 390 ppm para D. pulex y 290 ppm para L.
reticulatus. Las aguas del lavado tratadas anaerobiamente generaron el efecto menos nocivo. L.
reticulatus fue el organismo más sensible y se demostró que todos los efluentes del beneficio húmedo sin
tratamiento pueden ser tóxicos en el ecosistema en concentraciones superiores a 300 ppm de DQO. Las
aguas del lavado tratadas anaerobiamente son tóxicas en concentraciones superiores a 500 ppm. Todos
los efluentes deben ser tratados antes de ser vertidos a los cuerpos de agua, inclusive aquellos
provenientes del Sistema Modular de Tratamiento Anaerobio.
Palabras claves: Subproductos del café, aguas residuales, efluentes, beneficio húmedo de café,
contaminación, digestión anaerobia, toxicidad, Chlorella sp, Daphnia sp, Lebistes sp.
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ABSTRACT
Biological tests using alga Chlorella vulgaris, micro-crustacean Daphnia pulex, and fish Lebistes
reticulatus were carried out to measure the impact caused by coffee-processing wastes. Anaerobically
treated and untreated waste water, mucilage from a mechanical device, and pulp and mucilage drain water
from the BECOLSUB module were evaluated. Effective mean concentration (ECSo) for the alga and
mean lethal concentration (LCSO) for the other two bio-indicators were determined. Pulp and mucilage
drain water caused the greatest effect, with a ECSo (measured as a function of the chemical oxygen
demand, COD) of 495 ppm for C. vulgaris and a LCso of 390 ppm for D. pulex and 290 ppm for L.
reticulatus. Waste water treated anaerobically was the least harmfuL L. reticulatus was the most sensitive
organism and all untreated wastes can be toxic when in concentrations above 300 ppm of COD.
Anaerobically treated waste water is also toxic above 500 ppm. Al] effluents must be treated before
disposal into water bodies, even those from the Anaerobic Treatment Modular System.
Key words: Subproductos del café, aguas residuales, efluentes, beneficio húmedo de café,
contaminación, digestión anaerobia, toxicidad, Chlorella sp, Daphnia sp, Lebistes sp.
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1 Fragmento del trabajo de tesis “Impacto biológico de los efluentes del beneficio húmedo de café” presentado a la
Pontificia Universidad Javeriana, para optar al título de Bióloga. Santafé de Bogota. 1997
* Bióloga
** Investigador Científico 1. Química Industrial. Centro Nacional de Investigaciones de Café. Cenicafé, Chinchiná,
Caldas, Colombia.
*** Asistente de investigación. Química Industrial. Centro Nacional de Investigaciones de Café. Cenicafé, Chinchiná,
Caldas, Colombia.

234 Cenicafé, 48(4): 234-252. 1997 _________________________________________________________

 El agua constituye el elemento esencial para logrado reducir el consumo de agua a sólo 1
el mantenimiento de la vida en nuestro planeta, litro/Kg de café pergamino seco y convertir los
pero desafortunadamente el aumento en el subproductos, obteniéndose un drenado
crecimiento poblacional y el empeño del hombre concentrado. Se ha reducido además el consumo
por satisfacer sus necesidades ha generado su de agua en la etapa de lavado del café
contaminación y a la vez, su agotamiento. beneficiado por fermentación natural tradicional,
disminuyéndose en un 80% el consumo de agua
Existen numerosas causas de contaminación y logrando una remoción de más del 90% de los
hídrica, pero dentro de las más comunes se residuos de la fermentación del café mediante el
encuentra el vertimiento de los desechos lavado del café en Tanque tina, tecnología con la
agroindustriales y domésticos, los cuales generan cual se utilizan 4 litros de agua por cada
la destrucción de los recursos hídricos, la kilogramo de café pergamino seco (18).
disminución del agua como elemento de
abastecimiento, deterioro de la salud y la De otra parte se ha tomado conciencia del
economía pública, así como efectos desastrosos sobrecosto ecológico que esta asumiendo el país
sobre los ecosistemas acuáticos y sus al producir un café suave y de alta calidad a
componentes. través del beneficio por vía húmeda y por lo
anterior, se han diseñado y utilizado
En Colombia la industria cafetera tiene gran biodigestores anaerobios (Upflow anaerobic
importancia y significado en la vida sludge blanket UASB -upflow anaerobic filter
socioeconómica del país. En el procesamiento UAF) para disminuir las características
del café por vía húmeda que se realiza se contaminantes de dichos efluentes y cumplir con
generan residuos líquidos altamente el Decreto Colombiano 1594 de 1984 sobre el
contaminantes por su valores de acidez, uso del agua y vertimiento de los residuos
contenido de sólidos y Demanda Química de líquidos.(11, 19).
Oxígeno (DQO), lo cual genera graves
desequilibrios en el ecosistema receptor y en En esta investigación se evaluó el impacto
sus componentes (18). biológico que generan los efluentes del beneficio
húmedo de café tratados y sin tratar
Conscientes del potencial contaminante de anaerobiamente, mediante pruebas de toxicidad
los efluentes del beneficio húmedo de café, en en tres organismos pertenecientes a diferentes
el Centro Nacional de Investigaciones del Café, niveles tróficos dentro de una cadena
Cenicafé, se han desarrollado tecnologías con el alimenticia: el pez Lebistes reticulatus, el
fin de reducir el consumo de agua en el proceso, microcrustáceo Daphnia pulex y el alga
concentrar los subproductos del procesamiento Chlorella vulgaris. Cada uno de estos
del café, y transformar la pulpa y el mucílago organismos tiene su función en esta cadena: los
de café por medios biológicos. Se ha logrado peces consumen y controlan poblaciones de
entonces reducir el consumo de agua por medio insectos , microcrustáceos y algas y permiten de
del despulpado en seco y el transporte de la esta forma la recirculación, remoción y
pulpa y del café en baba por gravedad, resuspensión de material dentro del ecosistema
reduciéndose con esta tecnología el 75% de la (9). Daphnia pulex, representa el zooplancton y
contaminación potencial ocasionada por el contribuye al movimiento de sustancias y
beneficio húmedo de café (1). Igualmente, energía entre los productores y consumidores
utilizando la tecnología BECOLSUB que (10). El alga, como productor primariode los
considera el desmucilaginado mecánico y la ecositemas acuáticos y representante del
transformación de la pulpa y del mucílago de fitoplancton, produce oxígeno dentro del
café por medio de la lombricultura, se ha ecosistema y favorece la recirculación de

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 materia orgánica, y se constituye a la vez, en volúmenes de agua después del proceso de
alimento de microcrustáceos y peces; su fermentación natural:
incremento en los cuerpos de agua favorece
procesos de eutrofización (3,9,14) - 4 L /Kg café pergamino seco (cps) lavado en
tanque tina
Se comparó entonces el efecto de los
efluentes en el crecimiento del alga y en la - 20 L /Kg cps lavado después de fermentación
mortalidad del microcrustáceo y el pez, en tanque tradicional
determinándose cual resultó ser el bioindicador - 50 L /Kg cps lavado después de fermentación
más sensible, el efluente más tóxico y la máxima en tanque tradicional
concentración tóxica permisible de cada efluente - Mucílago de café proveniente del
del beneficio húmedo de café que no produzca desmucilaginador mecánico experimental de
impacto biológico en la zona cafetera y que por capacidad
no ser contaminante, garantice la calidad del
- 600 @ café cereza/ hora, utilizando 1 L de
agua y la vida de los ecosistemas de la región. agua / minuto equivalente a 0,5 L de agua /Kg
de cps.
Dado que en la mayoría de las
investigaciones sobre contaminación por - Drenados de mezcla de pulpa y mucílago de
residuos agoindustriales, domésticos y de la café del módulo BECOLSUB.
industria química desarrolladas en Colombia se
han basado solo en análisis fisicoquímicos de Aguas residuales del beneficio de café
los efluentes, la presente investigación tratadas anaerobiamente: Se utilizaron aguas
constituye un avance en el diagnóstico de la del procesamiento de café cereza de la especie
contaminación del proceso de beneficio del Coffea arabica L. de recolección normal,
café, ya que involucra los componentes tanto proveniente de un reactor para el tratamiento
abióticos como bióticos reuniendo un anaerobio de aguas residuales de café, ubicado en
conocimiento general y real sobre el efecto e el municipio de Chinchiná, en la vereda El
impacto que se generaría por el vertimiento de Trébol, en la finca Buenos Aires, (Latitud N 4°
las aguas y subproductos del café en el 59’, Longitud 0 75° 39’Altitud 1400, temperatura
ecosistema acuático. media 21,3 °C, humedad relativa 78%,
precipitación media anual 2677 mm, 248 días de
lluvia, 1730 horas de brillo solar anual (4)), en el
MATERIALES Y MÉTODOS cual se procesaron aguas del lavado de café y
mucílago, con concentraciones iniciales de DQO
La investigación se realizó en el Laboratorio hasta 28000 ppm, y en el cual se removía como
de Biodigestión del Centro Nacional de mínimo el 80% de la carga orgánica presente en
Investigaciones de Café ¨Pedro Uribe Mejía¨, 2000 L de agua contenidos en el reactor
CENICAFE ubicado en Chinchiná - Caldas, metanogénico. El proceso de digestión anaerobia
con los siguientes efluentes del beneficio operó con tiempos de retención de 6 días.
húmedo de café de las cosechas de 1995 y
1996. Agua de dilución: Como elemento de
dilución para los bioensayos se utilizó el agua
proveniente de un manantial que surte al
Efluentes del beneficio húmedo de café no laboratorio de Biodigestión de Cenicafé.
tratados. Se utilizaron aguas del
procesamiento de café cereza de la especie Material biológico: Se utilizaron peces
Coffea arabica L.. de recolección normal, (Lebistes reticulatus) suministrados por El
despulpado sin agua y lavado con los siguientes Acuario Manizales, Microcrustáceos (Daphnia

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 pulex) y Algas (Chlorella vulgaris) población y conocer su tasa de crecimiento
suministrados por el Laboratorio de Análisis para determinar la etapa de crecimiento
Fisicoquímicos y Bioensayos del Programa de exponencial o estable. Posteriormente para
Saneamiento Ambiental de la Pontificia mantener a la población en dicha etapa, se
Universidad Javeriana de Santafé de Bogotá. realizaron recambios cada 24 horas del 20 %
del medio nutritivo y se mantuvo a este
Medio nutritivo C30: Constituido por KNO3, cultivo al igual que a los preinóculos bajo luz
MgSO4 7H2O, KH2PO4, K2HPO4, FeSO4 blanca constante, a 20 ± 5 oC, así como en
7H2, oligooelementos H3BO3, MnCL2 4H2O, agitación constante. Las pruebas de toxicidad
ZnSO4 7H2O, CuSO4 5H2O, Na2MoO4. se iniciaron con un número entre 200 a 300 x
104 células / ml.
Materiales para bioensayos: acuarios de
vidrio, espejo, frascos, láminas porta y
Daphnia pulex. Los microcrustáceos se
cubreobjetos, capilares, mangueras de
colocaron en frascos de 4 litros en una densidad
polietileno, vinyl y de jardín, jabones y
aproximada de 30 a 50 individuos por litro para
materiales de aseo, guantes quirúrgicos,
el transporte hasta el laboratorio. El agua de
tapabocas, batas de laboratorio, frascos
dilución utilizada para el mantenimiento de los
lavadores, lámpara de luz blanca,
organismos se caracterizó por presentar un pH
recirculadores de agua (757 L/h), uniones, entre 6,5 - 8,5 unidades y una dureza entre 120 -
válvulas distribuidoras de aire, mallas para 160 mg de CaCO3; se hizo una decloración
acuario, piedras difusoras, levadura, comida previa, aireación y se microfiltró utilizando un
para truchas, alfalfa seca y pulverizada. filtro milipore de 0,45 mm; este procedimiento
se repitió una vez. A estos microcrustáceos se
Bioensayos: Se realizaron bioensayos de les le suministraba como fuente alimenticia
toxicidad aguda en un sistema estático, lo cual algas de la especie Chlorella vulgaris, (1 ml/L)
permitió someter a los organismos a condiciones cada dos días. El agua del cultivo de reserva se
drásticas y obtener resultados más confiables renovó cada mes. Para la realización de las
sobre la toxicidad de los efluentes del beneficio pruebas de toxicidad se trabajó con individuos
húmedo del café. Se realizaron mediciones de de 24 horas de nacidos, los cuales se obtenían
mortalidad para Daphnia pulex y Lebistes aislando a las hembras en etapa reproductiva en
reticulatus y de inhibición de crecimiento para vasos de precipitados de 1.000 ml, con agua de
Chlorella vulgaris cada 24 horas, hasta 96 horas, dilución con las características fisicoquímicas
tiempo para el cual se determinó la mencionadas con anterioridad, esperando a que
concentración letal media en el caso del las crías fueran liberadas (3-4 días).
micocrustáceo y el pez y la concentración
efectiva media para el alga. Para este mismo Lebistes reticulatus. Para las pruebas de
período se hicieron medidas del pH. En general, toxicidad se trabajó con hembras con longitud
para todos los bioensayos se evaluó un rango de máxima entre 3 y 6 cm. Se escogieron las
1200 a 200 ppm de DQO con cada efluente y hembras para la experimentación, ya que estas
bioindicador, a excepción de Daphnia pulex y las son las responsables del sostenimiento y
aguas de lavado donde se comenzó con 2500 preservación de la especie en el ecosistema. Los
ppm. peces se mantuvieron en observación y
aclimatación durante 15 días antes de ser
Chlorella vulgaris. A partir del cultivo axénico utilizados en las pruebas y se colocaron en dos
se realizaron dos preinóculos (2 ml de inóculo acuarios de 80 litros de capacidad, los cuales
algal y 200 ml de medio nutritivo C30 ) con el poseían recirculadores para la filtración y
objetivo de estandarizar el crecimiento de la oxigenación del agua. El agua se renovó cada

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 vez que el nivel bajara, utilizando agua DQO y el pH y como variables de respuesta la
declorada (con reposo de 24 h). Se suministró mortalidad para los peces y los microcrustáceos,
alimentación (comida comercial para peces) 3 además de la inhibición del crecimiento para el
veces por semana durante la aclimatación y se alga.
suspendió 24 h antes de comenzar el
bioensayo. Análisis estadístico. Para determinar la CL50 y
la CE50 se utilizó el método del número Probit.
Análisis fisicoquímicos. A los efluentes del Los resultados de las pruebas de toxicidad se
beneficio húmedo del café con y sin expresaron con probabilidad del 95%, como la
tratamiento, se les realizaron los siguientes concentración del efluente que inhibe o genera
análisis fisicoquímicos: demanda química de la mortalidad del cincuenta por ciento (50 %) de
oxígeno DQO, demanda bioquímica de los organismos en 96 horas (CE50 - 96h, CL50 -
oxígeno DBO, pH, acidez, alcalinidad, sólidos 96 h).
totales suspendidos y volátiles, ácidos grasos
volátiles, nitritos, nitratos, nitrógeno Con el fin de analizar las respuestas de los
amoniacal, fosfatos, fósforo, sulfatos, color bioindicadores frente a los efluentes en las
verdadero y aparente, dureza, conductividad y concentraciones evaluadas y determinar el
viscosidad a muestras de un litro con efluente que genera el efecto más drástico sobre
concentraciones de 1200 y 400 ppm de DQO los organismos, así como el bioindicador más
para cada efluente evaluado en los bioensayos. sensible, se realizó un análisis de varianza
A los efluentes en todas las concentraciones (ANOVA) y pruebas comparativas de Tukey
evaluadas en los bioensayos, se les determinó con un nivel de significancia del 5%. La
la DQO, el pH y la temperatura. Así mismo, se relación entre los componentes bióticos y
determinó la DQO y el pH de cada efluente, tal abióticos se analizó por medio de un análisis
como sale del proceso. Todas las multivariado de components principales.
determinaciones fisicoquímicas se realizaron
según la metodología de la APHA (2), Field
(5), Isaza (6), Jenkins (7), y Ugrinovits (15). RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Diseño experimental: Se utilizó un diseño

experimental completamente al azar para los La concentración de carga orgánica expresada
tres bioindicadores, realizándose 2 ensayos: el en términos de demanda química de oxígeno
primero con los efluentes del beneficio húmedo DQO (en ppm) y el pH de los efluentes del
de café sin tratar y el segundo con los efluentes beneficio húmedo del café evaluados en los
tratados anaerobiamente; para los primeros se bioensayos se muestran en la Tabla 1.
realizaron 4 repeticiones y con los segundos
seis repeticiones. En cada caso se utilizaron los Los resultados de los análisis fisicoquímicos
controles respectivos que consistieron en la para 1200 y 400 ppm de DQO de los efluentes
evaluación de los bioindicadores en agua del beneficio húmedo de café evaluados se
limpia suministrada al laboratorio. presentan en la Tabla 2.

La unidad experimental en el caso del alga fue Se observa que existe una relación de
de 1 ml del inóculo algal previamente linealidad para las concentraciones de carga
estabilizado y 10 ml del efluente; en el caso del orgánica evaluadas en la mayoría de las
microcrustáceo, 10 individuos de 24 horas de determinaciones fisicoquímicas de las aguas
nacidos y 50 ml del efluente y para el pez, 10 tratadas anaerobiamente, mientras que en el caso
hembras y 10 litros del efluente. Se de los efluentes sin recibir tratamiento anaerobio
consideraron como variables independientes la
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 no se presentó esta tendencia, debido a que los bioensayos preliminares: 1200, 800, 600 y 200
efluentes tratados presentan una carga orgánica ppm, y a partir de estas concentraciones,
estable ya que han finalizado los procesos dependiendo de los resultados obtenidos, el
fermentativos, mientras que en el caso de los rango se redujo en los ensayos definitivos entre
efluentes sin tratar estos procesos continúan. 600 y 50 ppm de DQO.

Bioensayos con Daphnia pulex. Para la En la Figura 2 se muestra que en los

primera concentración evaluada de las aguas de bioensayos con Daphnia pulex con los efluentes
lavado del café con este bioindicador que del beneficio húmedo del café tratados y sin
correspondió a 2500 ppm, es decir, a la recibir tratamiento anaerobio, el drenado de la
demanda química de oxígeno que se obtiene al pulpa y del mucílago de café (BECOLSUB) es
lavar 1 Kg de café en baba con 18,5 L de agua el efluente del beneficio húmedo de café que
o al utilizar 50 litros de agua por cada Kg de genera un mayor efecto en la mortalidad de
café pergamino seco (cps) se determinó un pH Daphnia pulex, seguido por las aguas del lavado
de 5,46 y se encontró que se generaron efectos y el mucilage de café, las cuales generaron un
inmediatos en el microcrustáceo, ya que los efecto muy similar en el bioindicador. Las aguas
organismos no sobrevivieron a un período tratadas anaerobiamente fueron las que
mayor de 6 horas (Figura 1). Esta generaron un menor efecto en el microcrustáceo
concentración y el resultado con el en todas las concentraciones evaluadas.
bioindicador sirvieron como base para Igualmente se observa que para 1200 ppm el
establecer el rango de concentraciones por efecto de todos los efluentes fue similar en el
utilizar con los demás efluentes y con los otros microcrustáceo, generándose un efecto drástico
dos bioindicadores. De esta forma se muriendo el 100% de los individuos, mientras
disminuyó la concentración a 1200 ppm que para las concentraciones inferiores a 600
(aproximadamente la mitad), y se establecieron ppm existe una diferencia entre el efecto
las siguientes concentraciones para los

Tabla 1. Demanda química de oxígeno (DQO) y pH de los efluentes del beneficio húmedo del café. CENICAFE.
1996

** Este efluente no se evaluó en los bioensayos

*** SMTA: sistema modular para tratamiento anaerobio de aguas residuales del café (18,19)

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 Tabla 2. Resultados de los análisis fisicoquímicos de los efluentes del beneficio húmedo del café
tratados y sin tratamiento anaerobio.* CENICAFE. 1996

FE: Fuera de escala, * promedio de dos determinaciones por análisis

240 Cenicafé, 48(4): 234-252. 1997 _________________________________________________________

 correspondió en el caso del drenado de la pulpa
y del mucílago del cafe (BECOLSUB) a 390
ppm, en el caso del mucílago y de las aguas del
lavado del café a 480 ppm y para las aguas del
lavado de café tratadas anaerobiamente a 700
ppm.

En el transcurso de los bioensayos se pudieron

determinar por observación varias facetas
comportamentales del bioindicador Daphnia
pulex frente a los efluentes evaluados, así:

- Etapa exploratoria. El microcrustáceo

Figura 1. Mortalidad de Daphnia pulex por efecto de presentó movimientos rápidos y en toda la
las aguas del lavado de café con DQO de 2500 ppm.
columna de agua al ser colocado en el
Cenicafé, 1996.
recipiente con el efluente.
- Etapa de infiltración. Durante esta etapa
generado por las aguas tratadas en comparación los organismos no presentaban mucha
con los efluentes del beneficio sin recibir movilidad y en comparación con la anterior
tratamiento. El efecto en la mortalidad del etapa, disminuían su área de movilidad
microcrustáceo disminuyó a medida que los tendiendo a ubicarse hacia la película de
efluentes estaban más diluídos y fueron agua; algunos individuos presentaban
tratados, de esta forma, para una concentración movimiento arrítmicos y no tan verticales
de 400 ppm la mortalidad del microcrustáceo como lo realizan en su estado natural.
varió desde 52,5 % para al drenado hasta 15% - Etapa letal. Después de las anteriores
para las aguas del lavado de café tratadas. etapas los organismos presentaron
movimientos esporádicos, con tendencia
Como se observa en la Tabla 3, se encontraron horizontal hasta que finalmente murieron,
diferencias significativas entre el efecto cayendo al fondo del recipiente.
ocasionado al microcrustáceo a las 96 h por el
drenado de la pulpa y del mucílago del café, en En concentraciones superiores a las 600 ppm
comparación con los otros efluentes evaluados (1200 y 800 ppm), las etapas mencionadas
para 600 ppm de DQO. El efecto de las aguas anteriormente se presentaron sólo en las
tratadas anaerobiamente se diferención del primeras 24 horas, mientras que en
efecto de los efluentes sin tratar para concentraciones entre 600 y 400 ppm, estas tres
concentraciones entre 600 y 200 ppm. . Para el etapas se presentaron a lo largo de las 96 horas.
caso del mucílago y las aguas del lavado de En concentraciones bajas como 100 y 50 ppm,
café, no existieron diferencias significativas las etapas no fueron muy detectables ya que el
entre el efecto que generan estos dos efluentes porcentaje de mortalidad fue muy bajo.
sobre el bioindicador para ninguna de las
concentraciones evaluadas. La sensibilidad reportada por el
microcrustáceo frente a los efluentes en
La concentración letal media de demanda evaluación se puede explicar desde el punto de
química de oxígeno (DQO) de los efluentes del vista biológico de la siguiente forma: Los
beneficio húmedo del café en Daphnia pulex, Efluentes

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 Figura 2. Efecto en la mortalidad de Daphnia pulex por los efluentes del beneficio del café tratados y sin tratamiento
anaerobio en concentraciones de DQO correspondientes a 1200, 800, 600, 400, y 200 ppm. Cenicafé, 1996.

242 Cenicafé, 48(4): 234-252. 1997 _________________________________________________________

 Tabla 3. Comparación del efecto de los efluentes del beneficio húmedo de café en el porcentaje de mortalidad
del microcrustáceo Daphnia pulex 96 horas después. Cenicafé.1996.

* Valores identificados con letras distintas presentan diferencia estadística significativa. Tukey al 5%

del beneficio sin recibir tratamiento generaron los efluentes que no recibieron tratamiento
un efecto más drástico en Daphnia pulex, ya anaerobio (90 a 112 mg de CaCO3 /L), es
que el pH se encontraba por debajo de los inferior a la requerida por Daphnia pulex, que se
requerimientos del bioindicador (entre 6,5 y encuentra entre 120 a 260 mg de CaCO3 /L
8,5), lo cual junto con la acidez reportada en (10), mientras que en las aguas tratadas, los
estos efluentes, generó un efecto drástico en el valores de dureza fueron superiores a aquellos
microcrustáceo de quemaduras sobre los tolerados por el microcrustáceo. Estos valores
epitelios. Igualmente, las altas cargas orgánicas superiores o inferiores reportados por los
disminuyeron la disponibilidad de oxígeno en efluentes del beneficio de café pudieron generar
el medio acuático, lo cual estaba relacionado efectos en las membranas celulares y en la
con la carga orgánica inestable de estos actividad muscular del bioindicador (13).
efluentes sujeta a fermentación, que generó aún
mayor disminución de este elemento, En cuanto a los sólidos, aunque no se
ubicándose por debajo de los requerimientos conocen los requerimientos por parte de los
del bioindicador que en este caso es del 40%. bioindicadores, se pudieron generar efectos
En cuanto a la alcalinidad, la cual solo se pudo sobre la filtración del microcrustáceo debido a
determinar en las aguas tratadas como se que este es un organismo netamente filtrador
muestra en la Tabla 2, los valores tolerados por que no es selectivo en cuanto al tipo de partícula
el bioindicador variaron entre 60 a 70 mg de por filtrar, pero si en cuanto al tamaño, ya que
CaCO3 / L, valor que es muy inferior al solo filtra partículas de 1 mm ; las partículas
reportado por estos efluentes, lo cual pudo tanto de los efluentes sin tratar (flóculos) como
afectar al microcrustáceo por efectos de de los tratados (1 mm) son de valores superiores
quemaduras por alcalinidad en los epitelios así a los requeridos por el bioindicador. Este
como debido a la reducción del potencial parámetro igualmente afectó el proceso
osmótico de sus células. La dureza de

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 respiratorio del microcrustáceo pudiéndose Para 200 ppm el drenado y el mucílago de café
generar un efecto de obstrucción de las vías causaron la mortalidad en menos del 20% de los
respiratorias. peces.

Aunque no se conocen los requerimientos Del análisis de varianza y las pruebas

en cuanto a ácidos grasos volátiles, Zegers (20) comparativas de Tukey (Tabla 4), se encontró
menciona que éstos, bajo un pH ácido, se que para concentraciones entre 800 y 1200 ppm,
encuentran en forma ionizada lo cual resulta el efecto de toxicidad de los efluentes del
altamente tóxico y afectó a Daphnia pulex, beneficio húmedo de café sin tratamiento
como ocurrió en el caso de los efluentes sin anaerobio no se diferenció estadísticamente
tartar anaerobiamente, mientras que para las muriendo el total de los organismos. De otra
aguas tratadas, donde el pH es superior a 5, parte se presentaron diferencias significativas
estos compuestos se encontraron en forma no estadísticamente a las 96 h del bioensayo entre
ionizada, no tóxica. En cuanto a los valores de el efecto que generan las aguas de lavado de
amoníaco reportados por los efluentes del café tratadas anaerobiamente con los efluentes
beneficio del café tratados y sin tratamiento sin tratar, para concentraciones entre 800 y 200
anaerobio, se encontraron entre 0,90 a 122,56 ppm, en tanto que el efecto del drenado de la
ppm, valores muy altos que afectaron al pulpa y del mucílago del café sobre el pez se
microcrustáceo. La literatura registra al diferenció del efecto causado por las aguas de
amoníaco como un veneno altamente tóxico el lavado tratadas y sin tratar para concentraciones
cual en dosis pequeñas desarrolla una acción entre 600 y 200 ppm, y fue estadísticamente
mortal afectando los nervios a través de la similar al efecto del mucílago de café para DQO
sangre y llegando a generar destrucción de las entre 800 y 400 ppm.
branquias y del intestino (14).
La concentración letal media de demanda
Bioensayos con Lebistes reticulatus. En la química de oxígeno (DQO) de los efluentes del
Figura 3 se muestra que en los bioensayos con beneficio húmedo del café en Lebistes
este bioindicador y los efluentes del beneficio reticulatus, correspondió en el caso del drenado
húmedo del café tratados y sin tratamiento y de la pulpa y del mucílago del cafe (tecnología
anaerobio, el drenado de la pulpa y del BECOLSUB) a 290 ppm, en el caso del
mucílago de café derivados de la tecnología mucílago a 320 ppm, para las aguas del lavado
BECOLSUB, es el efluente del beneficio del café a 380 ppm y para las aguas del lavado
húmedo que genera un mayor efecto en la de café tratadas anaerobiamente a 490 ppm.
mortalidad de Lebistes reticulatus, seguido por
el mucílago de café y las aguas de lavado. Las El comportamiento de Lebistes reticulatus
aguas tratadas anaerobiamente fueron las que frente a los efluentes evaluados durante los
generaron un menor efecto en el pez en todas bioensayos se resume en las siguientes etapas:
las concentraciones evaluadas. Igualmente se
observa que para concentraciones entre 1200 y - Etapa exploratoria. Los individuos al ser
800 ppm el efecto de todos los efluentes sin colocados en los acuarios mostraron
tratar fue similar, generándose una mortalidad movimientos rápidos en todo el recipiente y
drástica de todos los individuos mientras que en toda la columna de agua; estos
para concentraciones inferiores, como por movimientos eran individuales.
ejemplo 400 ppm, el efecto generado en la
mortalidad del pez oscila entre 70% en el caso - Etapa de asimilación. En concentraciones
del drenado y 25% para el caso de las aguas del superiores a las 200 ppm se pudo observar
lavado del café tratadas anaerobiamente. esta fase, en la cual existió una restricción

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Figura 3. Efecto en la mortalidad de Lebistes reticulatus por los efluentes del beneficio del café tratados y sin
tratamiento anaerobio, en concentraciones de DQO equivalentes a 1200,800, 600, 400, y 200 ppm. Cenicafé. 1996.

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 Tabla 4. Comparación del efecto de los efluentes del beneficio húmedo de café en el porcentaje de
mortalidad del pez Lebistes reticulatus 96 horas después. Cenicafé. 1996.

* Valores identificados con letras distintas presentan diferencia estadística significativa. Tukey al 5%

en el área de desplazamiento de los suministrado por los efluentes evaluados por la

individuos, presentándose una tendencia a alta carga orgánica de éstos. Al igual que en el
ubicarse hacia la película de agua. caso del microcrustáceo, el pH de los efluentes
Igualmente los individuos empezaron a sin tratar estuvo muy por debajo de sus
exhibir una movilidad en grupo. Algunos requerimientos (7,5 a 8,5), lo cual junto con la
individuos presentaron una posición acidez, generó efectos de irritación de los
vertical, la cual se caracterizaba por sacar epitelios de la región branquial y bucal,
el rostrum del agua, abrir la boca tratando hemorragias y finalmente la muerte. En el caso
de tomar el oxígeno de la atmósfera. de los efluentes tratados anaerobiamente,
aunque el pH es neutro y se ajustó a los
- Etapa letal: Finalmente los individuos requerimientos del pez, la alcalinidad fue muy
presentaron desazón, movimientos superior (1877 a 599 mg de CaCO3 /L) a la
arrítmicos y parálisis, lo cual culminó con requerida por el bioindicador (20 mg de CaCO3
la muerte. Al extraer los individuos del /L) y afectó posiblemente los epitelios del tracto
acuario se pudo observar irritación de la digestivo y respiratorio que se vieron además
mucosa de los epitelios de las vías afectados por los sólidos presentes en mayor
digestivas y respiratorias, enrojecimiento y cantidad en los efluentes tratados, dificultándose
hemorragias en la boca y región de las el funcionamiento del aparato respiratorio
branquias. branquial por el tamaño de las partículas que
impidieron el paso del agua de la faringe hacia
De los resultados anteriores se demostró que la región branquial y por consiguiente, el
el pez fue el bioindicador más sensible frente a intercambio gaseoso; lo anterior, sumado a la
los efluentes del beneficio húmedo del café alta carga orgánica que igualmente dificultó este
debido a que es un organismo que ocupa una proceso (10,14).
posición más alta dentro de la cadena
alimenticia, es más complejo, menos versátil y Como en el caso del microcrustáceo, la
necesita un porcentaje de saturación de oxígeno dureza reportada en los efluentes no tratados se
del medio de más del 80%, el cual no fue encontró por debajo de los requerimientos del

246 Cenicafé, 48(4): 234-252. 1997 _________________________________________________________

 pez (50 a 250 mg de CaCO3 / L) y en el caso Bioensayos con Chlorella vulgaris. Al igual
de los efluentes tratados se encontró por que para Daphnia pulex y Lebistes reticulatus,
encima de estos valores, lo cual generó la Figura 4 muestra que el drenado es el efluente
posiblemente alteraciones en la contracción que genera un mayor efecto en la inhibición del
muscular (13). En cuanto al amoníaco, el pez crecimiento del alga, e igualmente, se observa el
sólo tolera valores de 0,02 ppm (14, 16), valor efecto similar que generan las aguas del lavado
que esta muy por debajo de lo registrado en los y el mucílago de café, y el efecto menos
efluentes del beneficio húmedo del café significativo que generan las aguas tratadas
tratados y sin tratar anaerobiamente (0,90 a anaerobiamente. En concentraciones de 600
122,56 ppm), valores tan altos que afectan al ppm el drenado inhibió el crecimietno de la
bioindicador (12, 14). Al igual que en el caso población algal en un 57,3%, el mucílago en un
del microcrustáceo, los ácidos grasos volátiles 52,4%, las aguas del lavado en 50,77% y las
afectaron al pez cuando se utilizaron efluentes aguas tratadas anaerobiamente en un 36,06%.
sin tratar, debido a la relación con el pH.

Figura 4. Efecto en el crecimiento de Chlorella vulgaris por los efluentes del beneficio húmedo del café
tratados y sin tratamiento en concentraciones de 1200, 800, 600 y 200 ppm. Cenicafé. 1996.

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 Estadísticamente exisistieron diferencias benefico del café se vió afectada perdiendo la
significativas entre el efecto que genera el última característica y observándose su
drenado de la pulpa y del mucílago del café membrana citoplásmatica con la apariencia de
sobre el crecimiento del alga, en comparación un cascarón, por la salida del material
con los otros efluentes del beneficio. Las aguas protoplasmático.
tratadas anaerobiamente causaron un efecto
significativamente menor y diferente, El alga fue el bioindicador más resistente,
comparado con el efecto causado por los debido a que es un organismo más versátil y
efluentes sin tratamiento para concentraciones prolífico y puede utilizar el dióxido de carbono
entre 1200 y 200 ppm (Tabla 5). como fuente primaria de carbono en el proceso
de fotosíntesis (8, 17). En cuanto a los valores
La concentración efectiva media de de pH de los efluentes del beneficio que no
demanda química de oxígeno (DQO) de los recibieron tratamiento anaerobio, se encontraron
efluentes del beneficio húmedo del café en inferiores a los requeridos por el alga (entre 6,5
Chlorella vulgaris, correspondió en el caso del y 7,5), lo cual junto con la acidez afectó a la
drenado de la pulpa y del mucílago del cafe comunidad algal. La alcalinidad de los efluentes
(BECOLSUB) a 495 ppm; en el caso del tratados anaerobiamente se registró en valores
mucílago a 500 ppm, para las aguas del lavado superiores a los requeridos por el alga (60 a 70
del café a 600 ppm y para las aguas del lavado mg de CaCO3 /L), que redujeron el potencial
de café tratadas anaerobiamente a 890 ppm. El osmótico de la célula dificultándose la obtención
comportamiento de Chlorella vulagaris durante de agua, efecto mencionado por Jensen (8)
los bioensayos se explica a continuación: cuando la alcalinidad es alta en los organismos
vegetales. La dureza para el caso de los
En su estado natural, Chlorella vulgaris, es efluentes sin tratar se encontró por debajo de los
una célula esférica, verde y refringente, que al requerimientos de Chlorella vulgaris (80 a 100
ser puesta en contacto con los efluentes del

Tabla 5. Comparación del efecto de los efluentes del beneficio húmedo de café en el porcentaje de
inhibiición del crecimiento del alga Chlorella vulgaris 96 horas después. Cenicafé.1996.

* Valores identificados con letras distintas presentan diferencia estadística significativa. Tukey al 5%

248 Cenicafé, 48(4): 234-252. 1997 _________________________________________________________

 CaCO3/L) y en el caso de los efluentes en nitrógeno. Al analizar la relación nitrógeno -
tratados, los valores reportados por estas aguas fósforo en los efluentes sin tratar y en los
se encontraban por encima de lo requerido por tratados, se puede apreciar que para todos los
el bioinodicador; esta deficiencia o exceso en casos la relación nitrógeno - fósforo es muy
estos elementos pudo afectar varias actividades superior a 2, lo que representa un desbalance en
metabólicas, la estabilidad de la pared celular los requerimientos nutricionales ideales de estos
y la actividad de muchas enzimas que dos elementos en el alga que puede afectarla. La
participan en la transferencia de fosfatos e población algal al inicio de los bioensayos (200
igualmente la permeabilidad de la membrana a 300 x 104 células / ml) requería 0,3 mg de
(16). El nitrógeno amoniacal posiblemente no fósforo y 0,6 mg de nitrógeno. En 10 ml de agua
afectó al alga, debido a que ésta puede asimilar tratada anaerobiamente (unidad experimental),
el compuesto. el nitrógeno era aproximadamente 1,84 mg y el
fósforo 0,04 mg, lo cual indica que existía una
La gran cantidad de sólidos reportados, en deficiencia de fósforo en este efluente, con un
particular, en el caso de los efluentes tratados aporte nutricional de este elemento 10 veces
anaerobiamente, junto con los valores menor. Debido a la importancia de este
reportados en cuanto al color verdadero y elemento se pudieron generar efectos en el alga
aparente, pudo afectar la penetración de la afectándose la consecución de fósforo elemento
radiación lumínica de modo que el material en para el protoplasma.
suspensión reflejó esta radiación afectando la
actividad fotosintética. Las partículas de los En la Tabla 6 se resumen las
efluentes sin tratar pudieron generar el arrastre concentraciones letales medias y efectivas
de las algas hacia al fondo siendo absorbidas y medias de los efluentes del beneficio húmedo
fijadas en la superficie de las partículas del café en los tres bioindicadores, donde se
impidiéndose así la obtención de la luz por muestra que el pez fue el organismo más
parte del alga. En el caso de las aguas tratadas sensible frente a todos los efluentes y el alga fue
anaerobiamente, las algas no fueron arrastradas el organismo más resistente. Se observa que con
debido al tamaño de sus partículas (menor de respecto al drenado, el alga es 1,7 veces más
1mm) (11), y a la velocidad de sedimentación resistente que el pez, en tanto que el
menor que la de las partículas presentes en los microcrustáceo es 1,3 veces más resistente; en el
efluentes no tratados, mientras la caso del mucílago de café Chlorella vulgaris y
concentración de éstas si pudo afectarlas Daphnia pulex son igualmente resistentes,
notoriamente (3, 9). mientras Lebistes reticulatus es 1,5 veces más
sensible que éstos. Con respecto a las aguas del
Los ácidos grasos volátiles, al encontrarse lavado de café el alga es 1,25 veces más
en estado ionizado por el pH ácido registrado resistente que el microcrustáceo, y este a su vez
en los efluentes no tratados, pudieron también es 1,25 veces más resistente que el pez.
afectar a Chlorella vulgaris. Finalmente en las aguas tratadas el pez es 1,8
veces más sensible que el alga y el
El requerimiento de nitrógeno recomendado microcrustáceo
para el mantenimiento de Chlorella vulgaris de
acuerdo con el medio nutritivo C30, es 2 veces Además de la carga orgánica, en los
mayor que el de fósforo, es decir, que un resultados del análisis de componentes
ambiente acuático con esta relación es ideal principales (Figura 5), en el cual se analizaron
para el alga; pero relaciones superiores los componentes bióticos y abióticos, se observa
indicarían deficiencia en fosfatos o abundancia cómo los parámetros fisicoquímicos principales
en nitrógeno, o relaciones inferiores marcan de cada efluente del beneficio húmedo del café
abundancia en fuentes de fosfato o deficiencias

_______________________________________________________ Cenicafé, 48(4): 234-252. 1997 249

 Tabla 6. Concentración efectiva media y letal media de demanda química de oxígeno (DQO) de los
efluentes del beneficio húmedo del café en Chlorella vulgaris, Daphnia pulex y Lebistes
reticulatus a las 96 horas. Cenicafé. 1996

Figura 5. Análisis de componentes bióticos y abióticos en el estudio del impacto biológico por los efluentes
del beneficio húmedo de café. (Análisis de componentes principales). Cenicafé. 1996.

250 Cenicafé, 48(4): 234-252. 1997 _________________________________________________________

 que contribuyen a causar impacto biológico en Considerando que tanto los efluentes del
Daphnia pulex, Lebistes reticulatus y Chlorella beneficio húmedo de café tratados y sin tartar
vulgaris, son: en el caso drenado, su anerobiamente generan efectos tóxicos sobre la
composición, la acidez, el pH y los ácidos vida y dado que el drenado proveniente del
grasos volátiles; para el mucílago, el pH y la módulo BECOLSUB y el mucílago de café
acidez, así como los sólidos suspendidos concentrado generaron los efectos más drásticos
volátiles y la viscosidad, igualmente para las se sugiere que estos efluentes deben ser tratados
aguas del lavado de café su acidez, pH, sólidos antes de ser vertidos a los cuerpos de agua. De
suspendidos volátiles y los ácidos grasos otra parte aunque las aguas del lavado de café
volátiles y finalmente en el caso de las aguas tratadas anaerobiamente cumplen con las
tratadas, los factores más importantes que exigencies hechas por el Decreto Colombiano
contribuyen a causar impacto son los sólidos 1594 de 1984 también generan impacto
totales y suspendidos y el nitrógeno amoniacal. biológico en la mortalidad de los peces, los
microcrustáceos y el crecimiento de las algas,
Una posible alternativa para minimizar el deduciéndose que los efluentes provenientes del
impacto biológico de los efluentes del Sistema Modular de Tratamiento Anaerobio,
beneficio húmedo de café y no afectar a la deben ser sometidos a postratamientos, para
comunidad de peces, fito y zooplancton, disminuir los sólidos, el nitrógeno amoniacal, la
consistiría en diluir cada efluente dependiendo alcalinidad y la dureza, disminuyendo así su
de su toxicidad, lo cual sería ilógico y poco toxicidad para los sistemas acuáticos.
viable debido a que como se observa en la
Figura 6 se requeriría de factores de dilución Finalmente se sugiere como medida
de 6 a 375, sobretodo para el caso del preventiva antes de vertir cualquier efluente del
mucílago de café y el drenado (BECOLSUB), beneficio húmedo de café al ecosistema
para los cuales y debido a su alta carga acuático, hacer un estudio preliminar del caudal
orgánica, se necesitaría diluír 30 a 38 veces de la cuenca en relación con la frecuencia y el
más que a las aguas de lavado de café tratadas volumen de agua a vertir por la finca cafetera.
anaerobiamente, lo cual implicaría uso
excesivo del recurso hídrico.
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