USO DE AGUAS SUPERFICIALES CON APORTES DE AGUAS RESIDUALES EN AGRICULTURA – PARÁMETROS
MICROBIOLÓGICOS
JAIME ANDRÉS GONZÁLEZ CARVAJAL
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL BOGOTA, D.C.
2005
USO DE AGUAS SUPERFICIALES CON APORTES DE AGUAS RESIDUALES EN AGRICULTURA – PARÁMETROS
MICROBIOLÓGICOS
JAIME ANDRÉS GONZÁLEZ CARVAJAL
Proyecto de Grado para Optar por el título de INGENIERO AMBIENTAL
Asesor: EDNA LORENA DELGADO
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL BOGOTA, D.C.
2005
CONTENIDO
Pág.
1. INTRODUCCIÓN
1
2. OBJETIVOS
4
3. ASPECTOS GENERALES Y JUSTIFICACIÓN
5
4. METODOLOGÍA
15
5. DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO
21
5.1 Descripción general del distrito de riego Albesa
21
5.1.1 Generalidades de sistemas de riego
24
5.1.2 Sistemas de riego- tratamiento para irrigar en el distrito de riego Albesa
27
5.1.3 Calidad de agua en el distrito de riego Albesa
30
5.1.4 Pretratamientos del agua
31
5.1.5 Distribución de las parcelas
31
5.2 Cultivos
32
5.2.1 Generalidades de la cebolla cabezona y arveja
32
5.2.2 Ciclo de cultivos
34
5.2.3 Frecuencias de riego
35
5.2.4 Manejo de las hortalizas poscosecha
36
6. RESULTADOS
38
6.1. Revisión de los efectos en la salud del uso de aguas residuales en la agricultura
38
Pág.
6.1.1. Efectos del uso del agua residual sin tratar para uso agrícola
44
6.1.2. Efectos del uso de agua residual tratada para uso agrícola
46
6.2. Normatividad sobre calidad de aguas para riego
47
6.2.1. Nivel internacional
47
6.2.2. Colombia
63
6.3. Requerimientos básicos para evitar problemas de salud pública y obtener un riego efectivo con agua residual
67
6.4. Resultados caso de estudio
72
6.4.1. Resultados sobre agua
72
6.4.2. Resultados sobre suelos
74
6.4.3. Resultados sobre alimentos
75
7. CONCLUSIONES
77
8. REFERENCIAS 82
LISTA DE TABLAS
Pag.
Tabla 1 Parámetros fisicoquímicos de la calidad del agua del Río Cuja.
30
Tabla 2 Enfermedades de origen bacterial.
41
Tabla 3 Enfermedades de origen protista.
42
Tabla 4 Tratamiento sugerido por la OMS para el Uso de aguas residuales en la Agricultura.
49
Tabla 5 Normas implementadas por algunas regiones para controlar el uso de aguas residuales en la agricultura.
51
Tabla 6 Estándares para riego con aguas residuales con aguas residuales tratadas en Arizona 1983.
53
Tabla 7 Directrices creadas por la OMS para agua residual tratada en la agricultura.
55
Tabla 8 Modificaciones de parámetros microbiológicos de calidad de agua residual para uso Agrícola.
57
Tabla 9 Lineamientos para el uso de aguas residuales en la Agricultura adoptados por la US-EPA
58
Tabla 10 Estándares microbiológicos de calidad en varios estados norteamericanos.
60
Tabla 11 Estándares Mexicanos para el uso de aguas Residuales en la agricultura NOM-001-ECOL/1997.
61
Tabla 12 Estándares Mexicanos para el uso de aguas Residuales en la agricultura NOM-001-ECOL/1997 de acuerdo al tipo de cultivo.
63
Tabla 13 Estándares microbiológicos de calidad de agua para uso agrícola en Colombia.
64
Tabla 14 Normatividad Microbiológica para hortalizas según el Instituto Nacional de Salud.
66
Tabla 15 Normatividad de Carulla para hortalizas de consumo fresco. 66
Pag.
Tabla 16 Normatividad de Carulla para hortalizas lavadas.
66
Tabla 17 Calidad de agua de acuerdo al tipo de cosechas según la FAO
69
Tabla 18 Resultados de coliformes fecales en el agua para la parcela 1
72
Tabla 19 Resultados de coliformes fecales en el agua para la parcela 2
72
Tabla 20 Análisis comparativo de los resultados obtenidos y la normatividad (Coliformes fecales NMP/100mL)
73
Tabla 21 Resultados de coliformes fecales en suelo
74
Tabla 22 Resultados de Coliformes totales y E.coli en alimentos 75
LISTA DE FIGURAS
Pag.
Figura 1 Localización del área de influencia del distrito de riego Albesa
21
Figura 2 Distribución de lluvias mensual, para diferentes probabilidades, estación de Pasca
23
Figura 3 Riego por inundación
25
Figura 4 Riego por surcos
25
Figura 5 Riego por aspersión
26
Figura 6 Riego por microaspersión
27
Figura 7 Proceso de riego en el distrito de Riego Albesa
28
Figura 8 Proceso de riego en las parcelas de estudio que utilizan agua residual
29
Figura 9 Proceso de riego en las parcelas de estudio que utilizan agua residual de forma más rudimentaria.
29
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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1. INTRODUCCIÓN
El uso del agua residual en la agricultura ha sido una práctica que ha
desarrollado el hombre a través de la historia y que en los últimos años ha
tomado fuerza debido a que las aguas negras tienen gran cantidad de
nutrientes (como fósforo y nitrógeno) lo que representa una ventaja para el
desarrollo de cultivos y el aprovechamiento de zonas áridas y semiáridas.
Los cultivos regados con aguas residuales desde el punto de vista económico y
social son una ventaja debido a que estos pueden ayudar a solucionar
problemas de nutrición en algunos países y mejorar la calidad de vida de las
personas, desde el punto ambiental también se puede considerar una ventaja
porque se logra un uso adecuado de los vertimientos y se disminuyen los
impactos ambientales. Sin embargo esta práctica puede causar muchos
problemas si no se realiza de una manera adecuada como se ha demostrado a
través de la historia por las evidencias epidemiológicas de algunos países que
han regado sus cultivos con este tipo de agua.
En Colombia es muy común el aprovechamiento indirecto, es decir el riego con
aguas de los ríos que reciben descargas de aguas residuales, esta práctica
puede tener riesgos si no se realiza con una planificación adecuada, es por eso
que en esta tesis se selecciono un distrito de riego ubicado cerca del municipio
de Pasca donde algunas parcelas utilizan aguas superficiales con descargas
previas de aguas residuales domesticas para regar sus cultivos. Se realizo un
trabajo teórico y experimental en el sitio de estudio con el fin de encontrar los
posibles riesgos a la salud que puede generar esta práctica en nuestro país y
realizar un mejoramiento continuo.
A pesar de que no se tienen registros en nuestro país y específicamente en
nuestra zona de estudio sobre brotes epidemiológicos causados por esta
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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práctica si existe muchas personas las cuales han presentado problemas de
parásitos y enfermedades que podrían estar relacionados con el consumo de
alimentos regados con esta agua, con este trabajo lo que se busca es realizar
una exploración inicial sobre los posibles riesgos que tienen los cultivos
regados con aportes de aguas negras en la zona de estudio a través de
caracterizaciones de agua, suelos y alimentos.
En el capitulo 3 se presenta una recopilación bibliografica sobre el uso de
aguas residuales en la agricultura. Dando una revisión general sobre la
historia, países donde se haya implementado esta practica y casos
epidemiológicos presentados a raíz del uso de las aguas residuales para riego.
En el capitulo 4 se presenta la metodología con la cual se procedió a realizar
este proyecto, se describe las fuentes bibliograficas y los diferentes pruebas de
laboratorio realizadas para agua, suelos y alimentos.
En el capitulo 5 se presenta la descripción de la zona de estudio, en este caso
el distrito de Riego Albesa, se indica su ubicación, sistema hídrico, calidad de
agua, la distribución de sus parcelas y se hace referencia sobre las fincas
especificas de estudio con sus respectivos productos. Además se menciona
los ciclos de cultivos, su frecuencia de riego y como se manejan dichos
productos después de las cosechas.
En el capitulo 6 se presentan los resultados de esta investigación. Este
capitulo contiene los efectos en la salud que pueden causar el riego con aguas
residuales, las diferentes normatividades tanto internacionales como nacionales
y los requerimientos básicos que se deben seguir para regar cultivos utilizando
aguas superficiales con descargas previas de aguas residuales domesticas
para que genere buenos productos y que evite los riesgos asociados a la
salud. En este capitulo también se incluye los resultados obtenidos por las
diferentes pruebas microbiológicas realizadas que se hicieron en las parcelas
de estudio para suelos, agua y alimentos con análisis comparativos.
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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En el capitulo 7 se realizan las conclusiones y recomendaciones de todo el
estudio.
En el capitulo 8 se encuentran las referencias consultadas para el desarrollo
del presente estudio.
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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2. OBJETIVOS
Objetivo principal
• Determinar el grado de uso de agua residual para riego de diferentes
cultivos, tratamientos previos y riesgos asociados a la salud humana por
dicho uso en el distrito de riego Albesa.
Objetivo secundario
• Examinar e identificar los distintos parámetros de calidad de agua para
riego a nivel mundial y compararlos con los parámetros exigidos por
Colombia.
• Determinar la calidad de agua, suelo y alimentos de algunas parcelas
del distrito de Riego Albesa.
• Recopilación de las ventajas y desventajas que presenta el riego con
agua residual en la agricultura.
• Determinar de forma general un plan adecuado para riego de cultivos
con aguas residuales.
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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3. ASPECTOS GENERALES Y JUSTIFICACIÓN
El uso de las aguas residuales en la agricultura es una técnica que comenzó a
finales del siglo XIX en Australia, Alemania, el Reino Unido, la India y Estados
Unidos. En 1904 México es el primer país Latinoamericano que utiliza este
recurso para su sociedad. (Laverde Hector. et.al, 2002)
El riego de cultivos con aguas residuales es una práctica realizada en muchos
lugares en el mundo especialmente en zonas donde hay escasez de recursos
hídricos y problemas de fertilidad con los suelos.
Debido a que las aguas residuales siempre habían sido un problema para el
hombre esta alternativa desde sus comienzos se vio como solución a muchos
problemas sociales, económicos y ambientales.
El “cultivos con aguas negras” como se le llamo en su origen genero empleo y
desarrollo en los países que lo implementaron, logro ganancias económicas por
los productos agrícolas que se generaban, en algunos países como la India
soluciono en parte los problemas de Hambruna que vivía algún sector de la
población y además de una manera a priori dio fin a un problema que había
acompañado a la humanidad desde las primeras civilizaciones, la disposición
de las aguas residuales.
La viabilidad de esta alternativa se represento en las grandes extensiones de
cultivos que empezaron a surgir en los países que lo implementaron, a tal
punto que en algunas regiones era cada vez mayor el volumen de aguas
residuales recolectadas y mas acentuada la falta de terrenos cercanos a las
ciudades, la superficie necesaria para el cultivo con aguas negras llego a ser
tan extensa que se convirtió en algo vedado. (Laverde Hector. et.al, 2002).
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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De los países mencionados anteriormente solo Australia, India, Alemania y
México siguen empleando esta técnica; el aprovechamiento indirecto, es decir
la extracción de aguas de los ríos que reciben estas aguas residuales es
común en todo el mundo.
Generalmente en los países desarrollados se utiliza el agua de estos ríos para
sus cultivos con un tratamiento previo para eliminar el posible riesgo que
pueda representar el consumo de estos productos a la salud humana, además
presentan una reglamentación ambiental estricta lo que les permite regular las
diferentes descargas, mientras que en muchos países en vía de desarrollo se
utiliza el agua directamente del río, que en la mayoría de los casos han
recibido aguas residuales sin ningún tratamiento lo que conlleva a que
presenten contaminantes y problemas tanto de vectores como de olores, esto
es una técnica de reuso de las aguas residuales porque aunque no sea
directamente las aguas residuales generadas, el río se ha convertido en un sitio
de disposición de estas y es la principal fuente de abastecimiento para los
cultivos cerca a los cuerpos de agua superficial.
En los últimos 20 años debido a las condiciones ambientales adversas que
presentan muchos países como suelos áridos y semiáridos, escasez de fuentes
de agua y además la necesidad de incrementar la producción total de alimentos
por el crecimiento acelerado de la población ha vuelto a despertar el interés por
usar esta agua para regar los cultivos. (Laverde Hector et.al, 2002).
El agua residual es ideal para la agricultura debido a que no solo es una fuente
de suministro de agua para los cultivos sino que además sirve como abono
para el suelo por su contenido de nutrientes. Se ha comprobado que en
algunos países como México los productos que son irrigados con aguas negras
tienen un crecimiento más rápido y en algunos países como en la India se han
adaptado suelos áridos que no eran útil para cultivos con esta agua.
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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La agricultura utiliza mayor cantidad de agua que cualquier otra actividad y
aunque puede aceptar aguas de más baja calidad que la industria y el uso
domestico, su uso debe estar cuidadosamente planificado, para controlar los
efectos a corto y a largo plazo de sus impurezas sobre los suelos y los cultivos.
(WHO, 1973).
Actualmente se están realizando estudios para el uso de aguas residuales en la
agricultura y se están proponiendo varias estrategias para el optimizar al
máximo el proceso, los estudios mas avanzados se han realizado en las zonas
áridas y semiáridas de Estados Unidos, Sudáfrica y Australia; otros países
como por ejemplo Namibia ha implementado el uso de aguas negras pero han
tenido muchos problemas de salubridad por el uso directo de este recurso tanto
como suministro para la agricultura como para uso como agua potable.
El uso de agua residual en la agricultura es una práctica que puede generar
muchas ventajas si se realiza con una planificación adecuada. El uso de aguas
negras para riego de cultivos es bueno para el aprovechamiento de zonas
áridas y semiáridas donde el suelo carece de humus para el crecimiento de
vegetales, además el agua residual debido a su alto contenido orgánico y de
nutrientes sirve como abono y disminuye tanto costos como impactos
ambientales. Los cultivos con aguas residuales aumentan la productividad de
los cultivos y son una alternativa de empleo para muchos campesinos y
granjeros que se desempeñan con esta práctica. El uso de aguas residuales
para agricultura ahorra costos comparándolo con el uso agua potable para esta
actividad, además se esta reutilizando un aspecto ambiental como es el agua
residual generando menos impactos ambientales y solucionando un problema
que siempre ha acompañado al hombre como es la disposición de sus
vertimientos.
Para que la practica de el uso de agua residual (o agua de ríos que se
considere como agua residual) en la agricultura no presente ningún riesgo para
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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la salud humana y contemple todos los aspectos anteriormente mencionados
debe estar correctamente planificada y aplicada.
La planificación de esta estrategia debe contemplar varios aspectos como la
selección del campo de aplicación, selección del método de riego, plan de
prevención de riesgos para la salud, manejo adecuado del agua como por
ejemplo la cantidad que se debe usar y los drenajes de la misma, manejo
adecuado de la tierra y el suelo, selección adecuada del tipo de cultivo a
realizar y por ultimo obtener información de la calidad del agua que se va a
utilizar para poder saber si esta practica es viable o no.
En países donde se ha aplicado esta estrategia siguiendo estos pasos ha
tenido buenos resultados y no han revelado problemas de salud publica por
esta practica sin embargo en los países en vía de desarrollo como el nuestro
esta practica se ha realizado sin ningún control sin medir las posibles
consecuencias.
Existen evidencias epidemiológicas a nivel internacional que demuestran que el
cultivo con aguas negras sin un previo tratamiento puede perjudicar las
poblaciones que consumen directamente los productos.
Varias organizaciones internacionales como El Banco Mundial, La
Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y alimentación (FAO)
y La Organización Mundial de la Salud (OMS) han realizado estudios a través
de la historia para encontrar evidencias epidemiológicas que les permitan crear
lineamientos sobre la calidad del agua para la agricultura y desarrollar medidas
para evitar la mortalidad en poblaciones humanas especialmente en niños.
A continuación se resumen algunos casos donde el consumo de alimentos
irrigados con aguas negras ha afectado a la salud humana:
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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• En Alemania en 1949 se presento infecciones con helmintos intestinales,
particularmente con Ascaris, el uso de agua residual sin tratar expuso a
granjeros y consumidores de vegetales cultivados en esos campos. Se
encontró que las ciudades afectadas eran principalmente donde no se
realizaba ningún tipo de tratamiento al agua y los vegetales se
consumían en forma de ensalada sin cocinar. A pesar de que existieron
casos con infecciones por Ascaris en poblaciones del oeste de Berlín
donde existía una planta con sedimentación primaria y secundaria no se
asociaron a cultivos regados con aguas negras. Las mayores
evidencias se presentaron en la ciudad de Darstadt y el suburbio de
Griesheim donde el 50% y el 80% de la población que consumió
vegetales presentaron exceso de Ascaris respectivamente. En estas
poblaciones no se realizaba ningún tipo de tratamiento al agua sino que
se captaba directamente del rió, además se encontró que toda la
población afectada consumió los alimentos crudos sin un lavado previo.
Otro motivo que se pudo relacionar especialmente en el suburbio de
Griesheim es que el comportamiento higiénico de sus pobladores no era
el mejor, esto pudo haber predispuesto a los pobladores para la posible
aparición del organismo (Mitchel Ralph, 1998)
• En Chile en 1993 se realizo un estudio en la región Metropolitana
ubicada en el centro del país en su capital Santiago, el área total bajo
riego con aguas servidas era de 3767 hectáreas de las cuales el 40%
son para cultivos de hortalizas.
Se encontró que los cultivos de hortalizas regados con aguas servidas
sin tratamiento eran focos de infecciones con cólera. El número de
casos fue relativamente bajo (41 en 1993 y 73 en 1992) pero se
comprobó que fue por el consumo de hortalizas regadas con aguas
residuales sin un tratamiento previo. Gracias a que se pudo identificar
rápido el problema se acordaron medidas para prevenir los riesgos de
cólera, la principal fue eliminar un 98% de los cultivos con hortalizas en
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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la región y sustituirlos por cultivos con menores riesgos como papa,
frutales y otros (CEPIS, 1993).
• México ha sido uno de los países que mas ha implementado esta
técnica debido a que sus suelos son áridos y el agua residual es una
excelente fuente de nutrientes como Nitrógeno y Fósforo. En la región
de Mezquital (una de las mas pobres de este país), se irrigaban cultivos
con aguas servidas, principalmente maíz, fríjol, cebada, avena y
calabaza. Se realizaron estudios con 2049 viviendas de familias
campesinas que obtenían los alimentos directamente de esos cultivos y
se encontró que algunos pobladores sufrían de enfermedades
diarreicas y el 95% de los niños tenían riesgo por infección de Ascaris
Lumbricoides (CEPIS, 1993).
Todos estos casos tienen algo en común y es que se utilizan aguas para irrigar
cultivos sin un tratamiento previo evidenciando los riesgos epidemiológicos a
los cuales están expuestos los pobladores. Estos no son los únicos casos
presentados a nivel mundial, se conocen casos similares en la india, Perú,
Namibia e Israel.
La práctica del uso de aguas servidas en la agricultura puede generar varios
riesgos como se menciono anteriormente si no se cuenta con una planificación
y tratamiento adecuado tanto del agua como de los campos de cultivo. Sin
embargo es claro que si la actividad se lleva a cabo de una forma adecuada,
con las caracterizaciones requeridas para evitar los efectos en la salud y ser
eficientes, soluciona muchos problemas de orden social, económico y
ambiental.
A continuación se explican experiencias de algunas regiones en el mundo
donde se ha utilizado el agua residual para cultivos con éxito
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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• Caso Fresno, California, Estados unidos 1989
La ciudad de Fresno esta ubicada en el valle de San Joaquín California, en
dicha ciudad se tratan 35105,1 m× de aguas residuales por día, con estas se
riegan 275ha de tierra, pertenecientes al gobierno y 1350ha de tierras de
particulares. Entre los cultivos sembrados en estas tierras son algodón,
cebada, alfalfa, almendros, uva, maíz para ensilar, avena, sorgo y fríjol.
Debido a que el agua residual para riego la captan después de la planta de
agua residual de la ciudad los agricultores no utilizan fertilizantes químicos por
la buena calidad del agua. En la región no se ha manifestado ninguna
enfermedad asociada con el uso de esta agua.
Gran parte del agua tratada se percola hacia las aguas subterráneas
recargando los acuíferos subterráneos y posteriormente se usa para regar las
tierras mas alejadas de la planta de tratamiento. Este mecanismo se lleva a
cabo por medio de 21 pozos que bombean 361037 m× de agua al año. El
proceso de filtración del agua en el suelo y la extracción del agua por los pozos
se puede considerar como un tratamiento terciario a bajo costo porque se
extraen nutrientes del agua que en grandes cantidades pueden ser
perjudiciales.
• Caso Emiratos Árabes
En dicho país existen problemas como son la falta de agua, la salinidad de la
mayoría de sus aguas, la escasez de mano de obra y la aplicación de prácticas
agrícolas deficientes. (FAO, 2002).
Anteriormente se utilizaba agua de baja calidad proveniente de ríos, el riego se
hacia especialmente por surcos y no tenia ningún control en cuanto al uso del
recurso. Al aplicarse este sistema de riego se presentaron problemas de salud
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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e ineficiencias en cuanto al crecimiento de sus cultivos que eran especialmente
limoneros, tomates y hortalizas. (Savva et.al, 1981)
En un proyecto motivado por la FAO, la UNESCO junto con el Ministerio de
Agricultura de dicho país se elaboro un estudio y se cambio el sistema de riego
por surcos a goteo en las hortalizas que están más expuestas a contaminación
por microorganismos. Además se construyo un buen sistema de drenaje para
evitar la acumulación del agua con baja calidad. Respecto a los limoneros se
modifico por un sistema de aspersión el cual no modifica su crecimiento y gasta
menos agua que el antiguo sistema de riego por surcos. (Savva et.al, 1981).
El uso indirecto de aguas residuales para riego agrícola a través de un
aprovechamiento de fuentes de agua superficiales es común en todo el mundo
y en nuestro país no es la excepción.
En Colombia las aguas residuales domesticas son descargadas en los cuerpos
de agua superficial (río, quebradas, etc.) ya sea con o sin tratamiento. El
sector agrícola aprovecha los recursos hídricos superficiales como una de sus
fuentes principales de abastecimiento para riego por tal razón en nuestro país
indirectamente se usan aguas residuales para riego de todo tipo de cultivo y en
algunos casos para consumo humano. Algunas de estas corrientes son tan
contaminadas que sus características microbiológicas y fisicoquímicas se
asemejan a un efluente de agua residual directa, como por ejemplo el Río
Bogota.
Otro problema que se presenta en nuestro país es que no se realiza una
evaluación de la capacidad de autodepuracion de los cuerpos de agua para
realizar descargas de aguas residuales ni el uso que se les da a las mismas.
Por estas razones podemos hablar de un uso de agua residual para riego de
cultivos en nuestro país a pesar de que no sea agua de las alcantarillas
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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directamente como si ocurre en algunos países donde hay escasez de
recursos.
Específicamente en la Sabana de Bogota es común el uso de aguas del Río
Bogota y sus afluentes para riego agrícola, este río es muy contaminado y sin
embargo se le encuentra un uso sin mirar los efectos en la salud que se
puedan presentar.
En el departamento de Cundinamarca y en general en todo el país también es
común el aprovechamiento de cuerpos de agua pequeños que reciben
descargas de veredas y municipios para usar el agua como fuente para uso
agrícola. Este es el caso de nuestro estudio en el cual nos enfocamos en la
calidad del Río Cuja el cual es utilizado como fuente de agua para el Distrito de
riego Albesa. Este río recibe descargas del municipio de Pasca y de algunas
veredas campesinas lo cual influye en su calidad y podría generar efectos
negativos en la salud tanto de los trabajadores y de los consumidores si se
utiliza el agua sin un tratamiento previo.
En Colombia los distritos de riego se crearon como un sistema organizado de
producción de alimentos a través de la agricultura y en los cuales hay
facilidades de acceso a los recursos hídricos durante todo el año. En el Distrito
de riego Albesa independientemente de las hectáreas que tenga una parcela
solo se le posibilita agua para el riego de 2 hectáreas por parcela lo que
conlleva a que muchas parcelas con grandes hectáreas busquen nuevas
fuentes de agua como son las superficiales. En el caso de estudio hay fincas
que utilizan el agua superficial que ha recibido descargas de aguas residuales
domesticas para completar necesidades de agua de los cultivos y esto puede
traer efectos negativos en la salud humana si se consumen los productos que
allí se producen.
En los distritos de riego de Colombia y en general en la mayoría de campos
agrícolas de nuestro país no se realizan caracterizaciones microbiológicas del
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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agua para uso agrícola, además la norma del agua sobre uso agrícola se
desconoce lo que puede generar problemas si se utilizan aguas de baja calidad
para riego de productos. Por esta razón es necesario examinar y realizar
caracterizaciones al agua que se usa para riego especialmente cuando son
cuerpos de agua que han recibido descargas de aguas residuales.
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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4. METODOLOGÍA
Este proyecto se llevo a cabo fundamentalmente en 2 etapas:
• Trabajo investigativo Esta fue el primer paso para el desarrollo de la tesis, consistió en recolección y
consulta de información de distintas fuentes.
La consulta bibliográfica para esta tesis fue basada en artículos de revistas
indexadas, publicaciones realizadas por distintos organismos internacionales
interesados en el tema como la FAO (Organización de las Naciones Unidas
para la Agricultura y alimentación), la OMS(Organización Mundial de la salud),
la EPA (USA Enviromental Protection Agency), UNEP (United Nations
Enviromental Programme) y libros especializados en el uso de aguas
residuales en la agricultura.
Además se recurrió a información brindada por entidades del estado sobre el
uso de aguas residuales para la agricultura. Las principales entidades que
colaboraron fueron la CAR (Corporación Autónoma Regional de
Cundinamarca), DAMA (Departamento Administrativo del Medio ambiente de
Bogota), INCODER (Instituto Colombiano de Desarrollo Rural) y el INAT
(Instituto Nacional de Adecuación de Tierras).
• Trabajo experimental Selección y descripción del área de estudio El riego de cultivos con aguas de ríos con aportes de aguas residuales es
común en grandes territorios de Cundinamarca, en este caso se eligió el distrito
de riego Albesa en el cual algunas parcelas toman el agua de riego del Río
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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Cuja que tiene descargas residuales del municipio de Pasca sin ningún tipo de
tratamiento.
Elección de Parcelas Se procedió a la elección de 3 parcelas dentro del distrito de riego para realizar
los siguientes procedimientos:
- Elaboración de encuestas respecto a como se desarrollaban actividades
como el riego, distribución de agua y alimentos, tratamientos, etc.
- Seleccionar zonas para la toma de muestras de alimentos y agua para
desarrollar las pruebas de laboratorio. Para la prueba de alimentos se
evaluó hortalizas puesto que son cultivos de consumo fresco y en
algunos casos su consumo a nivel mundial ha causado efectos
negativos en la salud humana.
Ensayos de Laboratorio Se realizaron análisis de coliformes fecales para el agua, suelo y de E.coli y
coliformes totales para alimentos. Las muestras de suelo y agua fueron
analizadas en el laboratorio ambiental C.I.I.A (Centro de Investigación de
Ingeniería Ambiental de la Universidad de los Andes) y los alimentos en el
LEMA (Laboratorio de Ecología Microbiana de la Universidad de los Andes).
El análisis de Coliformes fecales para agua se realizo mediante el Método
Standard: 9221-Método de tubos múltiples.
Este método se realiza usando el medio EC y es aplicable para el monitoreo de
la calidad de agua. Este ensayo se realiza a una temperatura elevada lo que
permite distinguir los Coliformes fecales de los totales (C.I.I.A, 2004).
Para la toma de muestras es necesario usar recipientes estériles (recolector de
muestras de orina es buena opción), si la fuente no es continua como por
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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ejemplo una llave es necesario dejar correr el agua durante un tiempo para
tomar la muestra, si son continuas como por ejemplo un río, la muestra se toma
normalmente. Para cualquiera de los dos casos se deben tomar 250 ml de
muestra como mínimo, se tiene que destapar el recipiente muy cerca de la
muestra para evitar contaminación por otros microorganismos y enjuagar tres
veces con esta misma, después de llenado el recipiente se debe cerrar
inmediatamente, no es aconsejable dejar burbujas (C.I.I.A, 2004).
Es recomendable después de tomar la muestra cultivar inmediatamente, de lo
contrario las muestras deben ser refrigeradas a 40C durante un periodo no
mayor a 8 horas desde que se toma la muestra (C.I.I.A, 2004).
Después de realizados los pasos de la toma de la muestra y el almacenamiento
se procede a realizar el ensayo, es necesario realizar los pasos que siguen a
continuación lo mas cerca de la llama del mechero para excluir
contaminaciones por microorganismos extraños.
Primero se deben repartir en diferentes frascos agua destilada y estéril para
realizar las diluciones, la cantidad de frascos se escoge de acuerdo a las
diluciones que se van a realizar.
Segundo se procede a escoger el factor de dilución de la muestra, por ejemplo
si son aguas superficiales muy contaminadas es recomendable usar factores
de dilución altos (-5,-6,-7,-8), si no son tan contaminadas es recomendable usar
factores mas bajos (-2,-3,-4). Se utilizan 3 tubos de medio para cada factor de
dilución.
El tercer paso ya es la parte practica, se toma 1 ml de muestra y se agrega a
9ml de agua destilada para realizar nuestro primer factor de dilución, a partir de
hay se agrega 1ml de dicho frasco a otro para aumentar la dilución y cuando se
tenga la dilución necesaria se agrega al medio de cultivo 1 ml de la nueva
muestra que seria el agua estéril mezclada con la muestra. Esto se debe
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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realizar tantas veces como sea necesaria para alcanzar el factor de dilución
deseado.
Luego de realizado la parte practica se procede a incubar los caldos de EC que
ya contienen la muestra diluida. Se llevan a una incubadora a 44,5 ± 0,20C por
un tiempo de 24 ± 2 horas (C.I.I.A, 2004).
El calculo de las coliformes fecales se procede a realizar por la producción de
gas con un crecimiento de cultivo en el medio EC durante 24 horas, si hay
producción de gas en al menos un tubo ya se considera reacción de coliformes
fecal positiva (C.I.I.A, 2004).
El resultado de coliformes fecales por este método se reporta en NMP (Numero
Mas Probable), y el valor se determina al contar la cantidad de tubos de caldo
EC positivos en cada dilucion y observar en una tabla (ver anexo) basada en
distribución de Poisson el resultado (C.I.I.A, 2004).
La muestra de suelo para análisis de coliformes fecales para suelo se debe
tomar con espátula o guantes, estas deben tomarse en bolsas herméticas y ser
cerradas inmediatamente se tome la muestra. El proceso de almacenamiento
es similar al de las muestras de agua.
Después del proceso de toma de muestras y almacenamiento se procede a
realizar la parte práctica. Se diluye 1g de suelo en 100ml de agua estéril. A
partir de aquí se realiza todo el proceso por medio del método Standard: 9221-
Método de tubos múltiples como si fuera una muestra de agua.
El análisis de coliformes totales y E.coli para alimentos se baso de acuerdo al
manual B.A.M (Manual de Análisis Bacteriológico) publicado por el Centro de
Alimentación y Nutrición Aplicada (C.F.C.A.N) del Departamento de Salud y
Servicios Humanos de los Estados Unidos.
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La toma de muestras de los alimentos se debe realizar en bolsas herméticas y
en cada bolsa debe tomarse como mínimo 250 gr de muestra, esta debe ser de
forma aséptica y al igual que para suelos debe realizarse con guantes.
El almacenamiento de la muestra de alimentos debe ser similar a la realizada
para las muestras de agua, si la prueba se puede realizar inmediatamente
después de tomadas las muestras es mejor.
Para el análisis de coliformes totales en alimento también se utilizo la técnica
de numero mas probable NMP, sin embargo el medio utilizado fue LMX
flourocult, el cual presenta un color amarilloso.
El proceso es el siguiente se toman 11gr de la muestra, esta debe ser de
diferentes partes del alimento que se consumen, luego se diluye en 99 mL de
agua peptonada obteniendo una concentración de 0,1%.
El siguiente paso es similar al realizado para las pruebas de agua y suelo, se
utilizan medios de dilución también con 9ml pero de agua peptonada. Para
esta prueba de alimentos solo se utilizan tres medios de dilución de LMX (-1, -
2, -3). Al igual que para agua y para suelos se pasa 1ml de la nueva muestra
al agua peptonada sucesivamente para aumentar los medios de dilución, de
cada frasco con muestra y agua peptonada se pasa 1ml a los tubos de LMX de
acuerdo al medio de dilución.
Después de haber realizado el proceso se incuban los tubos a 370C durante 24
horas. Si el tubo con el medio se torna azul eso indica la presencia de
coliformes totales
Al igual que el método Stándar 9221-Método de tubos múltiples, el valor de
coliformes totales se calcula a partir de una tabla (Ver anexo) en la cual se
obtiene el valor a partir de la cantidad de tubos positivos.
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Para el ensayo de E.coli en alimentos se toman los tubos positivos de
coliformes totales y se colocan en una lámpara UV y si los tubos se tornan
verde fluorescentes hay presencia de E.coli. Para confirmar que es E.coli se
agrega una gota de Kovacs y observamos un halo rojo lo cual nos confirma la
presencia de E.coli.
Para el cálculo de E.coli se utiliza una tabla la cual nos indica el valor de
acuerdo a la cantidad de tubos positivos (Ver anexo).
Los análisis de alimentos fueron realizados directamente por el LEMA.
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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5. DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO
5.1. Distrito de riego Albesa descripción general El distrito de riego Albesa se encuentra ubicado entre los municipios de
Fusagasuga al oeste y Pasca al este. Al norte limita con el Cerro Fusacatan y
vereda San Joaquín y al sur con el río Cuja que es donde saca el agua para
riego. El distrito de riego se encuentra ubicado en la región sur del
departamento de Cundinamarca aproximadamente a unos 71Km de la ciudad
de Bogota. Ver Figura 1
Figura 1: Localización del área de influencia del distrito de riego Albesa Fuente: Asoalbesa, 2004
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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Este distrito de riego se encuentra regido bajo la jurisdicción de la Corporación
Autónoma Regional de Cundinamarca Seccional de Sumapaz (CAR
SUMAPAZ). Tiene una extensión de 442,45 ha prediales que no son irrigadas
en su totalidad.
Actualmente se encuentra dividido políticamente en cinco veredas de las
cuales la que tiene mayor cantidad de hectáreas es Alto El Molino (174,38),
seguido por los Sauces (101,93), Bethel (98,779), el Zaque (38,88) y
Guachipas (8,49) respectivamente. (Albesa, 2004).
La actividad que se lleva a cabo en el distrito de riego se ve favorecida por
varios factores ambientales, su cercanía con el Río Cuja le permite facilidad
para la obtención de agua para riego, a pesar de que existen zonas
montañosas en el sector del distrito de riego las elevaciones son bajas lo que
no influyen en el asentamiento de los cultivos, las condiciones del suelo son
ideales, es un suelo fértil ideal para cultivo y por ultimo las condiciones
climáticas del lugar son estables y aptas para el crecimiento de los productos
que hay se cultivan.
Dentro del distrito de riego ellos no cuentan con un registro pluviométrico
interno, sin embargo ellos se basan en la estación de Pasca operada por el
IDEAM para mas o menos saber como son las precipitaciones y el clima para
asociarlos con los ciclos y riego de cultivos. (Asoalbesa, 2004)
Al preguntar y obtener información de la zona por lo general los campesinos ya
conocen de forma empírica en que épocas del año llueve y en cuales se
necesita un menor suministro de agua para sus cultivos. Sin embargo al
averiguar en la Asociación de Usuarios ellos se basan en el registro de
probabilidad empírica de lluvia registrado por el IDEAM. Esta se estima
considerando un periodo de 20 años y se calcula la probabilidad de la lluvia a
25%(año húmedo balance para drenaje), 50%(balance climático) y 75% (año
seco, balance para riego). En la siguiente figura se puede ver este registro:
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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Figura 2: Distribución de lluvias mensual, para diferentes probabilidades, estación de Pasca
Fuente: Asoalbesa 2004
En la grafica anterior podemos ver que en los periodos lluviosos de los meses
de Octubre y Noviembre se presentan un poco mas del 25% de las lluvias
totales del año. En esta época del año se utiliza muy poco agua para riego
debido a que las aguas lluvias sirven para abastecer los cultivos, sin embargo
cuando las lluvias son muy fuertes los cultivos de arbejas se cubren porque si
reciben mucho agua después de que ya esta saliendo el brote los cultivos se
dañan.
En orden de lluvia los que siguen son los meses de Marzo y Abril con un 20%
y por ultimo los meses de junio y agosto que son los que cuentan con menor
precipitación entre un 8% y 10% al total anual. (Asoalbesa, 2004)
Respecto a la temperatura también se basan en los registros producidos por el
IDEAM por la estación de Pasca, se puede decir que la temperatura anual de la
zona es de 15,7 0C y la variabilidad temporal es moderada, presenta su menor
valor en el mes de Febrero con 7,8 0C sin embargo esto es al final del mes y su
valor mas alto en el mes de Septiembre con 22,4 0C. (Asoalbesa, 2004)
La humedad relativa media del aire en la zona es de 86% y los registros del
IDEAM muestran que los valores mínimos se dan durante el día asociados al
tiempo seco con altas temperaturas y los valores máximos por las noches.
(Asoalbesa, 2004).
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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La insolación promedio al año es de 1199,8 horas de sol y la máxima insolación
se presenta en los meses durante los meses de Diciembre y Enero que son los
meses secos del año. (Asoalbesa, 2004).
Teniendo en cuenta los tipos de cultivos estudiados (cebolla cabezona y arveja)
estos se cosechan más en el mes de Enero debido a que en este mes se dan
las condiciones ambientales para que estos crezcan a pesar de que se
necesite mas suministro de agua por parte del río.
Actualmente en el distrito Albesa se lleva a cabo cultivo de varias hortalizas
(cebolla cabezona, arbeja, zanahoria, repollo) otros cultivos que se llevan a
cabo pero no son principales son frutales y flores.
5.1.1. Generalidades de sistemas de riego
Antes de mencionar los sistemas de riego en el Distrito, se presenta una
pequeña descripción de los diferentes sistemas de riego existentes en
agricultura.
Se ha comprobado que el uso de las aguas residuales para la agricultura
puede contaminar el aire, los suelos y las plantas tanto de las parcelas donde
se usan como las de las áreas vecinas, esto depende de el tratamiento que se
les dan ha esas aguas, las condiciones climáticas y del sistema de riego. Los
sistemas de riego pueden variar dependiendo de las condiciones económicas
que se tengan, la facilidad que se tenga para la captación del agua y las
condiciones ambientales de la zona
El Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Medio ambiente (CEPIS) ha
agrupado todas las técnicas de irrigación en cinco categorías:
Riego por inundación: El agua es aplicada sobre todo el campo para que se
infiltre en el suelo. Este método es muy simple y barato y es usado
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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actualmente por diferentes sociedades en el mundo tanto desarrolladas como
las que se encuentran en vía de desarrollo. Riego por inundación presenta un
problema muy grave y es que aproximadamente el 50% del agua que se capta
no termina siendo aprovechada en los campos generando problemas de
desperdicio de agua y en el caso de aguas negras puede traer problemas si se
acumula agua o si se desborda. Este tipo de riego se usa especialmente en
cultivos de arroz.
Figura 3: Riego por inundación
Fuente: http://water.usgs.gov/gotita/irmethods.html
Riego por surcos: El agua es aplicada a través de un canal principal, es
introducida en el punto mas alto fluyendo hacia los sectores mas bajos a
medida que se infiltra en la tierra y en las plantas por acción capilar. El agua es
conducida por pequeños canales que se encuentran a través del cultivo. Este
técnica se utiliza mucho en cultivos de hortalizas y frutales.
Figura 4: Riego por surcos
Fuente: http://www.redepapa.org/riego.html
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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Irrigación por aspersión: Este método de riego es económico y el que brinda
más facilidades para su utilización sin embargo este es el que presenta mayor
contaminación microbiana de suelos y aire. Consiste en aplicar el agua en
forma de spray y alcanza el suelo como si fuera una precipitación. Es
controlado a través de un sistema central o pivote que gira regando agua, este
sistema a pesar de que no es muy eficiente se sigue usando en la actualidad
por la cantidad de alcance de tierra que cubre. Además tiene una ventaja y es
que la tasa de aspersión se controla fácilmente evitando problemas de charcos
y pérdidas de agua.
Figura 4: Riego por aspersión
Fuente: http://water.usgs.gov/gotita/irsprayhigh.html
Microaspersion: Es un sistema que se caracteriza por aplicar el agua en un
punto especifico en forma de lluvia fina o niebla, es habitual en invernaderos
debido a que permite uniformidades de riego muy altas.
Son usados en sistemas de fertirrigación que es el suministro o dosificación de
fertilizantes repartidos junto con el agua de riego.
A pesar de que el riego por microaspersión es común en invernaderos y
huertas también es común para el riego de árboles frutales, jardines privados,
viveros y semilleros
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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Figura 5: Riego por microaspersión
Fuente: www.durespo.com.co/producto.php
La subirrigación: El agua es aplicada por canales profundos o tubos
subterráneos con el propósito de que sea absorbida por las raíces de las
plantas por el fenómeno de capilaridad.
La subirrigacion por tuberías es el mas seguro, sin embargo su altísimo costo,
la complicada infraestructura del sistema y el mantenimiento técnico de este,
hacen que no sea viable su utilización a gran escala.
Irrigación localizada: Consiste en aplicar el agua justo a la raíz de cada planta
se hace a través de una técnica llamada goteo, el consumo de agua es poco
pero tiene problemas debido a que los emisores de agua se obstruyen con
facilidad, este sistema no es recomendable para riego con aguas negras
debido a que estas no presentan un buen filtrado y contienen muchas
impurezas.
5.1.2. Sistemas de riego en el distrito de riego Albesa El distrito capta sus aguas a la altura del río Cuja que limita con el municipio de
Pasca, esta captación se hace antes de las descargas del municipio para evitar
problemas de contaminación del agua, sin embargo muchas fincas
pertenecientes al distrito para suplir la necesidad de agua obtienen este
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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recurso a partir del mismo río después de que ha recibido las descargas
residuales de dicho municipio y veredas cercanas.
El sistema de captación de agua de este distrito de riego es un poco simple si
se compara con otros distritos (por ejemplo La Ramada en el cual existen gran
cantidad de bombas y canales que transportan el agua). En el distrito de
Albesa el agua se capta solo a través de una bomba la cual lleva el agua a un
desarenador el cual retiene algunas partículas como sólidos y arenas. A partir
de hay el agua es transportada por tuberías subterráneas a las diferentes
parcelas.
Las diferentes tuberías que salen del desarenador transportan el agua por
gravedad a las distintas parcelas, a las tuberías se conectan unos hidrantes
que son los que expulsan el agua hacia el exterior que contienen las tuberías.
Cada parcela tiene derecho a uno o dos hidrantes dependiendo de la cantidad
de hectáreas que contenga. En la época de riego los agricultores conectan
mangueras a los diferentes hidrantes y estas van conectadas a un sistema de
Microaspersion que les sirve para regar sus campos. El proceso de riego en el
distrito se puede ver en la Figura 6:
Figura 6: Proceso de riego en el distrito de Riego Albesa
Las parcelas asociadas al distrito de riego obtienen su agua a partir de todo
este sistema de riego, sin embargo este solo les facilita el riego para dos
hectáreas máximo y existen algunas fincas que tienen mucho más de eso en
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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cultivo. Es por eso que muchas de estas parcelas (como es el caso de las
escogidas para el estudio) utilizan agua del mismo rió después de que ha
recibido las descargas del municipio de Pasca y la utilizan para regar sus
cultivos.
Cada finca que riega con esta agua residual utiliza diferentes métodos para
captar el agua y regar sus cultivos. Algunas utilizan pequeñas bombas para
succionar el agua y por mangueras se transporta el agua hacia los
microaspersores que distribuyen el agua para sus cultivos, como se puede ver
en la Figura 7.
Figura 7: Proceso de riego en las parcelas de estudio que utilizan agua residual
Otras fincas en cambio captan el agua a través de una manera más
rudimentaria que es por medio de tanques de almacenamiento los cuales le
conectan pequeñas mangueras que desembocan también en microaspersores
para regar sus cultivos. En la figura 8 se puede observar el proceso.
Figura 8: Proceso de riego en las parcelas de estudio que utilizan agua residual de forma más
rudimentaria.
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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5.1.3. Calidad de agua en el distrito de riego Albesa
En el área del distrito se cuenta con una gran cantidad de microcuencas que
abastecen de agua al distrito para uso principalmente potable, algunas de estas
microcuencas cuentan con un agua de excelente calidad, sin embargo existen
muchas que las utilizan como sistemas de drenajes lo cual hace que su calidad
se deteriore por desechos de cultivos y agroquímicos que llevan esas aguas.
En cuanto al Río Cuja que es donde se capta el agua para riego la calidad es
buena aguas arriba del municipio de Pasca puesto que no recibe descargas
residuales de ningún tipo, sin embargo después de que pasa por el municipio
de Pasca recibe descargas domesticas de aproximadamente 12.000
habitantes.
Afortunadamente Pasca no tiene ningún tipo de descargas industriales lo que
no hace que la calidad del río se deteriore tanto, las únicas descargas por
químicos que tienen son de algunos agroquímicos que las parcelas limítrofes
drenan por este río.
Respecto a la calidad de agua este río no se ha elaborado ningún tipo de
caracterización microbiológica, sin embargo en el 2004 se elaboro una
evaluación de los diferentes parámetros fisicoquímicos para la calidad de agua
a la salida del distrito después de haber recibido las descargas de Pasca y de
las diferentes fincas y los resultados fueron los siguientes:
Tabla 1: Parámetros fisicoquímicos de la calidad del agua del Río Cuja
Alcalinidad Acidez pH HCO3 Total CO2 Cl SO4 PO4 NO3 Ca K Mg Na
6,44 0,25 0,06 0,06 6,5 1,7 0,1 10,6 6,92 2,38 1,13 3,35
Fuente: Asoalbesa, 2003
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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Como se puede observar las concentraciones de algunos compuestos
químicos son altos, como por ejemplo el calcio y magnesio que afectan en la
dureza del agua.
El pH del agua no varia mucho pero las concentraciones en los otros
compuestos si es alta esto es debido mas que todo a los fertilizantes químicos
que utilizan la agricultura pues las descargas domesticas no alterna mucho las
concentraciones de estos químicos, las descargas domesticas se reflejan mas
en los parámetros microbiológicos.
5.1.4. Pretratamientos del agua
El agua que les brinda el distrito tiene un desarenador sin embargo la que
algunas parcelas toman por fuera del distrito para abastecer las hectáreas que
este no cubre no muestra ningún tipo de tratamiento y el agua se utiliza
directamente para riego.
Al consultar con personas de la zona y observar dichas parcelas encontramos
que al agua no se le realiza ningún tipo de tratamiento y esta se capta
directamente del río.
5.1.5. Distribución de las parcelas
El distrito de riego tiene una extensión de 422,5 Ha las cuales no están
irrigadas en su totalidad.
El distrito esta divido en varias parcelas las cuales producen distintos tipos de
hortalizas, cada agricultor vive en la parcela con su familia y cubre sus
necesidades básicas a partir de esta.
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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Las parcelas escogidas se distribuyen como todas. El agricultor tiene su finca y
alrededor tiene su extensión de tierra. Las seleccionadas para el estudio solo
eran hectáreas de cebolla cabezona y arbeja.
Las parcelas del estudio tenían la particularidad que estaban a orillas del río lo
que les permitía captar el agua con mayor facilidad y utilizar el agua para regar
las hectáreas que no les abastecía el distrito.
La casa dentro de las parcelas también se encontraba cerca del río sin
embargo estaban delimitadas y la parte del río que pasaba por esos lugares
era fuera del territorio. No se observo límites respecto a las otras parcelas sino
que cada cual conocía su terreno y cuanto podía explotar.
5.2. Cultivos
Los cultivos que se siembran en el distrito de riego son hortalizas en especial
arveja, cebollas, habichuelas y algunos frutales como tomate de árbol, moras y
lulos.
Las parcelas seleccionadas para el estudio solo tenían cultivo de cebolla y
arbeja, estos productos se consumen de forma directa y sin ningún tipo de
tratamiento porque desafortunadamente se desconocen los problemas que
pueden ocurrir si se consume este alimento directamente y para ellos no
presenta ningún tipo de riesgo.
5.2.1. Generalidades de la cebolla cabezona y arveja Cebolla Cabezona La cebolla es una hortaliza, cuyo cultivo es ampliamente extendido en el
mundo, se tienen alrededor de 2 millones de hectáreas sembradas en el
mundo, en los que se producen 32.5 millones de toneladas cuyo cultivo se
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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realiza bien en condiciones de baja humedad relativa, alta insolación y bajo
suministro de agua. (InfoAgro, 2003)
Es una planta de climas templados. La temperatura optima para el desarrollo
de este cultivo es entre 13 y 14ºC, aunque puede desarrollarse a una
temperatura máxima de 30ºC y una mínima de 7ºC, se puede cultivar en suelos
arcillosos o francos, con un pH entre 6 y 6,5. (InfoAgro, 2003)
En nuestro país se produce en 7 departamentos, pero Boyacá es el que mas
aporta con una producción de casi el 52%. La cebolla cabezona representa el
14% del área hortícola total cosechada en nuestro país. La producción de
cebolla en nuestro país ha crecido en un 8% a partir del año 2000 debido a la
gran demanda de consumo interno del producto al igual que el consumo
institucional especialmente por las cadenas de restaurantes de comidas
rápidas. (Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural ,2003).
Arveja Es una de las hortalizas con mayor cantidad de carbohidratos y proteínas por
unidad de peso, además es fuente de minerales como fósforo y hierro y
vitaminas como la B1. El órgano de consumo de esta hortaliza es su semilla o
grano inmaduro, constituida por el embrión y grano que lo protege.
En Colombia la producen aproximadamente 11 departamentos pero la mayor
producción se da por parte de los departamentos de Boyacá y Cundinamarca
con un 35 y 33% respectivamente. En nuestro país existen diversidades de
especies como la Parda, la Pajarito, la Guatecana y la Bogotana. (Ministerio de
Agricultura y desarrollo Rural ,2003).
A pesar de que en Colombia la tasa de crecimiento de la Arveja es de un 1,4%
anual a partir del 2000, no se alcanza a suplir la demanda interna (solo se
cubre un 35%) lo que conlleva a importar el resto especialmente de Canadá.
(Ministerio de Agricultura y desarrollo Rural, 2003).
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5.2.2. Ciclo de cultivos Cebolla Cabezona El cultivo de la cebolla cabezona en las parcelas de estudio se cultiva en
semilleros para luego un posterior trasplante después de 3 meses. El
semillero se mantiene limpio de maleza, debido a que el cultivo de la cebolla
cabezona es lento lo que puede traer problemas si se invade por malas
hierbas.
La plantación en las parcelas de estudio se realiza a mano, dejando
aproximadamente 10 -12 cm entre líneas y 10 -12 cm entre plantas dentro de
la misma línea.
Los suelos utilizados para el cultivo de cebolla cabezona es fértil, además del
fertilizante que dota el agua residual (Fósforo y Nitrógeno), sin embargo existe
incorporación de abono antes de la siembra envolviéndola con una capa de
tierra medida empíricamente de acuerdo a lo que necesite el cultivo.
El riego se realiza aproximadamente 12 - 14 días después de la plantación.
Luego se riega en el semillero todos los días, sin embargo después de que se
ha transplantado solo se riega 15 a 20 días.
Después del transplante la cosecha se deja aproximadamente un mes, a partir
de hay las hojas se empiezan a secar señalando que la cebolla cabezona ya
esta lista, luego la cebolla se deja en el sol aproximadamente un día para que
seque, en las parcelas se realiza esta actividad bajo tiempos secos, si son
épocas de lluvia prefieren dejar la cebolla sin recolectarla y esperar que sean
días soleados para sacarla. La recolección se realiza manualmente.
Arveja En el distrito de riego escogido para el estudio la arveja se cultiva en un
terreno con buena estructura, fertilidad moderada, levemente ácidos y con
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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buen drenaje. A pesar de que el suelo cuenta con un buen drenaje en las
épocas de lluvia presenta problemas de encharcamiento y genera perdidas en
el cultivo.
Para el cultivo de la arveja, Albesa utiliza las parcelas que tienen suelo con
mejor drenaje, con infiltración rápida y con pendientes moderadas para que la
escorrentía de la lluvia no cause daños. Utilizan un suelo libre de maleza con
una adecuada humedad y sin capas densificadas que vayan a dificultar el
desarrollo de las raíces. Antes de la siembra se refina el suelo para lograr
uniformidad en la siembra.
El cultivo de arveja requiere gran cantidad de fertilizantes especialmente de
nitrógeno y fósforo, en las parcelas que utilizan el agua residual la aplicación de
fertilizantes es menor debido a que el agua contiene gran cantidad de estos, sin
embargo existe aplicación de fertilizantes fosfatos solubles 10 días después de
la siembra cuando la planta ha desarrollado sus raíces.
La implementación del cultivo de arveja se lleva a espacios de 15cm en el cual
se introducen las semillas, esto se realiza cada 3 meses y medio, en el cual se
realiza riego a diario durante los primeros 15 días ya después la frecuencia de
riego es mucho menor y se realiza esporádicamente. El cultivo se realiza en
épocas de verano donde no exista mucho régimen pluviométrico debido que
para ellos es difícil controlar las lluvias y es mejor manejar la dotación de agua
a partir del río, no importa que haya recibido descargas residuales.
5.2.3. Frecuencias de riego Cebolla Cabezona En el distrito de riego Albesa las frecuencias de riego para los cultivos de
cebolla cabezona se dan de la siguiente manera:
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El primer riego se da inmediatamente después de la plantación. Después de
haber realizado el primer riego se procede a realizar riegos a intervalos de 12 -
14 días.
Para las segundas siembras el riego es mucho mayor, en nuestro distrito de
riego generalmente aumentan el riego en los meses de enero y febrero porque
en esos meses es verano y en ese clima se desarrolla la mayor vegetación.
Arveja En el distrito de riego la arveja tiene una frecuencia menor que la de la cebolla
cabezona. Generalmente se riega una vez por semana cuando el terreno esta
seco, especialmente en los meses de verano que son enero y febrero.
Cuando es en invierno la intensidad de riego disminuye debido a que las
precipitaciones pueden servir como fuente de agua.
La frecuencia de riego una vez por semana solo se lleva a cabo mientras esta
saliendo el fruto, después de que este aparece ya no utilizan mas agua hasta
que salga el producto y realicen una nueva cosecha.
5.2.4. Manejo de las hortalizas poscosecha
Después de obtenido el producto en las parcelas no se le da ningún tipo de
tratamiento especial a la cebolla ni a la arveja. La cebolla se recolecta
manualmente cuando sus hojas ya empiezan a secar, posteriormente se limpia
la tierra y se dejan en el terreno aproximadamente 2 días para que las seque el
sol y luego se cortan las hojitas y se llevan al mercado.
Respecto a la arveja tampoco existe ningún tipo de tratamiento especial, se
retira la cosecha manualmente y se limpia la tierra que esta pueda tener, no se
quitan las cáscaras ni se sacan las semillas sino que la arveja se distribuye así
a los mercados, los que reciben las arvejas son los encargados de sacar lo que
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se consume. Las pocas arvejas que se pelan en las parcelas son las de
consumo interno.
En las parcelas seleccionadas para nuestro estudio el principal producto
cultivado era la cebolla cabezona, los agricultores utilizan esta para consumo
directo tanto para ellos como para su familia.
Este producto cultivado también es distribuido a los mercados de Fusagasuga y
Pasca donde se obtiene ganancia por la venta de este vegetal.
Se contó con la oportunidad de observar un poco la distribución de los
productos y ver si se le realizaba algún tipo de tratamiento. Por parte de los
agricultores no se le hace ningún proceso de lavado al producto, solo se
almacena en cajas las cuales mas adelante son distribuidas a los diferentes
mercados. Al llegar al mercado existe una selección de cual cebolla esta
buena y mala para la venta.
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6. RESULTADOS 6.1. Revisión de los efectos en la salud del uso de aguas residuales en
la agricultura Los cultivos regados con aguas negras pueden resultar muy benéficos para el
ser humano, el alto contenido de fósforo y nitrógeno presentes en las aguas
genera alternativas viables tanto para el hombre como para el medio ambiente,
sin embargo es claro que un inadecuado manejo y control en dicha práctica
genera una serie de repercusiones sanitarias para la comunidad.
Los efectos en la salud producidos por cultivos con aguas residuales han sido
estudiados durante años, dando prioridad a los problemas generados por
bacterias y virus patógenos debido a que son los que abundan con mayor
frecuencia en el agua, seguidos por las concentraciones de compuestos
químicos en los alimentos que afectan a la salud humana y por ultimo la
proliferación de insectos en las zonas.
Respecto a los virus y patógenos presentes en los alimentos producidos por
dicha practica se han generado distintas controversias, algunos países revelan
cifras alarmantes sobre brotes epidemiodologicos en zonas de cultivos con
aguas negras mientras que en otros lugares no se revelan casos. (FAO, 2004).
Las contradicciones se deben a que muchos científicos sostienen que el agua
residual si tiene gran cantidad de patógenos pero al tener contacto con las
diferentes plantas estas generan defensas que destruyen los microorganismos,
sin embargo esta afirmación en los últimos años ha sido muy cuestionada
debido a que se han encontrado evidencias de que las mayorías de
microorganismos generan mecanismos para soportar esas barreras además
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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que en la actividad agrícola la manipulación de los vegetales hace que se
generen grietas o heridas que debilitan el sistema inmune de las plantas.
La supervivencia de los patógenos depende del tipo de organismo al igual que
de las condiciones ambientales presentes. Si la temperatura y la humedad son
óptimas hay mayor probabilidad de encontrar microorganismos en los
vegetales, dependiendo del tipo de suelo y la presencia de otros
microorganismos la proliferación puede ser mayor.
Los microorganismos patógenos que pueden afectar los cultivos con aguas
residuales pueden ser de distinto tipo bacterias, protozoarios, helmintos y virus.
Las características principales de los microorganismos con algunas
enfermedades que producen son las siguientes:
Bacterias Son organismos procariotas (sin núcleo definido). Según su morfología pueden
ser redondas (cocos) con diámetros entre de 1 a 3 µm, cilíndricas (bacilos) con
diámetros entre 0,3 y 1,5 µm por 1 a 10 µm de longitud, Curvadas (vibriones)
con un ancho que oscila entre 0,6 y 1 µm por 2 a 6 µm de longitud, Espirales
(espirillas o espiroquetas) con longitud hasta de 50 µm y las filamentosas con
longitudes mayores de 100µm. (Romero, 2004).
Las bacterias son el microorganismo más importante en cualquier estudio de
agua residual debido a que este es un ambiente que presenta condiciones
óptimas para su crecimiento y comparándolos con otros microorganismos como
virus y protozoos son más resistentes a cambios en la temperatura, humedad,
radiación y pH.
Las bacterias pueden ser autótrofas o heterótrofas, estas últimas se alimentan
del sustrato en solución presente en el agua residual que por lo general es
materia orgánica, es decir la cantidad de estos microorganismos aumenta
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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proporcionalmente de acuerdo al contenido de materia orgánica presente en
las aguas.
Las bacterias pueden ser aerobias (estrictamente oxigeno para vivir),
anaerobias (sin oxigeno para vivir) o facultativas (persisten en los dos medios),
en los cuerpos de agua con oxigeno existen bacterias aerobias, al recibir
descargas de aguas residuales estas consumen todo el oxigeno al oxidar la
materia orgánica, en algunos cuerpos de agua con niveles de oxigeno
cercanos a cero se ve el aumento de las bacterias anaerobias y las facultativas
las cuales consumen la materia orgánica sin necesidad de O2 liberando
metano y CO2, además de generar problemas de olores por la liberación de
amoniaco y otros compuestos azufrados. (Romero, 2004).
El crecimiento de las bacterias en cualquier medio y en especial en las aguas
residuales no solo depende del sustrato y de el oxigeno, sino también de la
temperatura y de pH. Según la temperatura las bacterias pueden ser
psicrófilas, mesófilas y termófilas. Las psicrófilas resisten a una temperatura
mínima que varía entre (-5) – 5 ºC y una máxima de 19 – 35 ºC, pero su
temperatura óptima es de 15 – 30 ºC. Las mesófilas aceptan un rango de
mínimo de 10 – 15 ºC y un máximo de 35 – 47 ºC, con temperatura optima de
30 – 45 ºC y las termófilas que en aguas residuales no son muy comunes
debido a sus altas temperaturas, tienen un rango mínimo de 40 – 45 ºC, un
máximo de 60 – 80 ºC y su optimo de 55 – 75 ºC. Respecto al pH estudios
realizados demuestran que las bacterias son poco tolerables a los distintos
cambios de pH y que su óptimo varia entre 6,5 y 7,5, casi ninguna bacteria
resiste ambientes ácidos inferiores 4 y básicos mayores a 9,5. (Romero, 2004).
El agua residual es foco de infecciones y epidemias producidas por bacterias
patógenas, aunque la contaminación por dichos microorganismos proviene del
contacto con el aire, el suelo, fuentes minerales, animales o plantas vivas o en
descomposición la principal fuente de bacterias patógenas en las aguas negras
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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es la contaminación por materia fecal de los seres humanos y los animales.
(Romero, 2004)
A nivel mundial se han presentado casos de epidemias y diversas
enfermedades trasmitidas por bacterias patógenas presentes en el agua,
generalmente esto ha ocurrido por uso inadecuado del recurso y no tomar las
medidas preventivas necesarias.
Existen muchas enfermedades de origen bacterial que pueden ser trasmitidas
por el agua residual, pero relacionado con el uso agrícola se han encontrado
con mayor frecuencia las siguientes:
Tabla 2: Enfermedades de origen bacterial
Enfermedad Bacteria que la produce
Fiebre Tifoidea Salmonella typhy
Fiebre Paratifoidea Salmonella paratyphy
Salmonelosis Salmonella ssp
Cólera Vibrio cholerae
Tularemia Brucilla tularensis
Disentería Bacilar Shigella ssp
Gastroenteritis Salmonella ssp, Escherichia Coli, Yersina enterocolitica,
Campylobacter jejuni. Fuente: Romero, 2004
La vía de exposición de estas enfermedades es oral, en nuestro caso puede
ocurrir por alimentos mal lavados que hayan sido irrigados con aguas negras.
El nivel toxicológico de estas enfermedades depende de cada ser humano, su
peso corporal, la edad, medio donde se haya desarrollado toda su vida y la
afinidad molecular que tenga para contraer la enfermedad. Generalmente los
casos más críticos de enfermedades bacteriales y por cualquier otro
microorganismo se presentan en niños y ancianos.
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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Protozoos Son Protistas unicelulares que pueden ser aerobios o anaerobios. En las
aguas residuales se encuentran amibas, ciliados y flagelados (Romero, 2004).
Las personas que trabajan en cultivos con aguas negras y los que consumen
alimentos ahí cultivados, pueden padecer las siguientes infecciones causadas
por protistas:
Tabla 3: Enfermedades de origen protista
Enfermedad Microorganismo que la produce Descripción de la enfermedad.
Disentería amibiana Entamoeba Hystolitica Es una de las principales causas de morbilidad y mortalidad principalmente en los niños. Generalmente infecta el colon pero cuando la enfermedad es muy severa ataca hígado y cerebro.
Giardiasis Giardia Lamblia Se caracteriza por una diarrea severa, afecta el intestino delgado y muchos afectados pueden arrojar en sus heces este protozoo durante años sin darse cuenta.
Criptosporidiosis Cryptosporidium Diarrea severa que si no se controla con tiempo puede causar la muerte. El microorganismo es muy resistente a los tratamientos y a los cambios de temperatura debido a que tiene una especie de coraza protectora, a pesar de que disminuyan los síntomas la enfermedad todavía puede permanecer en el cuerpo.
Fuente: Romero, 2004
Estas enfermedades son transmitidas por vía oral por el consumo de alimentos
que no hayan sido lavados o que hayan sido cultivados con aguas negras sin ni
siquiera un pretratamiento ni tratamiento primario.
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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En el tratamiento de aguas residuales las aguas negras que contienen bastante
de estos microorganismos son importantes porque en cierta forma facilita un
proceso biológico para descontaminar el agua debido a que los protozoos se
alimentan de las bacterias. Para la irrigación de cultivos no es muy
conveniente porque en la mayoría de lugares del mundo no se hace un
tratamiento biológico para utilizar el agua en los cultivos y si se tiene muchos
protistos lo único que hace es aumentar la población de patógenos para el ser
humano.
Virus No se ha podido probar a ciencia cierta si son microorganismos vivos o inertes,
lo que se sabe es que son constituciones de ADN que invaden una célula viva
donde el material viral se mezcla y redirige actividades celulares para la
formación de nuevas partículas virales a partir de la célula huésped. Al
mezclarse el material viral con el ADN de las células huéspedes el sistema
inmunológico humano no lo puede identificar y atacar facilitando su expansión.
Los virus a diferencia de microorganismos como bacterias y protozoos son muy
resistentes a las condiciones ambientales adversas, al igual que son
resistentes a métodos de desinfección como son el cloro y el ozono,
actualmente se han realizado estudios que indican que para la eliminación de
virus de las aguas residuales es necesario un tratamiento por membranas
aunque muy pocos países lo realizan debido a sus altos costos. Los virus son
resistentes a los antibióticos y hasta la fecha no se conocen métodos para
curarlos, lo único que se puede hacer es prevenirlos por medio de vacunas
aunque no para todos los virus son efectivas o esperar que los síntomas
desaparezcan por la capacidad de autodestrucción del mismo. (Carvajal et al,
2005).
El virus más significativo de origen hídrico es la hepatitis A que fue la causante
de una epidemia en Nueva Delhi la capital de la India (1957), con 20.000 a
40.000 casos de Hepatitis infecciosa. Existen otros virus que están
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relacionados con el origen hídrico y son potenciales de epidemias aunque
hasta ahora no es evidente su desimanación en los cuerpos de agua. (Romero,
2004).
Macroinvertebrados bénticos En este grupo se incluyen gusanos planos, anélidos, moluscos, crustáceos e
insectos. Con un pretratamiento por medio de tamices se pueden evitar.
Nematodos Son gusanos redondos con aparato digestivo, parásitos del hombre y los
animales. Son resistentes a la cloración y entre los patógenos del agua mas
representativos están Ascaris lumbricoides, Enterobius vermicularis y Fasciola
hepatica.
Platelmintos Son gusanos casi todos parásitos y hermafroditas, con cuerpo aplanado y sin
sistemas circulatorio ni respiratorio. Patógenos en el agua existen
Hymenolepis nana, las tenias y el Trichuris trichiura.
6.1.1. Efectos del uso del agua residual sin tratar para uso agrícola Efectos sobre agricultores El uso de aguas residuales sin tratar para riego de campos puede causar
infecciones con nematodos intestinales en agricultores y granjeros en áreas
donde las infecciones son endémicas. En la India los agricultores que riegan
sus cultivos con aguas residuales y viven de estos tienen una mayor cantidad
de Ascaris y anquilostoma comparado con agricultores que riegan sus cultivos
con agua de mejor calidad. (Krishnamoorthi et al, 1973). Además al examinar
las intensidad de las infecciones (numero de parásitos por personas) los
efectos y las infecciones fueron aun mayores. Existe evidencia de que los
riesgos que presentan los agricultores por Amibiasis y Giardiasis son mayores.
(Dolby et.al, 1980).
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El cólera puede ser transmitido a los agricultores que riegan sus cultivos con
agua residual sin tratar si los efluentes que ellos utilizan vienen con descargas
urbanas donde ha ocurrido una epidemia o hay casos notorios de Cólera.
(Fattal et al, 1986).
Existen estudios acerca de si el uso de aguas residuales sin tratar para riego
causa infecciones por virus a agricultores que viven de esos alimentos, se han
presentado casos en Estados Unidos sin embargo esto no esta completamente
comprobado. (Clark et al, 1985).
Efectos sobre consumidores de alimentos El riego de alimentos con agua residual sin tratar puede transmitir infecciones
con bacterias y nematodos intestinales a las personas que consumen estos
alimentos sin ningún tratamiento previo. Estas infecciones son más comunes
cuando se consumen hortalizas. Existen muchas evidencias de infecciones a
consumidores de estos alimentos, por ejemplo en Jerusalén las infecciones por
Ascaris y Trichuris disminuyeron en cierta población cuando se pararon los
cultivos con agua residual sin tratar (Fattal et al, 1994).
La transmisión de cólera por consumo de alimentos regados con agua residual
sin tratar también puede ocurrir en consumidores sin embargo esto es más
común cuando las condiciones sanitarias son malas. (Shuval et al, 1986)
Muchas otras infecciones entericas han sido asociadas al consumo de
alimentos regados con aguas residuales sin tratar como son las infecciones por
Taenia Saginata sin embargo estas no son tan comunes dentro de los
consumidores de alimentos. (Ferrecio et al, 1984).
Las infecciones por microorganismos por el consumo de alimentos que son
regados con aguas residuales sin tratar puede variar dependiendo de las
condiciones higiénicas de los consumidores sin embargo hay microorganismos
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muy resistentes como los huevos de Helmintos que a pesar de que se tenga
buenas condiciones higiénicas sobreviven a varios medios y los alimentos son
un medio de transmisión.
6.1.2. Efectos del uso de agua residual tratada para uso agrícola Efectos sobre agricultores y poblaciones cercanas Los riesgos de infecciones que existen para agricultores y poblaciones
cercanas que usan agua residual tratada para uso agrícola son menores que
para aquellos que utilizan el agua sin tratar. A pesar de que los riesgos son
más bajos existe la posibilidad de posibles enfermedades por el uso de esta
agua en el riego.
La susceptibilidad a las enfermedades depende del tipo de persona y su
afinidad molecular, al igual que de la clase de tratamiento que tenga el agua y
el tipo de riego que se utilice para los cultivos.
Existe evidencias sobre la aparición de salmonellosis, shigellosis y tifoidea en
campos y poblaciones a los cultivos en Israel, sin embargo no fue un caso de
epidemia. Estas apariciones se llevaron a cabo en cultivos donde el riego era
por aspersión, con pretramiento y tratamiento primario al agua y con tiempo de
almacenamiento de 5 – 7 días. (Fattal et al, 1994). Se encontró que la mayoría
de personas enfermas eran niños de 1 – 4 años de edad los cuales su sistema
inmunológico es mucho menos desarrollado que las personas adultas.
En Egipto se encontró infecciones por Ascaris y por huevos de Helmintos en
poblaciones donde se hacían riego de hortalizas también por el método de
aspersión. El tratamiento que se le hacia a las aguas del río era primario sin
embargo el tiempo de retención de las aguas era muy largo o que podía
conllevar a la aparición de estos microorganismos. (Fattal et al, 1994).
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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Los casos de infecciones que se han presentado para trabajadores y
poblaciones que riegan sus cultivos con aguas residuales tratadas son mucho
menores a los que se han presentado por cultivos regados con aguas
residuales sin tratar, sin embargo sino se realiza el tratamiento adecuado al
agua puede generar riesgos de infecciones a distintas poblaciones
especialmente a niños.
Efectos sobre consumidores de alimentos Las infecciones por el consumo de alimentos que han sido regadas con agua
residual tratada son muy pocos por no decir casi nula, sin embargo se han
presentado evidencias como por ejemplo en 1949 en Alemania una población
se infectó de Ascaris al consumir vegetales que habían sido regados con agua
residual que venia de una planta con tratamiento de sedimentación y oxidación
biológica. (Shuval et al, 1986).
Generalmente las infecciones que se da en este tipo de alimentos es por
microorganismos muy resistentes como son los huevos de Helmintos o el
Cryptosporidium, estos han revelado casos en México y en la India (Shuval et
al, 1986).
6.2. Normatividad sobre calidad de aguas para riego
6.2.1. Nivel internacional Muchos países han elaborado normas y resoluciones para la calidad de agua
para riego y para los alimentos, estos han sido basados en estudios internos o
simplemente implementación de normas de otros países en los cuales esta
mas desarrollada la tecnología de riego.
Debido a los problemas de salud pública que se han generado en algunas
naciones donde se realiza esta practica sin ningún control, muchos organismos
internacionales como la FAO (Organización de las Naciones Unidas para la
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agricultura y la alimentación), OMS (Organización Mundial para la Salud) y el
Banco Mundial han tratado de fijar lineamientos básicos que permitan
desarrollar cultivos con aguas negras sin ningún riesgo para el ser humano.
A pesar de que a través de la historia se han realizado estudios para establecer
parámetros para desarrollar agricultura con aguas servidas, este ha sido difícil
de implementar en muchos países del mundo debido a la escasez de recursos
económicos y las características culturales de algunas regiones donde se
realiza esta práctica.
La primera nación que impuso regulaciones para la agricultura con aguas
servidas fue Estados Unidos, se llevo a cabo por el departamento de salud de
California en 1918, mas adelante fue revisado y modificado estrictamente en
1948. Estos solo eran parámetros microbiológicos y fueron motivados debido a
que ocurrieron enfermedades de tipo intestinal en la región, y muchas personas
no se sentían seguras al consumir dichos alimentos. Estos estándares de
calidad se basaron en los que se tenían para consumo de agua potable, los
cuales eran muy estrictos.
Estas regulaciones fueron copiadas rápidamente por muchos estados en USA
y después de la II Guerra mundial por las nuevas naciones desarrolladas en el
mundo. Estos estándares establecidos en dichos países ayudaron a la
elaboración de plantas para tratamiento de agua residual e inversión en nuevas
tecnologías para la agricultura. Con estos nuevos estándares y los nuevos
mecanismos implementados en la agricultura los países desarrollados
eliminaron casi por completo los problemas de salud publica que se
presentaban en algunas de sus regiones por el uso de las aguas servidas, sin
embargo había evidencia que en las naciones en vía de desarrollo los
problemas de salud publica eran alarmantes y en las zonas áridas y semiáridas
donde se aplicaba esta técnica para cultivar las enfermedades de tipo intestinal
habían crecido.(Shuball, s.f).
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El Banco Mundial y la Organización Mundial de la Salud motivados por las
evidencias epidemiológicas que existían en los países en vía de desarrollo,
reúnen un grupo de expertos en la salud e ingenieros de USA, Inglaterra, Suiza
e Israel para reevaluar las bases de los parámetros que existen y tratar de
modificarlos de tal forma que no exista ningún riesgo para la salud humana.
Después de arduos estudios científicos y haber analizado los principales
problemas de salud publica ocurridos, en 1985 mediante el reporte Engleberg
se resumió los nuevos estándares encontrados. Estos fueron básicamente
enfocados a la remoción numérica de huevos de helmintos del agua residual
usada para la agricultura, al igual que la remoción de protozoos y algunos
microorganismos como la Ascaris y Trichuris, que eran organismos que
evidenciaban el problema epidemiológico en algunos países en vía de
desarrollo. (Shuball,s.f)
En esta reunión de expertos se llego a la conclusión de que el tratamiento
primario de las aguas residuales es suficiente para el riego de cultivos que no
son de consumo humano directo, pero si los productos son de consumo de
consumo humano directo el tratamiento secundario, la filtración y la
desinfección se consideran necesarios en algunos casos. En la siguiente tabla
se muestra los tratamientos sugeridos por la Organización Mundial de la Salud
y el Banco Mundial para el uso de las aguas residuales en la agricultura.
Tabla 4: Tratamiento sugerido por la OMS para el Uso de aguas residuales en la Agricultura
Cultivos consumidos
indirectamente
Cultivos consumidos cocinados
Cultivos consumidos
crudos Criterio de salud 1+4 2+4
3+4
3+4
Tratamiento Primario XXX XXX XXX
Tratamiento
secundario
XXX XXX XXX
Filtración por arena o
método equivalente
X X XXX
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Cultivos consumidos
indirectamente
Cultivos consumidos cocinados
Cultivos consumidos
crudos Desinfección X X XXX
Fuente: WHO 1980
1. Criterio de salud 6 Libre de sólidos grandes, eliminación significativa de huevos de helmintos. 7 Como en 1, pero con eliminación significativa de bacterias. 8 No permite más de 100 organismos coliformes por 100ml en el 80% de las
muestras. 9 No permite elementos químicos que deje residuos indeseables en cultivos. 10 No se permite sustancias químicas que puedan afectar las mucosas o la piel.
Nota: Los tratamientos marcados con XXX son esenciales, además pueden necesitarse a veces los tratamientos marcados con X.
Como se puede ver en la tabla anterior se sugirieron tratamientos para el uso
de aguas servidas en esta practica, estos tratamientos están relacionados la
forma como se consumen los alimentos, según la OMS si se realiza el
tratamiento adecuado para cada situación no tienen porque existir problemas
de salud publica por el uso de aguas residuales en la agricultura, sin embargo
en muchas regiones del mundo donde se lleva a cabo esta practica no existen
los recursos suficientes para realizar este tipo de tratamientos, lo que conlleva
a pensar que se necesita crear unas pautas un poco mas especificas que
también se relacionen con la parte económica y que puedan ser
implementadas con mas facilidad. Sin embargo estos estudios y estas
sugerencias motivaron a muchos países a crear nuevas normas y pautas para
el uso de aguas negras en la agricultura, estas se basaron en sus
características bacteriológicas debido a que era lo que hasta el momento
evidenciaba los principales problemas de salud a nivel mundial, a continuación
se presenta de una forma resumida normas implementadas por algunas
regiones respecto a esta practica
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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Tabla 5: Normas implementadas por algunas regiones para controlar el uso de aguas residuales en la agricultura
California (EE.UU.) Israel África del Sur Alemania RF Huertos y viñas Efluente primario1. No
regar por Aspersión, no usar las frutas caídas
Efluente secundario2 Efluente terciario3
fuertemente clorado. No regar por aspersión
No regar por aspersión
Cultivos de fibras y semillas
Efluente primario. Regar por aspersión o por surcos
Efluente secundario. Prohibido el riego de cultivos de semillas de hortalizas comestibles
Efluente terciario Tratamiento previo con mallas y tanque de sedimentación. El riego por aspersión: Tratamiento biológico y cloración.
Cultivos para el consumo humano que serán procesados
Para el riego por superficie: Usar efluente primario. Por aspersión: Desinfectar el tratamiento secundario(no mas de 23 organismos coliformes/100ml)
Regar las Hortalizas solo con aguas residuales bien desinfectadas (1000 NMP organismos coliformes por 100ml en 80% de las muestras)
Efluente terciario No regar durante las 4 semanas antes de la cosecha
Cultivos que se consumen crudos
Riego por superficie: menos de 2,2 organismos coliformes/100ml. Por aspersión: desinfectar y filtrar aguas con 10 unidades de turbidez, previo tratamiento por coagulación
Regar con aguas residuales únicamente las frutas que se pelan
No regar las papas y los cereales después de la floración
Fuente: WHO 1980
1. El tratamiento primario se refiere a la sedimentación y eliminación de una parte de los organismos y sólidos inorgánicos en suspensión. 2. El tratamiento secundario utiliza bacterias para romper los compuestos inorgánicos del lodo, o desperdicios orgánicos sedimentados,
después de lo cual el agua es filtrada y clorada. 3. El tratamiento terciario o avanzado incluye varios procesos, que dependen del uso del producto final; generalmente incluye la
clarificación, el tratamiento por carbón activado, la desnitrificación e intercambio de iones.
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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La tabla anterior nos muestra de forma sintetizada un poco las normas optadas
por algunas regiones para el uso del agua residual en la agricultura.
Analizando la tabla encontramos que hay algunos países en los cuales las
normas son un poco mas estrictas, casi todos coinciden con que el riego por
aspersión es mas riesgoso requiriendo un tratamiento mas avanzado mínimo
desinfección y tratamiento biológico, además si se va a regar por este sistema
es necesario un fluido que no sea de calidad tan inferior sino por lo menos que
haya sido sometido a un tratamiento primario. Existe coincidencia en que los
huertos y las viñas no se deben regar por aspersión y en Israel no se permite el
cultivo de hortalizas comestibles por aspersión, esto se debe a que hay
contacto directo del agua con el vegetal. Es claro que cuando se trata de
riego a semillas en especial de hortalizas se requiere a parte del tratamiento
primario y secundario un proceso de desinfección y en algunos casos por
filtración, esto es debido a que las hortalizas son vegetales que presentan un
alto contenido de agua y el consumo principal son sus raíces lo que puede
generar riesgos. Para hortalizas es mejor el riego por goteo (OMS, 2002).
Las normas anteriores nos muestran de forma muy general los lineamientos
que se deben seguir para el riego con agua residual, claro que eso es en los
años 80s después de las sugerencias que realizaron los organismos
anteriormente mencionados.
Estados Unidos es uno de los países que ha presentado un mayor desarrollo
en cuanto a la aplicación de lineamientos para el uso de aguas residuales en la
agricultura y cada estado tiene estándares aparte, se destaca los creados en
California, Arizona, Nevada y Texas. Algunos estándares en Estados Unidos
reflejan los procesos de tratamiento mientras que otros los parámetros de
calidad de agua, a continuación se muestra los estándares de reuso de agua
residual creados en Arizona en 1983, estos son netamente de calidad de agua
aunque también sugieren el tratamiento que se requieren.
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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Tabla 6: Estándares para riego con aguas residuales con aguas residuales tratadas en Arizona 1983
Categoría de cultivo y uso de tierra
Características A B C D E F G H
pH
Coliformes fecales (UFC/100ml)
Muestra Geométrica (5 muestras mínimo)
Muestra sola no exceder
Turbidez(NTU)
Virus entericos (UFP/40L)
Entamoeba hystolytica
Ascaris lumbricoides(Huevos)
Tapeworn grande común
4.5-9 1000 4000
4.5-9 1000 4000
4.5-9 1000 4000 ND
6.5-9 1000 4000 ND
4.5-9 1000 2500
4.5-9 200 1000
4.5-9 25 75 5 125 ND
4.5-9 2.2 25 1 1 ND ND
Fuente: Journal of Irrigation and Drainage Engineering 1987
UFC: Unidades Formadoras de Colonias. NTU: Unidades de Turbidez Nephelometricas UFP: Unidades Formadoras de Plaque ND: No detectable, usando: muestras, métodos correctos y personal calificado. Categorías de cultivo y uso de tierra A: Huertos B: Fibra, semilla y cultivos de forraje C: Pasturas D: Riego para ganado E: Cultivos alimenticios procesados F: Áreas de paisaje, con acceso restringido G: Áreas de paisaje, con acceso abierto H : Cultivos a ser consumidos crudos
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Si observamos esta tabla encontramos que los niveles de organismos
indicadores como son los coliformes fecales son bajos, si las muestras que se
toman en un agua residual sobrepasan el valor de 103 UFC/100mL podemos
decir que el agua utilizada para la agricultura presenta microorganismos lo cual
indica la presencia de materia orgánica la cual deteriora la calidad del agua, sin
embargo es necesario realizar otras pruebas para ver que patógenos se
encuentran presentes. A pesar de que la norma es muy estricta para
coliformes encontramos que en casi todas las categorías de cultivo y uso de
tierra no existe ninguna cuantificación para los otros microorganismos, solo
para consumo de alimentos de cultivo crudo se exige que no se detecten.
Claro que se debe entender que esta es la normatividad que existía en 1987 en
Arizona y no se tenía hasta entonces muy claro el conocimiento de la
resistencia de algunos microorganismos a las altas temperaturas y la
permanencia de algunos huevos de microorganismos que mas adelante podían
desarrollarse.
Para la irrigación con agua residual en los cultivos de Arizona se sugería
tratamiento biológico y desinfección para todas las categorías de cultivo y uso
de la tierra menos para los cultivos de consumo crudo que se requiere
tratamiento por coagulación o tratamiento acuífero-suelo que se puede
denominar como un tratamiento terciario. (WHO, 1980)
En 1989 la OMS trato de resumir y cuantificar unas directrices básicas para que
los países aplicaran los cultivos con aguas residuales tratadas sin tener efectos
adversos en la salud. Estas nuevas directrices trataron de relacionar toda la
evidencia microbiológica y epidemiológica conocida hasta el momento. En la
siguiente tabla se muestran las directrices:
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Tabla 7: Directrices creadas por la OMS para agua residual tratada en la agriculturaa
Categoría Condiciones de Reuso Grupo de personas con
Exposición
Nematodos intestinalesb
(huevos/Lc)
Coliformes Fecales NMP (por 100mlc)
Tratamiento de agua residual esperado para obtener la directriz
microbiológica
A Riego de campos que probablemente sus productos son consumidos sin cocinar,
Trabajadores, consumidores, publico.
1≤ 1000≤ d Una serie de lagunas de estabilización o tratamientos equivalentes creadas para obtener indicadores de calidad microbiológica
B Riego de cereal, campos industriales, campos de forraje, Árboles y pastoe
Trabajadores 1≤ No recomendar Estándar
Retención en las lagunas de estabilización por 8-10 días equivalente a remoción de Helmintos y coliformes fecales
C Riego de tierras localizadosf en la categoría B que tengan exposición a sus trabajadores
Ninguno No aplicable No aplicable Pretratamiento y otro tratamiento requerido no menor a sedimentación primaria.
Fuente: Water and enviromental health at London and loughborough WELL 2000
a En casos específicos, epidemias locales, factores socioculturales y medioambientales deberían ser tomados en cuenta y los lineamientos modificados de acuerdo al caso. b Especies Ascaris, Trichuris y Hookworms c Durante el periodo de riego d Unos Lineamientos mas estrictos (≤ 200 Coliformes Fecales por 100ml) son mas apropiados para leyes publicas cuando se tiene contacto directo
con los alimentos. e En el caso de árboles frutales, el riego debe suspenderse dos semanas antes de que la fruta sea recogida, la fruta no debe ser recogida del suelo y
se debe usar riego por Aspersión. f También llamado riego por goteo
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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Como se había mencionado anteriormente estas nuevas directrices creadas
por la OMS eran para evitar el riesgo microbiológico. Por ejemplo se habla que
la cantidad de coliformes fecales no puede sobrepasar los 1000 NMP por
100ml, esto es para reducir los riesgos por bacterias que puedan ser patógenas
para el ser humano, claro esta que este indicador es para agua que va a ser
usada para riego de alimentos que son consumidos directamente sin cocinar.
Según los estudios de la OMS a pesar de que existan coliformes fecales en el
agua, si no sobrepasan el limite impuesto no genera ningún problema para el
ser humano debido a que las plantas tienen defensas que no permiten el
ingreso de estas o porque en la manipulación y distribución de los productos
las bacterias pueden morir.(WELL,2000).
Comparando los lineamientos hechos hasta el momento por diferentes
organizaciones y países, la directriz planteada por la WHO en 1989 previene el
riesgo de infecciones por huevos de Helmintos. Estos estándares contienen
indicadores microbiológicos más específicos y busca evitar el riesgo de
granjeros, agricultores y las personas que consumen los productos (WELL,
2000).
Existen indicios epidemiológicos de que el límite establecido para los huevos
de Nematodo ( 1≤ huevo/litro) es inadecuado puesto que estos
microorganismos son muy resistentes y si están en las condiciones ideales
pueden sobrevivir mucho tiempo. Se podría pensar en reducir la norma a
1.0≤ huevo/litro). (Stott, 2004).
En cuanto al riego estadísticas demuestran que hay que poner límites para la
exposición de bacterias coliformes a las personas, especialmente a agricultores
y familias para evitar posibles riesgos de infecciones gastrointestinales. Estos
límites deben estar relacionados con la cantidad de personas que puedan ser
expuestas y el método de riego empleado. (Stott, 2004).
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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Muchos científicos de diferentes organizaciones como la FAO y UNEP han
trabajado por mejorar los lineamientos sugeridos por la OMS y se han realizado
diversos estudios sobre como se podrían mejorar sin necesitar grandes
cambios económicos y que eviten totalmente los riesgos a la salud. A
continuación se muestra de forma resumida algunas modificaciones que se
sugieren para los lineamientos de la OMS especialmente par evitar los riesgos
asociados a la salud de los agricultores:
Tabla 8: Modificaciones de parámetros microbiológicos de calidad de agua residual para uso
Agrícola. Tipo de
riego Grupo de exposición Coliformes Fecales
NMP(por 100mL) Nematodos intestinales (Huevos de Helminto/ L)
Aspersión • Agricultores adultos.
• Niños
510≤ 310≤
1.0≤ para cualquier tipo
de persona
Surcos e
inundación • Agricultores adultos.
• Niños
310≤ 310≤
1.0≤ Para cualquier tipo
de persona
Fuente: WHO 2004
Estas modificaciones serian ideales aplicarlas a los lineamientos puesto que
protege de forma específica al grupo de trabajadores que tienen contacto
directo. Además estos lineamientos permiten integrar lo anteriormente
sugerido por la OMS con el grupo de exposición, para elaborar unos
lineamientos más completos es necesario incluir todos las posibles personas
que pueden tener contacto con el producto desde los agricultores que
manipulan el producto hasta los consumidores.
Los lineamientos sugeridos por la OMS tuvieron mucha aceptación
especialmente en los países en vía de desarrollo sin embargo también fueron
criticados y se buscaron modificaciones (como se vio en la tabla anterior). En
contraste con los anteriores lineamientos de la OMS, en 1992 la Agencia de
Protección Ambiental de US (US-EPA), junto con la agencia internacional de
desarrollo de dicho país decidieron proponer unos lineamientos que fueron una
versión mas estricta de los estándares de California, en los cuales se proponía
el concepto de “cero riesgo”. Los nuevos lineamientos eran:
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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Tabla 9: Lineamientos para el uso de aguas residuales en la Agricultura adoptados por la US-EPA, 1992
Tipos de Reuso Tratamiento Calidad de agua recuperada Monitoreo de calidad de agua recuperada
Reuso en Agricultura
Cultivos sin tratamiento.
Riego por aspersión de cultivos de alimentos que se consumen crudos
- Secundario
- Filtración
- Desinfección
DBO<10mg/L.
No detectar Coliformes Fecales NMP en 100ml.
1mg/L Cl2 residual (min.)
DBO - semanalmente.
Coliformes diariamente.
Cl2 residual continuamente
Reuso en agricultura
Cultivos sin tratamiento.
Riego por superficie de huertos y viñedos
- Secundario
- Desinfección
DBO<30mg/L
SS <30mg/L.
<200 Coliformes fecales NMP en 100ml.
1mgl Cl2 residual (min.)
DBO - semanalmente.
Coliformes diariamente.
Cl2 residual continuamente
Reuso en agricultura
- Secundario
- Desinfección
DBO<30mg/L
SS <30mg/L.
200 Coliformes fecales NMP en 100ml.
1mgl Cl2 residual (min.)
DBO - semanalmente.
Coliformes diariamente.
Cl2 residual continuamente
Reuso Urbano
- Secundario
- Filtración
- Desinfección
DBO<10mg/L.
No detectar Coliformes Fecales NMP en 100ml.
1mg/L Cl2 residual (min.)
DBO -semanalmente.
Coliformes diariamente.
Cl2 residual continuamente
Fuente: Water and enviromental health at London and loughborough WELL 2000
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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Como se observa en la tabla anterior estos estándares recomiendan
tratamientos estrictos para el agua que incluyen tratamiento biológico, filtración
por arena, desinfección y además sugirieron medidas de control y monitoreos
para evitar posibles fallas en los procesos como por ejemplo tener unidades de
reserva en cada planta y sistemas automáticos de by-pass. (Shubal, sf).
Los nuevos estándares no son basados en ninguna nueva evidencia
epidemiológica, sino que son basados en el concepto de los estándares de
California de “cero exposición = cero riesgo” y fueron motivados por grupos
“verdes” en los Estados Unidos que ejercían presión en las decisiones políticas
del país. (Shubal, sf)
Estos lineamientos fueron criticados, y para muchas personas resultaron
ilógicos, debido a que es imposible encontrar fuentes de agua a nivel mundial
que no detecten coliformes fecales, recientes estudios han demostrado que la
mayoría de los ríos de Europa están en rangos entre 1.000 - 10.000 coliformes
fecales/100ml. Condiciones similares se encuentran en los ríos de América,
Asia y África. Para lograr estándares tan bajos se requiere un tratamiento casi
de potabilización y para muchos científicos esto es innecesario debido a que se
ha demostrado que para la agricultura se pueden aceptar aguas de mas baja
calidad. Otra oposición que tuvo estas regulaciones es que a pesar de que se
puede lograr un agua para riego con esa calidad, muchos países en vía de
desarrollo no tienen los medios tecnológicos y económicos para desinfectar el
agua con ese nivel para riego, por ejemplo la EPA sugiere desinfección con
rayos UV y ozono para tener un agua pura para agricultura y estas tecnologías
tienen un alto costo para países como Colombia. (Shubal, sf).
Estas directrices sugeridas por la EPA son la base para las normatividades
independientes de los Estados unidos. En algunos estados son mas estrictos
que otros, sin embargo el limite menor de cualquier lineamiento no pueden salir
del los sugeridos por dicha institución. En la siguiente tabla se muestran
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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rangos de los estándares microbiológicos de calidad del agua para uso agrícola
de 13 estados Norteamericanos seleccionados aleatoriamente:
Tabla 10: Estándares microbiológicos de calidad en varios estados norteamericanos.
Coliformes Totales
NMP por 100ml
Coliformes Fecales
NMP por 100ml
Virus enterico por
40L
Ruta de
Exposición
Rango de Valores Rango de valores Rango de valores
Riego por
aspersión
2,0 - 100 2,2 - 200 1
Riego por
superficie
100 1,0-1.000 -
Parques y sitios
de Recreación
2,2 - 100 10 - 100 125
Espacios abiertos 2,2 - 1.000 0 - 100 - Fuente: Cooper et, 1998
En esta tabla podemos ver que los estándares de calidad microbiológicos de
calidad de agua en los estados seleccionados presentan normas muy estrictas
que son de fácil aplicación en ese país. La calidad de agua para riego que
presenta estas características no tiene efecto negativo a la salud humana, sin
embargo faltan estándares para los virus, el único que tiene estándares es
Arizona y son los que se muestran en esta tabla. (WELL 2000)
Desde el punto de vista ambiental y de salud pública estas normativas serian
ideales, pero son inaplicables en países como Colombia que no dispone de
recursos suficientes para implementarlas.
La mayoría de países en el mundo han implementado sus normatividades
basados en los requerimientos de la WHO. En México se modificaron sus
criterios de estándares microbiológicos para calidad de agua para riego debido
a las evidencias epidemiológicas locales, mundiales y las sugerencias de la
WHO. (Peasy et al, 1999). Estos estándares fueron diseñados de acuerdo a la
capacidad económica del país y con las tecnologías que se contaban hasta el
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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momento. Los estándares se enfocaron para prevenir riesgos en la salud
tanto de agricultores como consumidores. En la actualidad la norma que regula
esta práctica en México es la NOM-001-ECOL/1997 (Jiménez, 2001), y la parte
microbiológica se muestra a continuación:
Tabla 11: Estándares Mexicanos para el uso de aguas Residuales en la agricultura NOM-
001-ECOL/1997. Riego Coliformes
Fecales/100ml (NMP)
Huevos de
Helminto/Litro
Restringido 1000m-2000m 5≤
Sin restricción 1000m-2000m 1≤
(m = Medido diariamente, NMP = numero mas Probable)
Fuente: Jiménez 2000
Estos estándares fueron impuestos debido a las evidencias epidemiológicas
que se presentaron en dicho país y al igual que en Estados Unidos no existe
regulación para virus.
A diferencia de otras normas, las mexicanas contemplan la misma regulación
para regar todo tipo de cultivo (sin restricción), o cuando se excluyen las
verduras y hortalizas (restringido), sin embargo lo único que cambia es en la
concentración de huevos de Helmintos pues se considera que estos son los
que mas sobreviven cuando se riega con agua residual. (Ruiz, sf)
La norma mexicana para huevos de nematodos no es la adecuada debido a
que pone en riesgo a los agricultores y a sus familias especialmente a la
población infantil, estudios actuales demuestran que para evitar cualquier
riesgo al ser humano se requiere una norma de por lo menos < 1 huevo/litro sin
importar si el riego es restringido o no. Es claro que la normatividad debe
hacerse más estricta para el riego restringido para evitar morbilidad y
mortalidad en la población. (Ruiz, sf).
En México en cuanto a la calida del agua se consideran que existen 5 tipos:
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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1. Agua residual cruda
2. Efluente primario (Decantado)
3. Efluente primario Avanzado
4. Efluente secundario (Tipo biológico)
5. Efluente secundario con desinfección
La normatividad mexicana considera que es conveniente tratar solo en nivel
primario o primario avanzado si se trata cosechas de consumo directo. El
tratamiento a nivel secundario también se podría emplear para este tipo de
cultivos pero pierde en mayor medida su capacidad fertilizante. (Jiménez, 2004)
Si uno compara la normatividad de calidad del agua mexicana con la impuesta
por la WHO y por la EPA encontramos que esta es muy flexible en cuanto a la
calidad del efluente, esta sugiere tratamientos pero muy básicos y se enfocan
mas por la capacidad que tenga el agua como fertilizante y como abono que
sobre la cantidad de patógenos que pueda contener el agua. Según la EPA y
la WHO para algunos cultivos es necesario el tratamiento biológico para sus
efluentes, especialmente cuando son de consumo crudo. (Jiménez, 2004).
En México existe el distrito de riego mas grande del mundo que utiliza aguas
residuales sin tratar (Valle del Mezquital aproximadamente 85000 ha), sin
embargo en este se han presentado muchos problemas (como se menciono al
principio de este trabajo), estos problemas hicieron crear las normas NOM-
001-ECOL/1997 que se describieron anteriormente sin embargo como las
aguas residuales fueron concesionadas a muchos agricultores antes de que la
ley Federal de derechos del agua los especificara y los regulara los agricultores
prefirieren seguir con el uso de aguas negras debido a su capacidad de
fertilizantes lo que hace esta practica extensiva en dicho país y sin ningún
control sanitario. (Jiménez, 2004)
A pesar de que la norma mexicana no ha sido acatada por muchos agricultores
esta también relaciona la norma con el tipo de cultivos, a continuación se
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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describe el tipo de cultivo que sugiere la norma Mexicana y la calidad de agua
que se debe usar:
Tabla 12: Estándares Mexicanos para el uso de aguas Residuales en la agricultura NOM-
001-ECOL/1997 de acuerdo al tipo de cultivo Tipo de Cultivo Usos Calidad de agua y tratamiento
Legumbres y Frutas
Productos que se consumen sin cocinar
Existe relación directa entre la ocurrencia de epidemia y el riego con agua cruda por lo que es recomendable usar efluentes primario o primario avanzado
Forrajes
Para alimento del ganado
Se pueden usar aguas de nivel bajo siempre y cuando se detenga el riego un tiempo antes de la cosecha. Para evitar la transmisión de parásitos se recomienda que el agua sea desinfectada.
Otros cultivos Cultivos industriales Bosques
Por el hecho de ser empleados después de la transformación, pueden ser regadas con agua residual domestica sin mayores riesgos.
Fuente: Contaminación Ambiental en México, 2004
Como se puede observar la norma Mexicana también tiene recomendaciones
de acuerdo al tipo de cultivo y la calidad de agua que se debe usar. Estas
normas viéndolas desde la parte microbiológica están completas pero en
concepto de este autor y si se comparan con los lineamientos observados
anteriormente son muy flexibles en cuanto al tipo de tratamiento. Para prevenir
riesgos es necesario un tipo de tratamiento secundario (biológico) para evitar la
aparición de patógenos no importa si pierde capacidad de fertilizante el agua.
6.2.2. Colombia Los parámetros para la calidad de agua para riego en Colombia están
estipulados por el Decreto 1594 de 1984 expedido por el presidente de la
republica a través del ministerio de agricultura de acuerdo a las facultades y
atribuciones que le otorga la constitución nacional.
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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Este Decreto rige todos los usos del agua en Colombia incluyendo la de uso
Agrícola, fijando los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos para
garantizar un nivel mínimo de seguridad en pro de la salud de los
consumidores. Respecto a los parámetros microbiológicos de calidad de agua,
que es lo relevante para esta investigación, la norma exige:
Tabla 13: Estándares microbiológicos de calidad de agua para uso agrícola en Colombia
Tipo de cultivo Coliformes Totales
NMP/100ml
Coliformes Fecales
NMP/100ml
Riego de frutas que se
consuman sin quitar la
cáscara y para hortalizas
de tallo corto
No debe exceder los
5.000
No debe exceder los
1.000
Fuente: Decreto 1594 de 1984 Colombia (Articulo 40)
Al analizar el Decreto 1594 y compararlo con los lineamientos sugeridos por los
distintos organismos internacionales y con la normatividad de algunos países
se puede ver que este presenta falencias.
Primero que todo la normatividad del agua para uso Agrícola en Colombia no
sugiere ni especifica ningún tipo de tratamiento para este insumo. Por lo
general dependiendo del tipo de cultivo y de riego se deben sugerir los
tratamientos correspondientes al agua para evitar efectos negativos en la
salud.
En la normativa de Colombia ni siquiera se sugiere tratamientos básicos como
el primario o métodos de filtración y desinfección, estudios previos han
demostrado que estos son básicos para evitar riesgos en la salud
especialmente cuando se cultivan hortalizas o alimentos que son consumidos
sin cocinar.
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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El decreto colombiano para uso de Agua agrícola tampoco especifica ningún
sistema de riego y se ha demostrado que para algunos productos es deficiente
regar con aspersión porque presenta mayor riesgo para la salud que por
ejemplo un riego por goteo.
Otra falencia que se puede observar en la normativa colombiana es que solo
existen regulaciones para los cultivos de hortalizas y frutas que se consumen
con cáscara, sin embargo otros tipos de cultivos también pueden presentar
riesgos para la salud humana si se riegan con aguas de baja calidad por
ejemplo cereales, papa, fríjol, lenteja y maíz. Además las frutas que son
peladas también presentan riesgo principalmente cuando son consumidas sin
lavar, se ha demostrado científicamente que los huevos de helmintos
sobreviven a las defensas que presentan los vegetales y presenta mucho
riesgo para los agricultores que consumen alimentos de sus huertos regados
con agua de baja calidad.
Otro problema que presenta nuestro país respecto a esto es que son muy
pocos los agricultores que conocen esta normativa, la captación de agua se
hace de fuentes muy contaminadas especialmente de ríos que reciben grandes
cantidades de descargas urbanas las cuales elevan las concentraciones de
microorganismos en la zona generando un posible riesgo a la salud humana.
La normatividad existe sin embargo debería ser difundida a las personas que
viven de esto.
Respecto a las normas de calidad para el consumo de alimentos en nuestro
país se procedió a investigar la normatividad microbiológica existente para el
consumo de hortalizas, sin embargo esta es casi inexistente.
El organismo encargado de establecer estas normas en nuestro país es el
INVIMA (Instituto Nacional de Vigilancia de Medicamentos y Alimentos), sin
embargo este no presenta una norma con parámetros cuantitativos sobre
coliformes totales y E.coli para hortalizas como son la cebolla cabezona y la
arveja.
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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Al no existir normatividad clara respecto a estos parámetros se procedió
averiguar la normatividad interna del instituto Nacional de Salud para comparar
los resultados obtenidos con esta normatividad existente. La normatividad
encontrada para hortalizas cocinadas es la siguiente:
Tabla 14: Normatividad Microbiológica para hortalizas según el Instituto Nacional de Salud
Tipo de cultivo Coliformes totales (NMP/gl) E.coli (NMP/gl)
Cebolla cabezona <150 <3
Arveja <150 <3 Fuente: Instituto Nacional de Salud, 2005
Como se explico anteriormente a nivel nacional no se encontró una normativa
establecida sin embargo algunas empresas privadas como Carulla que
comercializan este tipo de productos poseen una normatividad interna de
calidad microbiológica para la venta de estos productos, garantizando que no
ocurran efectos negativos en la salud. Los valores de la normatividad son los
siguientes:
Tabla 15: Normatividad de Carulla para hortalizas de consumo fresco
Tipo de cultivo Coliformes totales (NMP/g) E.coli (NMP/g)
Hortalizas consumo fresco <1000 <3 Fuente: Carulla 2005
Tabla 16: Normatividad de Carulla para hortalizas lavadas Tipo de cultivo Coliformes totales
(NMP/100ml)
E.coli
(NMP/100ml)
Hortalizas para consumo
después de lavadas
<100 <3
Fuente: Carulla 2005
Es claro que si las hortalizas han sido sometidas a un proceso ya sea de
lavado o cocinado es aceptable tener valores de coliformes totales mas bajo,
puesto que al ser sometidos a esos procesos se eliminan microorganismos en
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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los alimentos. Cuando los alimentos son de consumo crudo los valores de
coliformes totales son mas altos sin embargo tienen un límite que si es mayor
ya puede generar riesgos a la salud humana especialmente porque la
probabilidad de que haya microorganismos patógenos en esos valores de
coliformes es mucho mayor.
Al analizar las distintas normatividades observamos que respecto a los valores
de E.coli la norma es muy exigente especialmente en Carulla, esto es debido a
que los E.coli son indicadores de contaminación fecal y es foco de patógenos
para el ser humano.
6.3. Requerimientos básicos para evitar problemas de salud pública y
obtener un riego efectivo con agua residual Como se ha mencionado anteriormente el uso de aguas residuales en la
agricultura puede tener efectos negativos si no se realiza de manera adecuada.
Además si se quiere cumplir con los lineamientos y normatividades exigidas es
necesario que los cultivos con aguas negras (o con ríos con agua de baja
calidad) tengan un plan y desarrollo adecuado que integre lo económico, lo
técnico, lo social y lo ambiental. (FAO, 2004)
Como hemos visto en los capítulos anteriores los cultivos con aguas residuales
no es una práctica nueva que ha tenido éxito en muchos países, sin embargo
también ha presentado inconvenientes en otros especialmente de salud
pública. Es por esto que en este estudio en concepto de este autor parece
importante sugerir un plan para evitar posibles riesgos.
Primero que todo antes de iniciar cualquier tipo de riego con agua residual es
necesario examinar la calidad de agua para riego, es importante saber a que
tipo de tratamiento ha sido expuesto este recurso y si no tiene ningún tipo de
tratamiento mirar la calidad de agua de la fuente que por lo general son ríos.
Es muy importante enfocarse en los parámetros microbiológicos (como es el
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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caso de este estudio) pues los patógenos son los que generan efectos
negativos en la salud.
El siguiente paso a seguir es revisar y examinar los distintos lineamientos y
normativas sobre calidad de agua para riego existentes tanto en el país como a
nivel internacional y mirar si la calidad de agua la cumple o no.
Después de haber realizado estos pasos se procede ya a una parte de
selección del método y de la intensidad de riego.
Como el objetivo principal de esta tesis no es realizar de manera técnica un
plan para el riego con agua residual en la agricultura sino que es examinar la
calidad de agua para riego en un sitio de estudio y compararlo con los
parámetros que existen, se sugerirá de una forma muy general el plan para el
uso de agua residual.
La intensidad de riego es condicionada por el tipo de cosecha y debe
relacionarse con las variables metereologicas de la zona. Claro esta que debe
seleccionarse los cultivos que sean aptos para las características ambientales
de la zona. Como se observo en el capitulo 2 si se cultivan hortalizas la calidad
de agua debe tener mínimo tratamiento secundario o provenir de una fuente
que no tenga descargas urbanas.
El tipo de riego debe ser condicionado también por las condiciones ambientales
de la zona, especialmente por la precipitación, pero también deben ser
seleccionadas de acuerdo al tipo de cultivo. Como se examino en el capitulo 2
para las hortalizas (que son el tipo de cultivos que hay en la zona de nuestro
estudio) no es conveniente usar el riego por aspersión puesto que se utiliza
mucho agua y cuando es residual o de baja calidad esta puede generar
problemas en los alimentos. Además de las hortalizas por lo general se
consumen sus raíces lo que conlleva que estas puedan absorber el agua
residual. Si se piensa cultivar hortalizas es conveniente utilizar riego por goteo.
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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Después de seleccionar la intensidad y tipo de riego se procede a realizar un
sistema de drenaje, el sistema de drenaje es básico para retirar los excesos de
agua tanto superficiales como internos, si los cultivos son con aguas negras es
necesario tener un sistema de drenaje superficial que circule las aguas con
gran velocidad, se recomienda drenajes que evacuen el agua por gravedad, sin
embargo es necesario tener en cuenta que si el suelo tiene buena capacidad
de absorción el sistema de drenaje no debe ser muy sofisticado.
Todas estas pautas son necesarias para realizar una buena práctica con aguas
residuales. Hay que tener en cuenta que lo más importante para realizar
cultivos con aguas negras son los primeros pasos, es decir examinar la calidad
de agua y mirar los lineamientos.
Todos los pasos deben ser integrados y complementarse entre todos, sin
embargo la calidad del agua se relaciona de una manera más particular con
todos los pasos, en la calidad de agua esta si se evitan o no los posibles
riesgos a la salud, por ejemplo la FAO ha relacionado los tipos de cosechas en
relación con la calidad de agua y la división es la siguiente:
Tabla 17: Calidad de agua de acuerdo al tipo de cosechas según la FAO
Tipo de Cultivo Forma de Uso Calidad de Agua
Consumidos crudos Alta Cultivos alimenticios
Consumidos después de cocinar Alta
Cosechas de forraje y
alimentación
Consumidos por animales Media
Áreas sin protección con acceso
publico
Media
Jardines
Áreas semiprotegidas Media
Comerciales (frutales, maderas) Alta Plantas de reforestación
Protección del medio ambiente Fuente: FAO, 2002
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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Si asociamos estos parámetros en términos de los efectos en la salud, nos
damos cuenta que los efluentes con baja calidad y que puedan presentar
contaminación por patógenos no deben ser utilizados para regar alimentos que
van hacer comidos crudos (por ejemplo los usados en ensaladas) y tampoco se
pueden usar para algunos alimentos que van hacer consumidos cocinados
porque como se vio en el capitulo 2 pueden persistir algunos microorganismos
parásitos como son los huevos de Helmintos. Esta es una de las razones
principales por la que la calidad del agua debe ser el primer paso a evaluar,
después de examinar este ya se puede pensar en realizar los siguientes pasos.
La calidad de agua como se vio en el capitulo anterior es muy importante
porque a partir de esta se determina todos los pasos a seguir, por ejemplo si se
van a realizar cultivos con aguas residuales hay que tener en cuenta los
posibles riesgos que pueden tener los trabajadores y los consumidores directos
de los alimentos.
La calidad de agua es como la base a examinar antes de continuar con los
otros pasos mencionados anteriormente. Por ejemplo a partir de la calidad de
agua uno sugiere el método de riego adecuado, como se vio anteriormente no
es conveniente regar por aspersión ni por surcos si la calidad de agua es baja y
se van a cultivar hortalizas.
Si se sabe la calidad de agua especialmente los parámetros microbiológicos se
puede seleccionar el sistema correcto de drenaje, si la calidad del agua es baja
no es conveniente tener sistemas de drenaje con tiempos de residencia bajos
puesto que este puede traer problemas de vectores y olores.
Como se puede ver examinar la calidad del agua no solo representa evitar
riesgos a la salud sino que también significa mejorar la efectividad de los
cultivos con aguas residuales.
Como se menciono anteriormente la calidad de agua es lo mas importante si se
quiere regar con aguas residuales, sin embargo debe existir unas condiciones
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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que sean favorables para la reutilización de las aguas residuales y sistemas
para riego. . A continuación se resumen algunas de las condiciones que exige
el uso agrícola (Van Buren 1988):
1. Las aguas residuales deben captarse en cantidades suficientes en un
punto central y a partir de hay tener un sistema de alcantarillado. Los
efluentes deben reunir ciertas condiciones de calidad, como se han
mencionado en el capitulo 2. no es muy conveniente usar agua residual
industrial sino agua residual domestica.
El riego de cultivos no alimenticios no requiere de tratamientos muy
avanzados, por ejemplo lagunas con tiempo de retención bajas.
Mientras que el riego de cultivos que se comen crudos exigen una
depuración avanzada para evitar los posibles riesgos a la salud. Si se
utiliza un sistema de lagunas para limpiar el agua los tiempos de
retención deben ser altos.
2. Para utilizar agua residual en la agricultura es necesario grandes
extensiones de terreno y calidad del suelo apropiada, debido a que si se
utilizan terrenos con poca área y suelos que no tengan buena capacidad
de infiltración pueden existir estancamientos generando problemas de
olores y vectores.
3. La calidad del agua es necesaria para realizar cualquier tipo de cultivo,
sin embargo hay que tener muy claro que cuando se trabaja con agua
residual hay que tener un presupuesto económico para el tipo de
tratamiento del agua, es necesario que el agua no sea de muy baja
calidad porque los costos económicos van hacer mayores.
El manejo del agua residual para riego agrícola es una practica que puede traer
beneficios sin embargo si no se siguen los requerimientos mencionados
anteriormente en este capitulo puede traer problemas de salud publica.
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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6.4. Resultados caso de estudio
6.4.1. Resultados sobre agua
Para el análisis de agua se empleo agua del Río Cuja que recibe descargas
municipales del municipio de Pasca el cual tiene una cantidad aproximada de
12.000 habitantes.
Las muestras se tomaron cerca al punto donde captan el agua las parcelas
para riego, estas parcelas están aguas abajo del río.
Se contó con la toma de 5 muestras de agua. 2 para una parcela y 3 para la
otra. Los resultados fueron los siguientes
Tabla 18: Resultados de coliformes fecales en el agua para la parcela 1
Fecha Muestra Clima Resultados (NMP/100mL)
Junio 7 de 2005 1 Seco 4 x 106
Junio 9 de 2005 2 Lluvioso 2 x 106
Tabla 19: Resultados de coliformes fecales en el agua para la parcela 2
Fecha Muestra Clima Resultados (NMP/100mL)
Junio 7 de 2005 1 Seco 4 x 106
Junio 7 de 2005 2 Seco 4 x 106
Junio 9 de 2005 3 Lluvioso 240
Al analizar los resultados de la tabla 15 y 16 encontramos que los valores de
Coliformes fecales son altos, esto es debido a la cantidad de descargas
residuales domesticas que recibe diariamente río Cuja, además a pesar de
que no se cuenta con un registro del caudal de la quebrada observando el
tamaño y la velocidad de las aguas del río se puede afirmar que el cuerpo de
agua no cuenta con la suficiente capacidad para diluir las descargas residuales
que recibe al igual que no cuenta con una capacidad de autodepuracion alta.
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Al observar estos valores de Coliformes fecales nos damos cuenta que el río
esta contaminado por materia orgánica y que la calidad del agua no es la mejor
y que su uso debe realizarse de una manera adecuada.
Si observamos los valores de Coliformes fecales en el agua estos cambian de
acuerdo a la condición climática, es decir los valores disminuyeron en tiempo
de lluvia esto es debido a que cuando hay precipitaciones el caudal del cuerpo
de agua aumenta lo cual incrementa el factor de dilución disminuyendo el
numero de Coliformes fecales por ml mejorando la calidad del agua, sin
embargo el riego de los cultivos se realiza en épocas secas cuando la calidad
del agua es mas critica.
Tabla 20: Análisis comparativo de los resultados obtenidos y la normatividad (Coliformes
fecales NMP/100mL) Resultados Colombia (Decreto
1594/84) Estados
Unidos (EPA) México NOM-
001-ECOL/1997 Israel OMS
(1989) 4 x 106 2 x 106
240 1,000 No detectable 1,000 – 2,000 ≤1,000 ≤ 1000
Al analizar nuestros resultados y compararlos con las distintas normas a nivel
internacional como nacional encontramos que solo la muestra de 240
NMP/100ml cumple con la normatividad de los distintos países menos con la de
Estados Unidos, sin embargo esta norma es muy estricta, teniendo en cuenta
que la el riego para la agricultura acepta aguas de mas baja calidad. Esta
normatividad de la EPA en mi concepto es muy estricta si se compara con la
normatividad de los otros y la de la OMS, a pesar de que esta normatividad
esta especificada por este país cuando se refieren a cultivos crudos no se
conocen evidencias científicas que con valores menores de 1000 NMP
Coliformes fecales/100ml ocurran efectos negativos en la salud. Me parece
que esta normativa es buena para este país porque evita cualquier tipo de
riesgo a la salud humana sin embargo hay que tener en cuenta que para lograr
agua de esta calidad en cuerpos de agua que han recibido descargas
residuales domesticas requiere de tratamientos avanzados y los países en vía
de desarrollo no cuentan con recursos para realizarlos.
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A pesar de que el valor de 240 NMP/100ml cumple con las distintas
normatividades, como se menciono anteriormente esta muestra fue tomada en
una condición de precipitación y en las parcelas de estudio no riegan sus
cultivos en estas condiciones ya que las cosechas son en época de verano y
cuando hay cambios de precipitación inesperados utilizan el agua de la lluvia
como fuente de riego.
El resto de valores obtenidos de Coliformes fecales son altos y superan todas
las normas establecidas por los diferentes países y organizaciones, estos
valores nos indican que el agua puede contener patógenos y generar efectos
negativos a la salud humana.
Si comparamos estos valores con las normatividades encontramos que esta
agua no es apta para riego especialmente para cultivos de consumo crudo. El
uso de esta agua para el riego de los cultivos puede traer enfermedades
comunes como Salmonelosis o Gastroenteritis, además generan un riesgo para
los agricultores que están expuestos a un contacto directo con el agua y para
los consumidores que mas adelante consumen el agua especialmente niños.
6.4.2 Resultados sobre suelo
Para el análisis de suelo se tomaron 2 muestras, 1 para suelo de cebolla y otra
para suelo de arveja. Cada muestra se tomo en una parcela diferente los
resultados obtenidos fueron los siguientes:
Tabla 21: Resultados de coliformes fecales en suelo
Parcelas Fecha Muestra Clima Resultados (NMP/100mL)
1 Junio 7 de 2005 1 Seco 9 NMP/g 2 Junio 9 de 2005 2 Lluvioso <3 NMP/g
Al observar la tabla 18 vemos que a pesar de que la calidad de agua no es apta
para riego por coliformes; la muestra de suelo en la parcela 1 presento un
numero de 9NMP/g.
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Al analizar los valores de Coliformes fecales en el suelo encontramos que el
aporte de Coliformes fecales al suelo por medio del riego no es mucho, sin
embargo se debe tener en cuenta que la muestra de suelo no fue tomada
inmediatamente se realizo el riego lo que pude modificar los resultados
especialmente por la exposición de los rayos solares.
6.4.3 Resultados sobre alimentos Para el análisis de alimentos se tomaron 2 muestras de cebolla cabezona en la
parcela 1 (las cuales corresponden a las muestras No 2 y 3) y 1 de cebolla
cabezona, 1 arveja desgranada y 1 de vaina de arveja en la parcela 2 (las
cuales corresponden a las muestras No 4, 5 y 6). Estas muestras se tomaron
en tiempo de cosecha de las diferentes fincas, se recogieron de forma aséptica
para evitar la contaminación de la muestra por otros microorganismos y una
posible alteración de los resultados.
Tabla 22: Resultados de Coliformes totales y E.coli en alimentos
RESULTADOS Fecha Muestra
Muestra No. E.coli Coliformes totales
Junio 7 de 2005 Cebolla 2 < 3NMP/g > 1,100 NMP/g
Junio 7 de 2005 Cebolla 3 < 3NMP/g > 1,100 NMP/g
Junio 9 de 2005 Arveja desgranada 4 < 3NMP/g > 1,100 NMP/g
Junio 9 de 2005 Vaina de arveja 5 3NMP/g > 1,100 NMP/g
Junio 9 de 2005 Cebolla 6 < 3NMP/g > 1,100 NMP/g
En la tabla 20 se observa que los resultados de Coliformes totales en alimentos
es alta (>1100 NMP/g), sin embargo los microorganismos indicadores de
contaminación por materia fecal E.coli es baja, el valor mayor de este
microorganismo se encuentra en la vaina de la arveja pero esto no debería
presentar problemas para el consumidor ni para los agricultores puesto que
esta parte del alimento no se consume. Para el resto de muestras el valor de
E.coli es bajo.
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Los coliformes totales incluyen géneros Echerichia y Aerobacter y se considera
el primero como grupo mas representativo de contaminación fecal, sin embargo
al realizar los ensayos no existe un numero representativos de este lo que
indica que estos alimentos no están muy contaminados por materia fecal. Sin
embargo los valores de coliformes totales son muy altos lo que indica que
existe la presencia de muchos microorganismos en los alimentos.
Al observar los resultados encontramos que los valores coliformes totales son
muy altos en los alimentos esto puede ser por la mala calidad del agua, aunque
también hay que tener en cuenta que en los suelos también hay coliformes
totales que pueden influir en la calidad de los alimentos.
El numero tan alto de Coliformes totales y tan poco de E.coli se puede ser
porque en la manipulación de los alimentos las manos pudieron estar
infectadas no precisamente por heces fecales pero si por otros compuestos
que pudieron aumentar el número de estos microorganismos.
Al analizar los resultados sobre la prueba de alimentos y compararlos con las
distintas normatividades sobre calidad microbiológica de alimentos expuesta
anteriormente en el numeral 6.2.2 observamos que los dos tipos de hortalizas
sobrepasan los valores de coliformes totales lo que nos indica que la calidad
del alimento no es la mejor y que puede generar un riesgo potencial a la salud
de los consumidores.
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7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
• El uso de las aguas residuales en la agricultura y el aprovechamiento de
fuentes superficiales que han recibido descargas residuales domesticas
para riego son una buena opción siempre y cuando se realicen de forma
preventiva, planificada y controlada.
• El uso de aguas superficiales de baja calidad para riego de cultivos pueden
traer efectos negativos en la salud humana especialmente a grupos directos
de exposición como agricultores y a niños.
• Las hortalizas y los productos de consumo crudo son mas expuestos a la
contaminación por patógenos si se riegan con agua de baja calidad, para el
riego de estos cultivos es necesario realizar tipos de tratamientos que
mejoren la calidad del agua.
• El sistema de riego juega un papel fundamental en la contaminación de los
productos, si las aguas son de baja calidad es recomendable usar sistemas
que no utilicen mucho agua y que no tengan contacto muy directo con los
alimentos.
• Existen parámetros microbiológicos de calidad de agua para riego a nivel
internacional que relacionan el tipo de cultivo, el sistema de riego y la
cantidad de diferentes microorganismos que deben presentar; los países
desarrollados presentan lineamientos más estrictos.
• En Colombia la norma que rige la calidad de agua para riego es el articulo
40 del decreto 1594 de 1984, si se compara con estándares de otros
países y de los sugeridos por organizaciones como la OMS encontramos
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que la norma solo esta establecida para un tipo de cultivo y se ha
demostrado que el consumo de cultivos como hortalizas que no tienen tallo
corto o frutas que se le quita la cáscara y otro tipo de vegetales que incluso
a pesar de ser cocinados puede traer riesgos a la salud humana. Es
necesario revisar la normatividad Colombiana y especificar la calidad de
agua para los diferentes tipos de cultivos e imponer valores más altos de
calidad de agua para riego en los cultivos que pueden generar mayor riesgo
a la salud humana por su consumo.
• La normatividad colombiana de calidad de agua para riego no especifica el
tipo de riego y se ha comprobado que la presencia de los diferentes
organismos en un vegetal puede variar dependiendo del sistema de riego.
La normatividad colombiana debería especificar el tipo de riego para los
diferentes cultivos y tener en cuenta que cuando se riegan hortalizas es
necesario utilizar un sistema que no consuma mucha agua por ejemplo
goteo.
• Al comparar la normatividad de Colombia que rige la calidad de agua para
riego con la de otros países y organizaciones encontramos que en nuestro
país se debería crear una norma que especifique el tipo de tratamiento que
se le debe realizar al agua para riego, esto es necesario porque para regar
hortalizas se requiere como mínimo tratamiento primario y en algunos casos
dependiendo de la calidad de agua tratamiento secundario y desinfección.
En nuestra normativa no se especifica el tipo de tratamiento que debe tener
el agua para el riego lo que puede generar riesgo para la salud humana el
consumo de algunos vegetales que han sido regados con aguas de baja
calidad sin tratar.
• La normatividad colombiana de calidad de agua para riego no presenta
parámetros para organismos como por ejemplo los huevos de helminto que
son los mayores causantes de infecciones por parásitos a nivel mundial
especialmente a población infantil. Es necesario establecer una norma en
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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nuestro país para este tipo de organismo para evitar efectos negativos en la
salud humana por el consumo de alimentos que contengan este patógeno.
• Para regar cultivos con agua residual o con fuentes de agua superficial que
han recibido descargas residuales municipales es necesario evaluar la
calidad de agua, revisar las distintas normativas, seleccionar el tipo de
cultivo, el terreno, el sistema de riego y drenaje adecuado.
• El distrito de riego Albesa provee de agua a las distintas parcelas que lo
componen sin embargo solo permiten abastecer 2 hectáreas por parcela lo
que conlleva a que algunas parcelas utilicen agua de baja calidad con
descargas residuales domesticas del municipio de Pasca para regar las
hectáreas faltantes.
• Los principales productos del distrito de riego Albesa son las hortalizas lo
que indica que se debe tener un control adecuado en la calidad de agua
para riego y en el manejo de las hortalizas.
• Las parcelas del estudio realizan sus riegos y cosechas en épocas de verano
cuando el agua es de mas baja calidad, deberían crear un sistema para
aprovechar captación de agua en épocas de invierno debido a que en estas
condiciones metereologicas el agua del río tiene mejor calidad, un ejemplo
podría ser crear tanques de almacenamiento que permitan tener agua del
río con mejor calidad y luego usarla en verano.
• Los resultados de coliformes fecales en el agua demuestran que están por
encima de todas las normas internacionales como la nacional, esta calidad
de agua genera riesgos para la salud humana especialmente a los
trabajadores y sus familias que viven en ese lugar.
• La calidad de agua de este río no es apta para riego de cultivos de
hortalizas, es necesario realizar un tipo de tratamiento al agua, se puede
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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empezar con tratamiento primario y si se cuenta con recursos realizar
tratamiento secundario.
• En los suelos de los cultivos de las parcelas de estudio no se presentan
valores altos de coliformes fecales lo que quiere decir que en este caso la
calidad de agua para riego no influye en la calidad de estos suelos, sin
embargo hay que tener en cuenta que las muestras de suelo no fueron
tomadas inmediatamente después del riego lo que pudo disminuir en la
cantidad de coliformes fecales presentes debido a que las variables
metereologicas como viento y radiación solar.
• Los valores de coliformes totales en los alimentos son altos lo que nos
indica la presencia de distintos microorganismos, sin embargo podemos
concluir que en los alimentos no existe contaminación significativa por
materia fecal debido a que los valores de E.coli son
• A pesar de que en los alimentos no existe contaminación por E.coli, el
consumo de estos puede generar riesgos a la salud humana porque a pesar
de que los Coliformes totales (a excepción de cepas de coliformes fecales)
no son patógenos para el ser humano la presencia de estos nos puede
llevar a pensar que existe presencia de parásitos como protozoos, rotíferos
y dafnias que pueden llegar a ser patógenos para el ser humano.
• La calidad de los alimentos estudiados no es la mejor esto es debido por
todo el ciclo por el cual pasa empezando por el riego con la calidad de agua
baja hasta su distribución, el consumo de estos alimentos sin las medidas
sanitarias correctas es decir sin un lavado previo tanto de manos como del
producto puede traer algún efecto negativo en la salud.
• Es necesario realizar evaluaciones de la calidad de los alimentos en el
distrito de riego para evitar riesgos a la salud, se debe aclarar y conocer las
normas existentes para calidad de alimentos en nuestro país por parte de
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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los trabajadores y los distribuidores. Es necesario fortificar la normatividad
en cuanto a calidad y manejo de alimentos en nuestro país.
Uso de aguas superficiales con aportes de aguas residuales en agricultura - Parámetros microbiológicos IAMB-200510-06
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Investigación en Ingeniería Ambiental CIIA. Universidad de los Andes.
Bogota.
ANEXOS Tabla: Identificación de coliformes totales y E.coli en alimentos. Método de NMP (Numero Mas
Probable). Intervalos de confianza de 95% Pos.
tubes Conf. lim. Pos. tubes Conf. lim.
0 0 0
MPN/g
Low High 0 0 0
MPN/g
Low High 0 0 0 <3.0 -- 9.5 2 2 0 21 4.5 42 0 0 1 3 0.15 9.6 2 2 1 28 8.7 94 0 1 0 3 0.15 11 2 2 2 35 8.7 94 0 1 1 6.1 1.2 18 2 3 0 29 8.7 94 0 2 0 6.2 1.2 18 2 3 1 36 8.7 94 0 3 0 9.4 3.6 38 3 0 0 23 4.6 94 1 0 0 3.6 0.17 18 3 0 1 38 8.7 110 1 0 1 7.2 1.3 18 3 0 2 64 17 180 1 0 2 11 3.6 38 3 1 0 43 9 180 1 1 0 7.4 1.3 20 3 1 1 75 17 200 1 1 1 11 3.6 38 3 1 2 120 37 420 1 2 0 11 3.6 42 3 1 3 160 40 420 1 2 1 15 4.5 42 3 2 0 93 18 420 1 3 0 16 4.5 42 3 2 1 150 37 420 2 0 0 9.2 1.4 38 3 2 2 210 40 430 2 0 1 14 3.6 42 3 2 3 290 90 1,000 2 0 2 20 4.5 42 3 3 0 240 42 1,000 2 1 0 15 3.7 42 3 3 1 460 90 2,000 2 1 1 20 4.5 42 3 3 2 1100 180 4,100 2 1 2 27 8.7 94 3 3 3 >1100 420 --
Fuente: Bacteriological Analitical Manual (BAM), 2001
Tabla: Identificación de coliformes fecales en el agua. Método Numero Mas Probable (NMP) con cinco tubos de dilución
95% Límites de confianza
Combinaciones positivas
NMP / 100 mL Inferior Superio
r 4-3-1 33 15 77 4-4-0 34 16 80 5-0-0 23 9.0 86 5-0-1 30 10 110 5-0-2 40 20 140 5-1-0 30 10 120 5-1-1 50 20 150 5-1-2 60 30 180 5-2-0 50 20 170 5-2-1 70 30 210 5-2-2 90 40 250 5-3-0 80 30 250 5-3-1 110 40 300 5-3-2 140 60 360 5-3-3 170 80 410 5-4-0 130 50 390 5-4-1 170 70 480 5-4-2 220 100 580 5-4-3 280 120 690 5-4-4 350 160 820 5-5-0 240 100 940 5-5-1 300 100 1300 5-5-2 500 200 2000 5-5-3 900 300 2900 5-5-4 1600 600 5300 5-5-5 1600 - -
Fuente: Laboratorio ambiental del centro de investigación en ingeniería ambiental (C.I.I.A.),
2004