evaluaciÓn de suelos contaminados por descargas de aguas
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UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS
CARRERA DE INGENIERIA AMBIENTAL
EVALUACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS POR DESCARGAS DE AGUAS DE POST COSECHA DE LA
PRODUCCIÓN BANANERA EN LA FINCA SAN JACINTO PROYECTO DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO
Trabajo de titulación presentado como requisito para la obtención del título de
INGENIERO AMBIENTAL
AUTORES ILLESCAS PORTILLA DAYANA GABRIELA
LOPEZ VARGAS PATRICIO ROBERTO
TUTOR ING. ARCOS JÁCOME DIEGO ARMANDO M.Sc
GUAYAQUIL – ECUADOR
2020 PORTADA
2
UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS CARRERA DE INGENIERIA AMBIENTAL
APROBACIÓN DEL TUTOR
Yo, ARCOS JÁCOME DIEGO ARMANDO, docente de la Universidad Agraria del
Ecuador, en mi calidad de Tutor, certifico que el presente trabajo de titulación:
EVALUACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS POR DESCARGAS DE AGUAS DE
POST COSECHA DE LA PRODUCCIÓN BANANERA EN LA FINCA SAN
JACINTO, realizado por los estudiantes ILLESCAS PORTILLA DAYANA
GABRIELA; con cédula de identidad N° 0706641818 & LOPEZ VARGAS
PATRICIO ROBERTO; con cédula de identidad N° 0804351112 de la carrera
INGENIERIA AMBIENTAL, Unidad Académica Guayaquil, ha sido orientado y
revisado durante su ejecución; y cumple con los requisitos técnicos exigidos por la
Universidad Agraria del Ecuador; por lo tanto se aprueba la presentación del
mismo.
Atentamente, Firma del Tutor Guayaquil, 8 de diciembre de 2020.
3
UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS CARRERA DE INGENIERIA AMBIENTAL
APROBACIÓN DEL TRIBUNAL DE SUSTENTACIÓN
Los abajo firmantes, docentes designados por el H. Consejo Directivo como
miembros del Tribunal de Sustentación, aprobamos la defensa del trabajo de
titulación: “EVALUACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS POR DESCARGAS DE
AGUAS DE POST COSECHA DE LA PRODUCCIÓN BANANERA EN LA FINCA
SAN JACINTO”, realizado por los estudiantes ILLESCAS PORTILLA DAYANA
GABRIELA & LOPEZ VARGAS PATRCIO ROBERTO, los mismos que cumplen
con los requisitos exigidos por la Universidad Agraria del Ecuador.
Atentamente,
Ing. Crespo León Karla, M.Sc. PRESIDENTE
Ing. Ortega Vélez Alex, M.Sc. Ing. Ribadeneira Arguello Wolfio, M.Sc. EXAMINADOR PRINCIPAL EXAMINADOR PRINCIPAL
Ing. Arcos Jácome Diego, M.Sc. EXAMINADOR SUPLENTE
Guayaquil, 8 de diciembre de 2020.
4
Dedicatoria
Este trabajo de titulación se lo dedico a mi ángel que
me bendice desde el cielo, mi mamita Glenda Alava
Mera. De manera especial y no menos importante
quiero dedicarles a mis padres Gabriel Illescas Bonilla
y Lucia Portilla Alava por su paciencia, trabajo y
esfuerzos que me brindaron durante estos años de
estudios. A mis hermanas Kristhell y Sofia Illescas
Portilla por ser el motor de fuerzas que me inspiran a
seguir adelante cumpliendo las metas propuestas.
Dayana Illescas Portilla.
Esta gran labor se la dedico a mis padres Vargas
Gaibor Clara Elizabeth y Lopez Vargas Rafael
Enrique pilares fundamentales en mi vida, que con su
gran esfuerzo he logrado todos las metas y visiones
de ser un gran profesional. Mis hermanos Lopez
Román Paola, Lopez Vargas Estefania y Lopez
Vargas Janio quienes me han enseñado a ser un
guerrero en la vida y luchar por lo que anhelo. A mis
sobrinas Erazo Lopez Angie y Lopez Chisaguano
Mailyn, familiares y amigos quienes estuvieron
presentes en esta etapa.
Patricio Lopez Vargas.
5
Agradecimiento
Gracias al Ing. Diego Arcos Jácome por su paciencia
y disponibilidad durante todo este proceso de tesis;
quien con su dirección, conocimiento y enseñanzas
permitió el desarrollo de este trabajo. Mucha gratitud
a la Universidad Agraria del Ecuador por la educación
impartida, forjando unos excelentes profesionales del
agro. También hacemos extenso este reconocimiento
para agradecer a la familia Arcos Calderón por
brindarnos una grata acogida en el arduo tiempo de
labor de tesis.
6
Autorización de Autoría Intelectual Autorización de Autoría Intelectual
Yo ILLESCAS PORTILLA DAYANA GABRIELA, en calidad de autora del proyecto
realizado, sobre “EVALUACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS POR
DESCARGAS DE AGUAS DE POST COSECHA DE LA PRODUCCIÓN
BANANERA EN LA FINCA SAN JACINTO” para optar el título de INGENIERA
AMBIENTAL, por la presente autorizo a la UNIVERSIDAD AGRARIA DEL
ECUADOR, hacer uso de todos los contenidos que me pertenecen o parte de los
que contienen esta obra, con fines estrictamente académicos o de investigación.
Los derechos que como autora me correspondan, con excepción de la presente
autorización, seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en
los artículos 5, 6, 8; 19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su
Reglamento.
Guayaquil, diciembre 8 de 2020.
ILLESCAS PORTILLA DAYANA GABRIELA
C.I. 0706641818
7
Autorización de Autoría Intelectual
Yo LOPEZ VARGAS PATRICIO ROBERTO, en calidad de autor del proyecto
realizado, sobre “EVALUACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS POR
DESCARGAS DE AGUAS DE POST COSECHA DE LA PRODUCCIÓN
BANANERA EN LA FINCA SAN JACINTO” para optar el título de INGENIERO
AMBIENTAL, por la presente autorizo a la UNIVERSIDAD AGRARIA DEL
ECUADOR, hacer uso de todos los contenidos que me pertenecen o parte de los
que contienen esta obra, con fines estrictamente académicos o de investigación.
Los derechos que como autor me correspondan, con excepción de la presente
autorización, seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en
los artículos 5, 6, 8; 19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su
Reglamento.
Guayaquil, diciembre 8 de 2020.
LOPEZ VARGAS PATRICIO ROBERTO
C.I. 0804351112
8
Índice general Índice general
PORTADA ......................................................................................................... 1
APROBACIÓN DEL TUTOR ............................................................................. 2
APROBACIÓN DEL TRIBUNAL DE SUSTENTACIÓN .................................... 3
Dedicatoria........................................................................................................ 4
Agradecimiento ................................................................................................ 5
Autorización de Autoría Intelectual ................................................................ 6
Índice general ................................................................................................... 8
Índice de tablas .............................................................................................. 13
Índice de figuras ............................................................................................. 14
Resumen ......................................................................................................... 16
Abstract .......................................................................................................... 17
1 Introducción ................................................................................................ 18
1.1 Antecedentes del problema .................................................................... 19
1.2 Planteamiento y formulación del problema ........................................... 20
Planteamiento del problema ............................................................. 20
Formulación del problema ................................................................ 21
1.3 Justificación de la investigación ............................................................ 21
1.4 Delimitación de la investigación ............................................................. 22
1.5 Objetivo general ....................................................................................... 22
1.6 Objetivos específicos .............................................................................. 23
1.7 Hipótesis ................................................................................................... 23
2 Marco Teórico .............................................................................................. 24
2.1 Estado del arte ......................................................................................... 24
9
2.2 Bases teóricas .......................................................................................... 27
Contaminación ambiental ................................................................. 27
Los perjuicios de la contaminación ambiental ............................... 27
Espacios afectados por la contaminación ...................................... 28
Identificación de los principales problemas ambientales de
Ecuador ....................................................................................................... 29
Situación socioambiental de las bananeras ................................... 30
Proceso post cosecha de banano .................................................... 30
2.2.6.1 Desmane .......................................................................................... 30
2.2.6.2 Gajeo o clúster ................................................................................ 30
2.2.6.3 Lavado y desleche del banano ...................................................... 30
2.2.6.4 Fumigación y tratamiento .............................................................. 31
Agua residual en bananeras ............................................................. 31
Tratamiento de aguas residuales ..................................................... 32
2.2.8.1 Tratamiento físico ........................................................................... 32
2.2.8.2 Tratamiento biológico .................................................................... 32
2.2.8.3 Tratamiento químico ...................................................................... 33
Salud ambiental ................................................................................. 33
Contaminación de pesticidas en los suelos ................................. 33
Residuos de pesticidas en suelos agrícolas europeos ................ 34
La producción bananera ecuatoriana ............................................ 34
Importancia de la producción de banano en la provincia de El
Oro, Ecuador ............................................................................................... 35
2.3 Marco legal ............................................................................................... 35
Constitución de la República del Ecuador, 2008. ........................... 35
10
Texto Unificado de Legislación Secundaria del MAGAP, 2016.
Decreto Ejecutivo 3609. ............................................................................. 36
Texto Unificado de Legislación Secundaria del Ministerio del
Ambiente: Norma de Calidad Ambiental del Recurso Suelo y Criterios
de Remediación para Suelos Contaminados. .......................................... 37
Texto Unificado de Legislación Secundaria del Ministerio del
Ambiente: Norma de calidad ambiental y de descarga de efluentes -
recurso agua. .............................................................................................. 39
3 . Materiales y métodos ................................................................................ 40
3.1 Enfoque de la investigación .................................................................... 40
Tipo de investigación ........................................................................ 40
Diseño de investigación .................................................................... 40
3.2 . Metodología ............................................................................................ 41
Variables ............................................................................................. 41
3.2.1.1 Variable independiente .................................................................. 41
3.2.1.2 Variable dependiente ...................................................................... 42
. Recolección de datos ...................................................................... 42
3.2.2.1 Recursos ......................................................................................... 42
3.2.2.2 Métodos y técnicas ......................................................................... 43
Análisis estadístico ........................................................................... 46
4 Resultados ................................................................................................... 48
4.1 Características de suelos contaminados provocados por la post
cosecha de la actividad bananera mediante análisis de laboratorio ......... 48
Análisis Físico ................................................................................... 48
4.1.1.1 Textura ............................................................................................. 48
11
Análisis Quimico ............................................................................... 51
4.1.2.1 pH ..................................................................................................... 51
4.1.2.2 Pesticidas organofosforados ........................................................ 52
4.2 Límites máximos permisibles establecidos en la normativa ambiental
vigente (AC 097-A) contrastado con los valores obtenidos del informe de
ensayo ............................................................................................................. 55
Pesticida organofosforado: Carbaril ................................................ 56
Pesticida organofosforado: Carbofuran .......................................... 57
Pesticidas organofosforados: Clorpirifos ....................................... 58
Pesticida organofosforado: Malation ............................................... 59
Pesticida organofosforado: Metil Paration ...................................... 60
4.3 Análisis de resultados fiscos químicos obtenidos en base a fuentes
secundarias y bibliografía especializada...................................................... 61
4.4 Propuesta de tratamiento y recirculación del efluente para evitar la
contaminación de suelos en la bananera San Jacinto ................................ 67
Sistema de recirculación para la finca San Jacinto........................ 67
4.4.1.1 Planta del sistema de recirculación .............................................. 69
4.4.1.1.1 Costos de implementación de la planta del sistema de recirculación
..................................................................................................................... 70
Propuesta de biofiltro para la finca San Jacinto ............................. 72
5 Discusión ..................................................................................................... 73
6 Conclusiones ............................................................................................... 75
7 Recomendaciones ...................................................................................... 76
8 Bibliografía .................................................................................................. 77
9 Anexos ......................................................................................................... 86
12
9.1 Anexo 1. Levantamiento planimétrico y ubicación ............................... 86
9.2 Anexo 2. Registro fotográfico ................................................................. 87
9.3 Anexo 3. Informe de ensayo .................................................................... 91
9.4 Anexo 4. Normativas ambientales vigentes ........................................... 93
13
Índice de tablas Indice de tablas
Tabla 1. Pesticidas comúnmente utilizados en el proceso de post cosecha de
producción de banano ...................................................................................... 31
Tabla 2. Análisis de los parámetros de textura ................................................ 48
Tabla 3. Resultados del informe de ensayo de muestra de suelo tomada en la
bananera San Jacinto ...................................................................................... 53
Tabla 4. Límites máximos permisibles en compuestos organofosforados en
mg/kg ............................................................................................................... 55
Tabla 5. Evaluación del pesticida organofosforado carbaril con normativas
ambientales ...................................................................................................... 56
Tabla 6. Evaluación del pesticida organofosforado carbofuran con normativas
ambientales ...................................................................................................... 57
Tabla 7. Evaluación de pesticida organofosforado clorpirifos con normativas
ambientales ...................................................................................................... 58
Tabla 8. Evaluación de pesticida organofosforado malation con normativas
ambientales ...................................................................................................... 59
Tabla 9. Evaluación de pesticida organofosforado metil paration con normativas
ambientales ...................................................................................................... 60
Tabla 10. Parámetros analizados de compuestos organofosforados frente a
parámetros bibliográficos ................................................................................. 61
Tabla 11. Mano de obra y asistencia técnica ................................................... 70
Tabla 12. Materiales de construcción para la planta del sistema de recirculación
............................................................................................................................. 71
Tabla 13.Materiales filtrantes del sistema de recirculación .............................. 71
14
Índice de figuras Indice de figuras
Figura 1. Espacios afectados por la contaminación ......................................... 28
Figura 2. Identificación de los principales problemas ambientales de Ecuador 29
Figura 3. Diagrama de flujo de la metodología de la investigación .................. 41
Figura 4. Diagrama de proceso de muestreo de suelos ................................... 45
Figura 5.Triangulo para determinar las clases textural de suelos .................... 50
Figura 6. Análisis del pH .................................................................................. 51
Figura 7. Resultado de parámetros analizados por el laboratorio .................... 54
Figura 8. Cantidad en mg/kg de carbaril vs normativas ambientales ............... 56
Figura 9. Cantidad en mg/kg de carbofuran vs normativas ambientales .......... 57
Figura 10. Cantidad en mg/kg de clorpirifos vs normativas ambientales ......... 58
Figura 11. Cantidad en mg/kg de malation vs normativas ambientales ........... 59
Figura 12. Cantidad en mg/kg de metil paration vs normativas ambientales ... 60
Figura 13. Relación de resultados de compuestos organofosforados comparados
con otros autores ............................................................................................. 62
Figura 14. Relación de resultados de compuestos organofosforados comparados
con otros autores ............................................................................................. 63
Figura 15. Relación de resultados de compuestos organofosforados comparados
con otros autores ............................................................................................. 64
Figura 16. Relación de resultados de compuestos organofosforados comparados
con otros autores ............................................................................................. 65
Figura 17. Diagrama de flujo del sistema de Filtración Gruesa Dinámica y sus
criterios del proceso de recirculación ............................................................... 67
Figura 18.Planta del sistema de recirculación de Filtro Grueso Dinámico ....... 69
Figura 19. Levantamiento planimétrico de la finca bananera San Jacinto ....... 86
15
Figura 20. Ubicación geográfica de la bananera San Jacinto .......................... 87
Figura 21. Instalaciones de la bananera San Jacinto ....................................... 87
Figura 22. Toma de muestras de suelos en la finca bananera San Jacinto ..... 88
Figura 23. Muestra compuesta seleccionada ................................................... 88
Figura 24. Entrega de muestras al Grupo Químico Marcos ............................. 89
Figura 25. Análisis de textura con el método de bouyucos .............................. 89
Figura 26. Determinación del pH en el laboratorio de suelos, plantas y agua de
la Universidad Agraria del Ecuador .................................................................. 90
Figura 27. Resultado de compuestos organofosforados proporcionados por el
Grupo Químico Marcos .................................................................................... 91
Figura 28. Resultados de compuestos organofosforados proporcionado por el
Grupo Químico Marcos. ................................................................................... 92
Figura 29. Límites Máximos Permisibles del Acuerdo Ministerial 097-A .......... 93
Figura 30. Límites Máximos Permisibles de la Resolución 33 Exenta de Chile.
............................................................................................................................. 94
Figura 31. Límites Máximos Permisibles de la Resolución 33 Exenta de Chile 95
Figura 32. Límites Máximos Permisibles de la Organización de las Naciones
Unidas para la Agricultura y Alimentación ........................................................ 96
Figura 33. Límites Máximos Permisibles de la Unión Europea ........................ 97
16
Resumen Resumen
Los pesticidas en América Latina, se presenta con mayor frecuencia debido al
uso inadecuado de productos químicos en zonas de actividad agrícola
convencional que provocan perjuicios ambientales. En el Ecuador la producción
agrícola expone que un alto porcentaje de los agricultores practican un método
tradicional, sin realizar análisis previo a la siembra. La provincia de El Oro es uno
de los principales exportadores de banano a nivel nacional, por tanto, en el cantón
El Guabo, parroquia Barbones se evidenció contaminación de aguas en el proceso
de post cosecha, con productos como, fungicidas: fungaflor (imazalil), mertec
(thiabendazole); nematicida: counter (terbufos), contaminando suelos hasta
cuerpos de agua.
La evaluación de este estudio se realizó mediante análisis físico químico,
utilizando la técnica de cromatografía, determinación potenciométrica del pH y
textura del suelo. También, se aplicó estadística descriptiva que aporto al análisis
de datos obtenidos, contrastando los valores de los parámetros analizados con
Acuerdo Ministerial 097-A, Resolución 33 Exenta Chile, FAO, Unión Europea y
bibliografía especializada.
La presencia de carbaril (0,07); carbofuran (0,08); clorpirifos (0,06); malation
(0,12); metil paration (0,09) detectados en suelos de la bananera San Jacinto,
poseen porcentajes altos referentes a las normativas, de manera que se propuso
un sistema de recirculación de agua con la finalidad de disminuir la carga
contaminante con presencia de pesticidas.
Palabras claves: recirculación, remediación, normativa, organofosforados,
suelos.
17
Abstract Abstract
Pesticides in Latin America occur more frequently due to the inappropriate use
of chemicals in areas of conventional agricultural activity that cause environmental
damage. In Equator, the agricultural production shows a high percentage of farmers
practice a traditional method, without performing a prior analysis. The province of
“El Oro” is one of the main exporters of bananas nationwide, therefore, in the village
of “El Guabo”, Barbones county, In the post-harvest process water contamination
was evidenced, with products such as fungicides: fungaflor (imazalil), mertec
(thiabendazole); nematicide: counter (terbufos), polluting soils to the body of water.
The evalution of this study was carried out through chemical physical analysis,
using the chromatography technique, potentiometric determination of pH and soil
texture. Also, descriptive statistics were and it contributed to the analysis of data
obtained, contrasting the values of the parameters analyzed with Acuerdo
Ministerial 097-A, Resolución 33 Exenta Chile, Food and Agriculture Organization
of the United Nations, European Union and specialized bibliography.
The presence of carbaril (0,07 mg/kg); carbofuran (0,08 mg/kg); clorpirifos (0,06
mg/kg); malation (0,12 mg/kg); metil paration (0,09 mg/kg) detected in soils of the
“San Jacinto” banana plantation, have high percentages referring to the regulations,
so a water recirculation system was proposed in order to reduce the pollutant load
with the presence of pesticides.
Keywords: recirculation, remediation, regulation, organophosphates, soils.
18
1 Introducción
En el presente estudio se realizó un análisis de suelos contaminados con
pesticidas organofosforados, para determinar el índice de deducción y
cuantificación, los valores obtenidos se contrastaron con normativas nacionales e
internacionales, el cual, tiene un fin de proponer un sistema de recirculación de
agua y lechos biológicos, como resultado denotará efectos positivos como es
reducir la carga de contaminantes, reducción de la huella hídrica, mejorar la visión
paisajística entre otros factores.
Se realizó un análisis de suelo en el laboratorio Grupo Químico Marcos
acreditado por la SAE-LEN-005-001, donde se obtuvieron los resultados:
Pesticidas Organofosforados Carbaril (0.07), Pesticidas Organofosforados
Carbofuran (0.08), Pesticidas Organofosforados Clorpirifos (0.06), Pesticidas
Organofosforados Malation (0.12), Pesticidas Organofosforados Metil Paration
(0.09), obtenidos estos valores se contrasto con las normativas ambientales
vigentes en países como: Resolución 33 EXENTA Chile, Acuerdo Ministerial 097-
A Ecuador, Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la
Agricultura FAO, Unión Europea; compuesto carbaril excede los límites máximos
permisibles en la normativas nacionales e internacionales, el carbofuran excede los
límites máximos permisibles en Acuerdo Ministerial 097-A Ecuador, Organización
de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura FAO, Unión Europea
y la Resolución 33 Exenta Chile posee un límite máximo permitido de 0.1 mg/kg,
siendo este mayor con los resultados obtenidos de la investigación planteada; el
clorpirifos excede los límites máximos permitidos en contraste con las normativas
nacionales e internacionales; el malation excede los límites máximos permitidos en
contraste con las normativas nacionales e internacionales; el metil Paration excede
19
los límites máximos permisibles en Acuerdo Ministerial 097-A Ecuador, Unión
Europea y la Resolución 33 Exenta Chile; La Organización de las Naciones Unidas
para la Alimentación y la Agricultura FAO posee un límite máximo permitido de 0.1
mg/kg, siendo este mayor con los resultados obtenidos de la investigación
planteada.
1.1 Antecedentes del problema
Los pesticidas son una herramienta importante para la agricultura moderna,
debido al control de plagas que este ejerce sobre los cultivos. Por otro lado, el uso
inadecuado de los pesticidas repercute sobre la calidad de suelo, agua y aire. La
contaminación de suelos, provoca pérdida de calidad de los alimentos, y deterioro
de servicios eco sistemáticos claves (Organización de las Naciones Unidas, 2018).
En América Latina, se presenta con mayor frecuencia, los abusos de los
productos químicos agrícolas, a pesar de, encaminar numerosos esfuerzos para la
utilización racional de estos. Según Alba (2011), La Procuraduría Federal de
Protección al Ambiente (PROFEPA), presento datos estadísticos indicando que
México conforma uno de los países emergentes, debido al bajo nivel
socioeconómico, que los obliga a encaminar una actividad laboral generadora de
ingresos como la agricultura. Por tanto, este país presento anualmente 550
emergencias ambientales aproximadamente, debida a la alta demanda de
materiales y residuos peligrosos que utilizan sobre el sector agrícola.
En el Ecuador, el proceso de mitigación y prevención de problemas ambientales
no ha sido satisfactorio, el 5% de aguas negras reflejan un óptimo nivel en los
tratamientos para la misma, a esto se le suma el elevado nivel poblacional y la
desorganización social (Jiménez, 2012).
20
La producción agrícola en el Ecuador expone casos cuyas investigaciones
manifiestan que el 49.22% de la práctica agrícola realiza un método tradicional
(utilización de agroquímicos en la agricultura), un 3,91% establece que la practica
agrícola se realiza con personal capacitado y el 84,74% muestra que los
agricultores no realizan un análisis del suelo antes de la siembra (INEC, 2016).
La región costa del Ecuador es eminente agrícola, una de las preocupaciones
que ocasiona la actividad bananera, es el lavado de fruta, en este proceso utilizan
distintas sustancias químicas, y en su mayoría las bananeras no realizan un
correcto manejo de las descargas de aguas, conllevando esta actividad un alto
grado de afectación hacia el ambiente (García A. A., 2020).
La Provincia de El Oro es uno de los principales exportadores de banano,
Sanmartín (2018) argumenta que una de las preocupaciones de la sociedad es el
uso y abuso de los pesticidas en zonas de cultivo, provocando efectos
contaminantes en suelo, agua, aire y hasta incluso daños para la salud humana.
Esto se da debido al sin número de casos de enfermedades que presentan las
personas día a día y a la concientización por el cuidado del medio ambiente.
1.2 Planteamiento y formulación del problema
Planteamiento del problema
En la provincia de El Oro, específicamente en la Bananera San Jacinto, ubicada
en la parroquia Barbones del cantón el Guabo, donde, al realizar las primeras
indagaciones, se evidenció que, se realiza el proceso de empaque, y se produce
contaminación de las aguas que están en las tinas de la empacadora, con
productos contaminantes como, fungicidas: fungaflor (imazalil), mertec
(thiabendazole); nematicida: counter (terbufos), que provienen de la actividad del
proceso de post cosecha y estas aguas son descargadas hacia los drenajes sin
21
ningún tratamiento o control previo, contaminando cuerpos de agua y con ello
contaminando suelos, en tal razón, surge la necesidad de realizar una investigación
exhaustiva, que permita superar las dificultades para proponer posibles soluciones
al problema y de esta manera reducir la contaminación de suelos.
Formulación del problema
¿Cuál es el efecto en los suelos que causa el efluente del proceso de post
cosecha en la Finca San Jacinto, ubicada en la parroquia Barbones del cantón El
Guabo de la provincia de El Oro, durante el período 2020?
1.3 Justificación de la investigación
Uno de los problemas a nivel mundial es la pérdida de calidad de suelos, en tal
razón el presente estudio se realizó con la finalidad de minimizar impactos
negativos en suelos, originados por aguas residuales que surgen del proceso de
post cosecha, donde utilizan agua de pozo y, sobre todo tiene presencia de aceites,
productos farmacéuticos, pesticidas, limo, productos químicos y otros subproductos
como consecuencia de la falta de asesoramiento en la elaboración de un sistema
que permita reutilizar la misma agua y de esta forma poder reducir la carga
contaminante, que son generadas en las fincas bananeras.
Los países desarrollados y en vías de desarrollo, ya han tomado la iniciativa para
controlar el problema de la contaminación de suelos. En Ecuador se han
emprendido diferentes acciones, pero aún falta mucho por hacer, en razón de que
es necesario concienciar sobre la importancia de responsabilidad de cuidar
nuestros recursos.
Los inconvenientes anotados en los párrafos anteriores dieron la pauta para un
análisis profundo sobre el deterioro de la calidad del suelo, provocada por la
22
actividad agrícola que afecta directamente la producción ecológica de la finca
bananera.
Cabe resaltar la gran importancia que tuvo este estudio, en virtud que su
contenido teórico contribuyo al desarrollo científico, éste trabajo demando
esfuerzos de los distintos actores implicados en todo el proceso de la investigación.
Además, fue pertinente porque proporcionó las directrices para poner en práctica
los conocimientos de las diversas corrientes en lo que se refiere a la contaminación
de suelos por aguas residuales. La pretensión de este proyecto fue beneficiar al
personal que labora en la finca San Jacinto, de la parroquia Barbones del cantón
el Guabo.
1.4 Delimitación de la investigación
La delimitación de la investigación indica con precisión el espacio, el tiempo o
período y la población involucrada.
Espacio: Finca Bananera “San Jacinto” ubicada en la parroquia Barbones
del cantón el Guabo de la provincia de El Oro.
Coordenadas UTM: Latitud: -3.175860° - Longitud: -79.856231°.
Tiempo: Tres meses.
Población: Beneficiarios directos e indirectos de la zona Bananera San
Jacinto, de la parroquia Barbones, cantón El Guabo, provincia de El Oro.
1.5 Objetivo general
Evaluar suelos contaminados por descargas de aguas del proceso de la post
cosecha en la finca bananera San Jacinto ubicada en la parroquia Barbones,
cantón el Guabo provincia de El Oro.
23
1.6 Objetivos específicos
Analizar las características de suelos contaminados provocados por la post
cosecha de la actividad bananera mediante análisis de laboratorio.
Comparar los límites máximos permisibles establecidos en la normativa
ambiental vigente (Acuerdo Ministerial No. 097-A) con los valores obtenidos
del informe de ensayo.
Analizar los resultados físicos químicos obtenidos en base a fuentes
secundarias, bibliografía especializada.
Proponer un sistema de tratamiento y recirculación del efluente para evitar
la contaminación de suelos en la bananera San Jacinto.
1.7 Hipótesis
La propuesta de un sistema de tratamiento y recirculación de aguas residuales
contribuirá a la mitigación de impactos ocasionados en el suelo de la Bananera San
Jacinto.
24
2 Marco teórico
2.1 Estado del arte
Yan, y otros (2013), investigó contaminantes en suelos agrícolas cerca de un
distrito industrial en Ciudad de Dongguan. Se determinaron concentraciones de Cu,
Zn, Pb, P, Cd, Hg y As en el suelo y los productos agrícolas de los campos de
hortalizas y bananos. Las concentraciones de contaminantes (mg/kg) en suelos
agrícolas mostraron concentraciones de Cu, Zn, Cd y P en 20.6%, 8.8%, 29.4% y
el 38,2% de las muestras de suelo, respectivamente, excedieron las
concentraciones máximas permitidas (MAC) para suelos agrícolas en China.
Las concentraciones de Zn, Pb y Cd fueron significativamente más altas en los
campos de hortalizas que en los bananeros. Cu, Zn, Pb, Cd y P se acumularon en
la capa superior del suelo de los campos de hortalizas, pero solo P y Hg se
acumularon en campos de plátanos. Los hallazgos sugieren que se debería prestar
más atención en el banano por su alto índice de bioacumulación (Yan, y otros,
2013).
Según Bucaram, Puño, & Quinde (2016) el propósito de la investigación fue
realizar una valoración cuantitativa y cualitativa de la contaminación producida por
pesticidas y fungicidas en la producción bananera en el Cantón Naranjal, la
metodología que se efectuó fue descriptiva y explicativa con un diseño
experimental en la población de productores de banano, el cual reflejo un resultado
que en el recurso suelo existe un promedio de 0.0042 mg/l Arsénico, de 0.0193
mg/l de Cadmio, de 0.0004 mg/l de plomo en el suelo, considerando niveles de
contaminantes presentes en el suelo.
El estudio presentado por González (2018), recomienda las medidas para la
aplicación de prácticas ambientales que les permita atenuar el impacto sobre el
25
ambiente en zonas bananeras, las cueles son, practicas innovadoras para la
disminución de contaminantes como la recirculación de agua, tomar en cuenta las
debidas precauciones en la normativa ambiental, la realización de monitoreos
permanente del cumplimiento de la legislación laboral y ambiental, sancionar
oportunamente las infracciones en el sector bananero.
Según Büchel (2004) en su estudio expreso que en los aspectos legales, en
países como los Estados Unidos, Japón y la República Federal de Alemania, la
legislación y los requisitos de registro se han vuelto tan exigentes que es difícil
obtener dichos compuestos. Solo 5 países de un total de 140 países no tienen
ningún esquema de regulación. Incluso la mayoría de los países en desarrollo
requieren datos de registro de un país con altos estándares de registro. En países
con cultivos tropicales como café, cacao, caucho, plátanos; a veces es imposible
obtener registros de normativas que regulen y se puedan regir.
Boudid, Ramos, Gonzalez, Fernández, & Cámara (2001), presento un método
basado en microextracción en fase sólida (SPME) para la determinación de cuatro
compuestos organofosforados (metil paration, clorpirifos, malation y carbofuran) en
suelos. Se adoptó una metodología de SPME desarrollado para el cribado
simultáneo de todos los analitos seleccionados. El procedimiento completo
finalmente propuesto consistió en una extracción ultrasónica de 15 min de los
compuestos de una muestra de suelo de 0,5 g con 5 ml de metanol y la dilución de
este extracto hasta un 10% de metanol seguido de la adición de NaCl a una
concentración del 10%.
La determinación final se llevó a cabo con un detector de captura de electrones.
El cual demostró la detección que presentó en rangos de 72 y el 123% en suelo
inferior al 16% para los pesticidas organofosforados el cual se analizó en cuatro
26
suelos diferentes enriquecidos a 100 ng/g nivel (clorpirifos, 33 ng/g) y los pesticidas
se encontraron en niveles confiables en las muestras investigadas (Boudid, Ramos,
Gonzalez, Fernández, & Cámara, 2001).
Thapar, Bhushan, & Mathur (1995), analizo la degradación de compuestos
organofosforados en suelos agrícolas, el cual realizo una toma de muestras de
suelo, mezclándolas para hacer muestras integradas. Esto se desarrolló ya que
algunos de los pesticidas tienen una movilidad considerable en diferentes suelos.
Se analizó mediante cromatografía, el estudio tuvo la finalidad de revelar como
estos compuestos como, carbaril, carbofuran, malation y metil paration se
degradaban en los diferentes tipos de suelo como arenoso, arcilloso, franco, franco
arcilloso, arcilloso arenoso.
Andreu & Picó (2004), menciono en su artículo de Determinación de pesticidas
y sus productos de degradación en el suelo, que, Todos estos pesticidas y sus
productos de transferencia (TP) son retenidos por los suelos en diferentes grados,
dependiendo de las interacciones entre el suelo y las propiedades de los pesticidas.
Lo más influyente son las características del suelo es el contenido de materia
orgánica. Cuanto mayor sea el contenido de materia orgánica, mayor es la
adsorción de pesticidas y productos de transferencia.
Los pesticidas polares están representados principalmente por herbicidas, pero
también incluyen carbamatos, fungicidas y algunos productos de transferencia (TP)
insecticidas organofosforados. Pueden moverse del suelo por escorrentía y
lixiviación, lo que constituye un problema para el suministro de agua potable a la
población. La metodología para determinación de pesticidas y sus productos de
degradación en el suelo es métodos analíticos utilizados para la cuantificación de
pesticidas y sus productos de transferencia en suelo (Andreu & Picó, 2004) .
27
Microextracción en fase sólida (SPME) ha sido desarrollado para el análisis de
pesticidas organofosforado en el suelo. Se consideran factores como el tiempo de
adsorción, temperatura de muestreo y modificación de la matriz por adición de
agua, estas se consideraron cuidadosamente para optimizar la eficiencia de
extracción. Esta técnica podría lograr límites de detección de 143µg/g para malation
y paration, y 28,6µg/g para forate, diazinón y disulfaton en suelo, la muestra
extraída fue analizada por gas detector de ionización de llama por cromatografía
(GC) (Wei, Mui, & Hans, 1999).
2.2 Bases teóricas
Contaminación ambiental
Al tratar sobre la contaminación ambiental, se hace referencia a las diferentes
alteraciones, cuyos efectos son perjudiciales o nocivos para la salud de los seres
vivos. Se entiende por contaminación atmosférica a la presencia en la atmósfera
de sustancias en una cantidad que implique molestias o riesgo para la salud de las
personas y de los demás seres vivos, vienen de cualquier naturaleza, así como que
puedan atacar a distintos materiales (Gonzales, y otros, 2014).
Los perjuicios de la contaminación ambiental
La contaminación es un problema que cada vez va en aumento, como
consecuencia de la irresponsabilidad y falta de conciencia, en el consumo de los
productos químicos, que genera los desechos domésticos e industriales, esto
repercute en la calidad del aire, el agua y los suelos en que se cultivan los
alimentos. La información emitida por la Organización de Naciones Unidas, se
confirma que; si bien es cierto el hombre inventa nuevas formas de facilitar las
actividades agrícolas, también es ciertos que trae consigo consecuencias que son
28
contraproducente para el ambiente y consecuentemente para las personas (ONU,
2017).
Espacios afectados por la contaminación
En la reunión de la ONU (2017) señalan que los espacios o ámbitos afectados
por la contaminación son, contaminación atmosférica, contaminación del suelo,
contaminación del agua dulce y contaminación marina y costera.
En la figura 1 se describe de forma explícita cada uno de los espacios afectados
por la contaminación.
Figura 1. Espacios afectados por la contaminación ONU, 2017
Espacios o ámbitos que son afectados por la contaminación
Contaminación atmosférica
Este tipo de contaminación se debeprincipalmente a la quema decombustibles fósiles y representa elmayor riesgo ambiental para lasalud
Contaminación del suelo
Es el resultado de prácticasagrícolas deficientes, una gestióninadecuada de los desechossólidos, incluido el almacenamientoinseguro de existencias obsoletasde sustancias peligrosas ydesechos nucleares, y una ampliagama de actividades extractivas,industriales y militares
Contaminación del agua dulce
Las masas de agua dulce, sufrenlos graves efectos de los nutrientesarrastrados por la escorrentía de lastierras agrícolas, los productosquímicos y patógenos presentes enlas aguas residuales sin tratar, losmetales pesados procedentes de laminería y los efluentes industriales.
Contaminación marina y costera
Las aguas marinas y costerasreciben desechos ycontaminantes,como detritos,petróleo, metales pesados ydesechos radiactivos, procedentesde fuentes terrestres y deltransporte marítimo, la pesca y lasindustrias extractivas
29
Identificación de los principales problemas ambientales de Ecuador
Varios son los problemas ambientales de Ecuador, los mismos que requiere de
atención, a fin de reducir el impacto negativo que estos problemas ocasionan, entre
los que se pueden mencionar son los siguientes:
Figura 2. Identificación de los principales problemas ambientales de Ecuador Sáez & Urdaneta, 2014
Sin embargo, los que se señalan si requieren una atención muy particular, en
término de recursos humanos, coordinación y concertación interinstitucional, de
toma de medidas, de búsqueda de recursos financieros y otros que, permitan
disminuir el impacto negativo de estos problemas y avanzar sobre esta base en la
búsqueda de soluciones definitivas (Sáez & Urdaneta, 2014).
Pro
ble
mas
Am
bie
nta
les
Degradación de los suelos
Deterioro del saneamiento y lascondiciones ambientales enasentamientos humanos
La recolección y disposición de losdesechos sólidos
Deficiente calidad del aire,derivadas fundamentalmente deubicaciones relativas incorrectas decentros industriales yasentamientos poblacionales
La violación de la legislaciónambiental
Contaminación de las aguasinteriores y marinas
30
Situación socioambiental de las bananeras
La expansión acelerada que tuvieron los monocultivos de banano derivó a la
mayor vulnerabilidad a plagas por lo cual se recurrió al uso de pesticidas, que
contaminaron agua y suelo de la zona de sembrío y sus alrededores. La seguridad,
higiene y salud en plantaciones bananeras ha estado prácticamente ausente, salvo
poquísimas excepciones. En los últimos años, con motivo del aumento de la presión
internacional en cuanto a exigencias ambientales de los productores y productos y
a nivel nacional debido a la implementación de normas destinadas a mejorar el
control, se han producido leves avances (Sáez & Urdaneta, 2014).
Proceso post cosecha de banano
2.2.6.1 Desmane
Se realiza un corte cerca del tallo con la cuchareta, dejando suficiente corona, a
medida que se va desmanando se retira los protectores. Por consiguiente, las
manos son colocados cuidadosamente en la tina de desmane (Agrocalidad, s.f).
2.2.6.2 Gajeo o clúster
Consiste en separar las manos en gajos de cuatro hasta ocho dedos,
desechando los dedos con defectos y dejando la corona cuadrada. Posteriormente,
se colocan los gajos en la tina de lavado (Agrocalidad, s.f).
2.2.6.3 Lavado y desleche del banano
Los gajos se mantienen en la tina con agua fluida y con un producto que remueve
el látex, el cual actúa durante el tiempo que la fruta se encuentra en la tina. A los
lados de la tina de lavado se ubican trabajadores que lavan los gajos para mejorar
la presentación del mismo (Ovalle & Rueda, 1998).
31
2.2.6.4 Fumigación y tratamiento
Finalmente se fumiga la corona de los gajos para prevenir hongos que producen
la descomposición de la corona durante el transporte y almacenamiento de la fruta
(Agrocalidad, s.f).
Los pesticidas que se utilizan en la post cosecha de banano se encuentran
descritas en la tabla 1:
Tabla 1. Pesticidas comúnmente utilizados en el proceso de post cosecha de producción de banano
Nombre Comercial
Nombre Común Acción Efectos sobre la Salud
Efectos sobre el
Ambiente
Clasificación Toxicológica
ec ®2 Thiabendazole Fungicida sistémico Antihelmíntico
Peligroso por Ingestión oral y Piel
Tóxico para peces, y muy tóxicos para organismos acuáticos
III
Banalatex Húmedo3
Ácido Alquilbencenosulfonico Lineal
Precipita y remueve el Látex Fresco de la Fruta
Nocivo en caso de Ingestión, irritante para los ojos.
III
Cloro 65%4 Hipoclorito de Calcio Ca (ClO)2
Desinfección del agua para lavado de fruta
Enfermedades a la piel o respiratoria
Dañino para la vida acuática, se descompone con emisión de gases nocivos
IV
Sulfato de Aluminio
Sulfato de aluminio: Al2 (SO4)
Precipitación de SST en las Tinas de Lavado de Fruta
Irritación en la nariz, garganta y piel
Nocivo para la vida acuática.
IV
Ovalle & Rueda, 1998
Agua residual en bananeras
El ambiente de vida aparece estrechamente interrelacionado con el ambiente de
trabajo ya que los riesgos sobrepasan los límites de la plantación a través de los
causes de agua contaminados, los cursos de aguas se encuentran
permanentemente afectados por la presencia de compuestos organofosforados,
32
por pesticidas de las aspersiones aéreas o bombas de aspersión, por el lavado de
mochilas usadas para fumigar dentro de las plantaciones y a su vez con productos
utilizados para lavar las manos de banano en las tinas estos pasan a causes de
agua, terminando en ríos de la zona (Arroyave Rojas, 2007).
Tratamiento de aguas residuales
El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos,
químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos,
químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano. El proyecto
fundamental para el control de la contaminación por aguas residuales ha sido tratar
las aguas residuales de la post cosecha y estas hagan parte del proceso de
recirculación de agua y dejar que la biorremediación lo complete en el cuerpo
receptor. Para ello el nivel de tratamiento requerido es en función de la capacidad
de auto purificación natural del cuerpo receptor (Romero J. , 2005).
2.2.8.1 Tratamiento físico
Tamizado, remoción de gas, remoción de arena, precipitación con o sin ayuda
de coagulantes o floculantes y separación y filtración de sólidos (Worral & Besien,
2004).
2.2.8.2 Tratamiento biológico
Lechos oxidantes o sistemas aeróbicos, post-precipitación, liberación al medio
de efluente, con o sin desinfección según las normas de cada jurisdicción,
biodigestor anaeróbico y humedales artificiales utiliza la materia orgánica
biodegradable de las aguas residuales, como nutrientes de una población
bacteriana, a la cual se le proporcionan condiciones controladas para controlar la
presencia de contaminantes (Worral & Besien, 2004).
33
2.2.8.3 Tratamiento químico
Se utilizan agentes químicos para remover agentes contaminantes (Worral &
Besien, 2004).
Salud ambiental
En los actuales momentos muchos países han optado por diferentes políticas
para conservar la salud ambiental, a fin prevenir y mitigar los riesgos de salud
ambiental que por diferentes factores se originan, lo cual perjudicaría de manera
irreversible a las nuevas generaciones, en razón que estas provocan en las
personas de todas las edades; enfermedades diarreicas, respiratoria, de la piel
entre otras. Se ha presentado una aceleración del deterioro de los ecosistemas y
esto se expresa en el agotamiento de mantos freáticos, la incapacidad de los
bosques para evitar inundaciones producto de la pérdida de suelos y capa forestal
(Riojas, Schilmann, López, & Finkelman, 2013).
Contaminación de pesticidas en los suelos
Los compuestos organoclorados y organofosforados han sido particularmente
efectivos en el control de plagas y enfermedades, pero su resistencia a la
degradación ha resultado en que sean contaminantes universales en el suelo y
hasta cierto punto en los alimentos. Las propiedades químicas de los pesticidas
como la baja solubilidad en agua y grasas, la estabilidad a la fotooxidación y la baja
presión de vapor son los principales elementos no solo en la eficacia de estos
compuestos como pesticidas sino también en su persistencia en el ambiente
(Hernández, 2019).
34
Residuos de pesticidas en suelos agrícolas europeos
El uso de pesticidas es una base importante de la intensificación agrícola
observada en las últimas décadas. Desde el punto de vista Silva, y otros (2018)
manifiestan que:
La contaminación del suelo por residuos de pesticidas se ha convertido en un
problema de creciente preocupación debido a la alta persistencia del suelo de
algunos pesticidas y toxicidad para especies no objetivo. En este estudio, se evaluó
la distribución de 76 residuos de pesticidas en 317 muestras de suelo agrícola de
toda la Unión Europea. Los suelos se recogieron en 2015 y procedían de 11
miembros de Estados UE y 6 sistemas principales de cultivo. Más del 80% de los
suelos analizados contenían residuos de pesticidas (el 25% de las muestras tenían
1 residuo, el 58% de las muestras tenían mezclas de dos o más residuos), en un
total de 166 combinaciones diferentes de pesticidas. El glifosato y su metabolito
AMPA, DDTs (DDT y sus metabolitos) y los fungicidas de amplio espectro boscalid,
epoxiconazol y tebuconazol fueron los compuestos más frecuentemente
encontrados en las muestras de suelo y los compuestos encontrados en las
concentraciones más altas. Estos compuestos ocasionalmente excedían sus
concentraciones ambientales previstas en el suelo.
La producción bananera ecuatoriana
El Ecuador es productor y exportador del banano a nivel mundial,
aproximadamente 2,5 millones de personas pertenecientes a nueve provincias
están dedicadas a la industria bananera ecuatoriana. Con referencia a lo anterior
se puede observar que el sector bananero, genera trabajo a un considerable grupo
de personas, así como también esta actividad produce desecho sólido, que si no
es correctamente tratado puede afectar de manera significativa al medio ambiente
35
y por ende a las personas que habitan en el entorno (Martinez, Lapo, Pérez,
Zambrano, & Maza, 2015).
Importancia de la producción de banano en la provincia de El Oro,
Ecuador
La mayor parte de los bananos certificados se exporta desde los países en
desarrollo como América Latina y el Caribe en los que está incluido Ecuador, con
destino hacia los países desarrollados, predominantemente Europa y América del
Norte, representa el 90 % de las importaciones. Como puede observarse esta
afirmación resalta que el banano es la fruta que está en los principales mercados
internacionales, la producción bananera es uno de los principales motores de gran
importancia para la economía del cantón Machala, provincia de El Oro
(Organización de las Naciones Unidas, 2018).
2.3 Marco legal
Constitución de la República del Ecuador, 2008.
Capitulo II, Derechos del Buen Vivir. Sección Séptima: Salud.
Art 32: “La salud es un derecho que garantiza el Estado, cuya realización se vincula al ejercicio de otros derechos, entre ellos el derecho al agua, la alimentación, la educación, la cultura física, el trabajo, la seguridad social, los ambientes sanos y otros que sustentan el buen vivir”. “Se prohíbe el desarrollo, producción, tenencia, comercialización, importación, transporte, almacenamiento y uso de armas químicas, biológicas y nucleares, de contaminantes orgánicos persistentes altamente tóxicos, agroquímicos internacionalmente prohibidos, y las tecnologías y agentes biológicos experimentales nocivos y organismos genéticamente modificados perjudiciales para la salud humana o que atenten contra la soberanía alimentaria o los ecosistemas, así como la introducción de residuos nucleares y desechos tóxicos al territorio nacional”.
Art 396: “El Estado adoptará las políticas y medidas oportunas que eviten los impactos ambientales negativos, cuando exista certidumbre de daño. En caso de duda sobre el impacto ambiental de alguna acción u omisión, aunque no exista evidencia científica del daño, el Estado adoptará medidas protectoras eficaces y oportunas (Asamblea Constituyente, 2008).
36
Texto Unificado de Legislación Secundaria del MAGAP, 2016. Decreto
Ejecutivo 3609.
Título VII: Del Saneamiento Ambiental Bananero
Capítulo I
Aspectos generales
Art. 1.- El Ministerio de Agricultura y Ganadería a través del Servicio Ecuatoriano de Sanidad Agropecuaria (SESA) y en coordinación con las compañías fabricantes e importadoras de plaguicidas, empresas exportadoras y productoras de banano, diseñarán y realizarán programas de educación, capacitación y divulgación en el ámbito nacional, sobre uso, manejo, transporte y almacenamiento de productos químicos utilizados como: fertilizantes, defoliantes, adyuvantes, plaguicidas, etc.
El manejo de los plaguicidas utilizados en el cultivo de banano podrá ser ejecutado solamente por un profesional acreditado por el SESA, con el carné respectivo, quien velará por el cumplimiento de las leyes y reglamentos vigentes.
El personal que intervenga en la manipulación y aplicación de plaguicidas debe sujetarse a lo que, para el efecto, establecen las leyes y normas vigentes.
Art. 7.- Las compañías aplicadores, los exportadores, importadores y productores de agroquímicos, están obligados a elaborar planes y programas de contingencia ambiental y o biorremediación que permitan evitar y mitigar la contaminación del ambiente y las provocadas por derrames para lo cual dispondrán de los equipos, materiales y personal suficiente para atender esos accidentes. Los residuos serán manejados de acuerdo con lo dispuesto en el presente reglamento, en la Ley de Plaguicidas, su reglamento y en las normas INEN correspondientes.
Capítulo II
De los productores bananeros
Art. 14.- Los productores bananeros que, con previa autorización legal establecieron nuevas plantaciones o que resembrarán las antiguas, deberán regirse a los siguientes lineamientos:
c. Reservar franjas protectoras de por lo menos 10 metros de ancho a lo largo de ríos, esteros, pozas, canales de aducción de agua, canales perimetrales de drenaje, carreteros, camaroneras o estanques de agua que linderen con las bananeras;
Art. 17.- El productor bananero está obligado a prevenir la contaminación de fuentes de agua y ambiente en general, evitando derrames, recogiendo recipientes vacíos y remanentes de plaguicidas. Estos remanentes de plaguicidas, así como las aguas utilizadas en el lavado del equipo empleado, deben ser depositados en lugares apropiados como pozos de sedimentación, debidamente tratados para el efecto. Los residuos serán esparcidos en la bananera a un mínimo de diez metros de canales de riego, drenaje, pozos y
37
tanques de agua y/o viviendas, en diferentes lugares en cada ocasión (Ministerio de agricultura y ganadería, 2016).
Texto Unificado de Legislación Secundaria del Ministerio del
Ambiente: Norma de Calidad Ambiental del Recurso Suelo y Criterios de
Remediación para Suelos Contaminados.
Libro VI.
Anexo 2
4.1.2.- De las actividades que degradan la calidad del suelo.
4.1.2.1 Las organizaciones públicas o privadas dedicadas a la comercialización, almacenamiento y/o producción de químicos, hidroelectricidad, exploración y explotación hidrocarburífera, minera, y agrícola, tomarán todas las medidas pertinentes a fin de que el uso de su materia prima, insumos y/o descargas provenientes de sus sistemas de producción y/o tratamiento, no causen daños físicos, químicos o biológicos a los suelos.
4.1.2.2 Las organizaciones dedicadas a la comercialización y producción de plaguicidas deberán efectuar campañas de difusión sobre el uso racional y técnico de estos compuestos, para esto, la empresa comercializadora y/o productora está en el deber de impartir charlas alusivas al uso de estos compuestos, sus riesgos y métodos adecuados de disposición final de los desechos.
4.1.2.3 Las sustancias químicas e hidrocarburos deberán almacenarse, manejarse y transportarse de manera técnicamente apropiada, tal como lo establece las regulaciones ambientales del sector hidrocarburífero y la Norma Técnica Ecuatoriana INEN 2266, referente al Transporte, Almacenamiento y Manejo de Productos Químicos Peligrosos, o la que la reemplace.
4.1.2.6 Se prohíbe el vertido de las aguas residuales provenientes del tratamiento de triple lavado de envases o recipientes que hallan contenido pesticida, sobre el suelo. Se permitirá la aplicación técnica del agua de triple lavado en cultivos que así lo requieran.
4.1.2.8 Los productores agrícolas, están en la obligación de utilizar técnicas que no degraden la calidad del suelo agrícola, así como deberán implementar procedimientos técnicos respecto al uso racional de plaguicidas, fertilizantes y sustancias tóxicas, este tipo de productos deberán ser manejados mediante buenas prácticas y métodos establecidos en las Normas Técnicas y Reglamentos aplicables y vigentes en el país.
4.1.3.- Suelos contaminados.
4.1.3.1 Los causantes por acción u omisión de contaminación al recurso suelo, a causa de derrames, vertidos, fugas, almacenamiento o abandono de productos o desechos peligrosos, infecciosos o hidrocarburífera, deberán proceder a la
38
remediación de la zona afectada, considerando para el efecto los criterios de remediación de suelos contaminados que se encuentran en la presente norma.
4.1.3.2 La entidad ambiental de control exigirá al causante la remediación del sitio contaminado y el monitoreo de las acciones de remediación, hasta alcanzar los objetivos o valores de remediación establecidos en la presente norma.
4.1.3.5 Cuando por cualquier causa se produzcan derrames, infiltraciones, descargas o vertidos de residuos o productos peligrosos de forma accidental sobre el suelo, áreas protegidas o ecológicamente sensibles, se debe dar aviso inmediato de los hechos a la Entidad Ambiental de Control; aviso que deberá ser ratificado por escrito dentro de las 48 horas siguientes al día en que ocurran los hechos, para que dicha dependencia esté en posibilidad de dictar o en su caso promover ante la Entidad Ambiental de Control competente, la aplicación de las medidas de seguridad y de contingencia que procedan.
El aviso por escrito a que se refiere el numeral anterior deberá comprender:
Identificación, domicilio y teléfonos de los propietarios, tenedores, administradores o encargados de los residuos o productos peligrosos de que se trate;
Localización y características del sitio donde ocurrió el accidente;
Causas que motivaron el derrame, infiltración, descarga o vertido;
Descripción precisa de las características fisicoquímicas y toxicológicas, así como, cantidad de los residuos o sustancias peligrosas derramadas, infiltrados, descargados o vertidos;
Acciones realizadas para la atención del accidente;
Medidas adoptadas para la limpieza y restauración de la zona afectada;
Se deberá analizar los posibles riesgos a la salud humana y medio ambiente producto de la contaminación; 4.2 Criterios de Calidad del Suelo y Criterios de Remediación
4.2.1.- Criterios de Calidad del Suelo.
Los criterios de calidad son valores de fondo aproximados o límites analíticos de detección para un contaminante en el suelo. Para los propósitos de esta Norma, los valores de fondo se refieren a los niveles ambientales representativos para u contaminante en el suelo. Los valores pueden reflejar las variaciones geológicas naturales de áreas no desarrolladas o libres de la influencia de actividades industriales o urbanas generalizadas.
4.2.2.- Criterios de Remediación o Restauración del Suelo.
Los criterios de Remediación o Restauración se establecen de acuerdo al uso que del suelo (agrícola, comercial, residencial e industrial). Tienen el propósito de establecer los niveles máximos de concentración de contaminantes de un suelo en proceso de remediación o restauración (Ministerio del ambiente, 2015).
39
Texto Unificado de Legislación Secundaria del Ministerio del
Ambiente: Norma de calidad ambiental y de descarga de efluentes - recurso
agua.
Libro VI.
Anexo 1
4.1.4 Criterios de calidad de aguas de uso agrícola o de riego.
Se entiende por agua de uso agrícola aquella empleada para la irrigación de cultivos y otras actividades conexas o complementarias que establezcan los organismos competentes.
Se prohíbe el uso de aguas servidas para riego, exceptuándose las aguas servidas tratadas y que cumplan con los niveles de calidad establecidos en esta norma (Ministerio del ambiente, 2015).
40
3. Materiales y métodos
3.1 Enfoque de la investigación
Tipo de investigación
La presente investigación fue de tipo descriptivo, cuyo interés fue comprender y
transformar la problemática encontrada, estuvo fundamentada en la información
consultada, en artículos, revistas científicas, revisiones conceptuales y en análisis
de información que permitió entender la situación de conflicto.
Este trabajo estuvo apoyado en la investigación cualitativa, cuyo fin fue
determinar el problema, describir y analizar exhaustivamente información, en razón
de alcanzar los objetivos planteados. Así mismo, fue empleado un método
cuantitativo, que permitió la organización, recopilación y análisis de los datos
adquiridos de diferentes fuentes para un detallado y absoluto entendimiento de los
hechos.
La investigación de campo aportó al hallazgo del problema. En el presente caso
fue preciso acudir a la finca bananera San Jacinto de la parroquia Barbones, para
constatar el manejo de aguas residuales de la post cosecha, se realizó las
respectivas observaciones para poder obtener los resultados tangibles, es
importante por la confiabilidad que garantiza la información obtenida de fuente de
primera mano.
Diseño de investigación
Este proyecto investigativo se efectuó bajo la modalidad documental y
descriptiva, por lo que no fue una investigación experimental, permitió recopilar,
analizar e interpretar los datos de la investigación en forma ordenada, se
determinaron las variables y su relación con el problema encontrado en la
contaminación de suelos de la finca bananera San Jacinto de la parroquia
41
Barbones, del cantón el Guabo de la provincia de El Oro, donde se propuso un
proceso sistemático, riguroso y planificado para la remediación de agua y a su vez
la minimización de contaminantes en los suelos, a fin de contrastar los datos
obtenidos y promover el buen vivir de la comunidad aledaña a la finca que es objeto
del estudio, para esto fue necesario aplicar un proceso de remediación de lechos
biológicos y la recirculación de agua de la post cosecha, cuyos resultados reflejaron
la realidad y los efectos de la contaminación de suelos.
3.2. Metodología
En la figura 3 se muestra el siguiente diagrama de flujo de la propuesta de ejecución
del proyecto de tesis:
Figura 3. Diagrama de flujo de la metodología de la investigación Autor, 2020
Variables
3.2.1.1 Variable independiente
Presencia de pesticidas organofosforados en suelos:
Carbaril
Carbofuran
Clorpirifos
42
Malation
Metil Paration
3.2.1.2 Variable dependiente
Concentración de contaminación de suelos
. Recolección de datos
3.2.2.1 Recursos
Este proyecto investigativo fue viable, su puesta en marcha fue aplicable y
comprobable, para proporcionar alternativas de solución al problema detectado; se
utilizó los siguientes recursos:
Pala de madera
Bolsas plásticas con cierre
Bolsas de papel
Cubeta
GPS
Cámara Fotográfica
Muestra de suelos
Tamiz
Balanza de precisión
Agua destilada
Probeta
Vaso de precipitación
pH-metro
Agitador
Frasco lavador
Hidrómetro
43
Termómetro
Copa de dispersión
Agua
Probeta
Émbolo
Cronómetro
3.2.2.2 Métodos y técnicas
En este estudio se aplicó métodos inductivos, deductivos y estadísticos, en razón
de brindar posibilidades a una mejor comprensión acerca de la importancia a la
contaminación de suelos producidos por aguas residuales de la post cosecha en la
bananera San Jacinto.
Por otro lado, se utilizó la técnica de muestreo de suelos, posteriormente se
procedió a realizar un análisis físico químico mediante la técnica de cromatografía,
determinación potenciométrica del pH y textura del suelo.
Método Inductivo, se realizó investigaciones a fin de llegar a una propuesta de
minimización de carga contaminante de las descargas de aguas con presencia de
pesticidas y su efecto en suelos, que, mediante un estudio particular de hechos
detectados, permitió llegar a conclusiones generales. Rodriguez & Perez (2017)
afirman:
Los análisis de hechos que suceden de manera individual, hasta llegar a hechos
generales es un método que permite ordenar y recolectar datos, a fin de reflexionar
sobre la información de los efectos que originan las descargas de aguas residuales
con presencia de pesticidas, contaminando suelos. De manera que, mediante
tablas comparativas se realizará una evaluación de los pesticidas que producen
mayor impacto sobre el suelo, producidos por las descargas de agua residual.
44
Por otro lado, el proceso deductivo se cumplen etapas que provienen de la forma
más general hasta llegar a hechos concretos, como es el caso de la contaminación
de suelos provocada por el inadecuado manejo de descargas de aguas residuales
a nivel mundial, para llegar al hecho particular de la bananera San Jacinto de la
parroquia Barbones del cantón El Guabo provincia de El Oro (Rodriguez & Perez,
2017).
Método Estadístico, la estadística es una ciencia que estudia la recolección,
análisis e interpretación de datos, ya sea para ayudar en la toma de decisiones o
para explicar condiciones regulares o irregulares de algún fenómeno o estudio
aplicado. Es decir que el método estadístico planifica y ejecuta, lo cual es positivo
porque a través del análisis de pesticidas organofosforados dados en prueba de
laboratorio, se podrá determinar la información de las muestras que van a hacer
estudiadas (Díaz, 2013).
Técnica de muestreo de suelos, es la fase más importante para la correcta
interpretación de datos en el laboratorio. La parte errónea del proceso de análisis
de suelos se halla en el muestreo, por tanto, es ideal tomar en cuenta las
sugerencias de personas capacitadas para una mejor precisión de resultados
(Osorio, 2012).
45
A continuación, se explica en la figura 4 el procedimiento a seguir para obtener una
muestra de suelos:
Figura 4. Diagrama de proceso de muestreo de suelos Autor, 2020
Método de cromatografía, se basa en la presencia de dos fases, tal como: fase
móvil, se desplaza a lo largo del sistema con mayor rapidez y la fase estacionaria
46
que puede estar rellena de un sólido o líquido, por tanto, la aplicación de
cromatografía en el análisis de laboratorio de la muestra de suelos de la finca San
Jacinto fue efectivo, determinando de manera puntual los componentes presentes
en los pesticidas organofosforados (Universidad Nacional Autónoma de México,
2007).
Técnica potenciométrica del pH, la medición del pH en el suelo está enfocada a
la cantidad de nutrientes que aporta los suelos para la vegetación, el rango máximo
de solubilidad que presenta los nutrientes es entre 6 y 7 (Gómez, 2013).
Textura, hace mención al tamaño de partículas que existe en un volumen de
suelo dado, la determinación de esta, es una de las técnicas más importantes,
debido a que se puede obtener resultados físicos del suelo (Gómez, 2013).
Análisis estadístico
El estudio se llevó a cabo con la aplicación de estadística descriptiva, ya que se
estableció una propuesta de tratamiento y análisis de los datos obtenidos, cuyos
resultados dependieron de la posibilidad de la puesta en práctica del sistema de
recirculación de agua.
Con la finalidad de obtener una idea amplia sobre la problemática de la
contaminación de suelos, generada por las descargas de aguas residuales y el
abuso de pesticidas en el proceso de post cosecha que se desarrollan en la
bananera San Jacinto, de la parroquia Barbones de la provincia de El Oro. Se
realizó una visita técnica, para constatar el uso de pesticidas, las actividades de
post de cosecha de banano y las descargas de aguas residuales.
Para la determinación de la presencia de pesticidas en el suelo, se realizó un
análisis físico químico de suelos de la bananera San Jacinto. Por consecuente,
47
aplicamos como ya antes mencionado la estadística descriptiva, con los datos
obtenidos y basado a la recopilación bibliográfica.
48
4 Resultados
4.1 Características de suelos contaminados provocados por la post cosecha
de la actividad bananera mediante análisis de laboratorio
Análisis Físico
4.1.1.1 Textura
Por otra parte, el análisis de textura de suelos se efectuó bajo el método de
Bouyucos, con la ayuda de la práctica de laboratorio pudimos establecer los
siguientes valores:
Tabla 2. Análisis de los parámetros de textura Muestra Hidrómetro Temperatura
Análisis 1 70 24°C
Análisis 2 20 24°C
Autor, 2020
Para evaluar los resultados de laboratorio y determinar el porcentaje de arena,
limo y arcilla, se empleó las siguientes operaciones matemáticas. El valor tomado
en la primera lectura en el hidrómetro, restado por la cantidad de gramos de suelos
que utilizamos para la práctica de laboratorio: 100 − 70 = 30 (valor provisional de arena)
Para poder continuar con los cálculos, es importante tomar en cuenta los valores
de temperatura. Es preciso señalar que, para una correcta determinación de los
valores de temperatura existe una regla elemental, que señala: por cada °C
superior a los 20°C se tiene que aumentar 0.11 al valor obtenido en este cálculo: 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 = 24°𝐶
4 × 0.11 = 𝟎. 𝟒𝟒𝑹.
49
Ya obtenidos los valores desglosados, se determinó el porcentaje de arena;
sumando el valor de temperatura con el valor provisional de arena como se muestra
en la siguiente formula expresada: 30 + 0.44 = 𝟑𝟎. 𝟒𝟒𝑹. (% arena)
Posteriormente, se determinó el porcentaje de arcilla; utilizando el valor de la
segunda lectura definido con el hidrómetro más el valor de la temperatura que ya
se encuentra calculado: 20 + 0.44 = 𝟐𝟎. 𝟒𝟒𝑹. (% arcilla)
Para la obtención del porcentaje del limo, se suman los valores de arena y arcilla
y al valor total de estos, se le resta 100 como se muestra en la siguiente formula
expresada: 100 − (30.44 + 20.44) = 𝟒𝟗. 𝟏𝟐𝑹. (% limo)
Ya obtenidos los valores de arena, arcilla y limo; se establecio la identificación
del tipo de textura que posee los suelos de la finca “San Jacinto” mediante el
triángulo de clases texturales de la metodologia de bouyucos.
50
En la figura 5 se muestra el tipo de textura que posee los suelos de la finca San
Jacinto:
Figura 5.Triangulo para determinar las clases textural de suelos FAO, 2020
Finalmente, se señaló los valores en el triángulo de texturas y el resultado indico
que el tipo de textura de suelos es donde cruzan las líneas de los tres valores
obtenidos. Deduciendo, la clase textural de suelos es franco y su puntuación es
moderada (1punto), por lo que, es un suelo ligeramente arenoso.
51
Análisis Quimico
4.1.2.1 pH
La presencia de pH en los suelos, es una propiedad necesaria que puntualiza la
disponibilidad de nutrientes para la absorción de plantas. Los valores de pH se
encuentran en una escala de 0 a 14, donde: 0 a <7 es un pH ácido, mientras que
>7 hasta 14 se lo denomina como pH alcalino. Teniendo en cuenta que, un pH
neutro está en el rango de 7, pero un nivel considerable de presencia de nutrientes
en el suelo varía entre 5.5 a 7.5 (Food and Agriculture Organization of the United
Nations, 2020).
En la siguiente figura se muestra el valor del pH analizado en laboratorio
contrastado con el valor de pH según la FAO:
Figura 6. Análisis del pH Autor, 2020
Con el muestreo realizado se obtuvo como resultado que el pH de suelos de la
finca San Jacinto está en un rango de 8.6, es decir, es un suelo alcalino dado por
la presencia de pesticidas
0
7
14
0
8,6
14
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Ácido NEUTRO Alcalino
pH
pH FAO pH RESULTADO
52
4.1.2.2 Pesticidas organofosforados
Los límites máximos de residuos de pesticidas organofosforados en el medio
ambiente, oscilan desde 0,02 a 0,13 mg/kg obtenidos con la técnica de
cromatografía, siendo esta la más eficiente (Stoytcheva & Zlatev, 2011).
Por otro lado Resabala (2013), realizó un muestreo aplicado en estratos en áreas
de cosecha que corresponden a las provincias exportadoras de banano en el
Ecuador, como: El Oro, Guayas, Los Ríos. Se analizaron 16 muestras; aplicando
el método de cromatografía, cuyos resultados reportan la presencia de fungicidas,
y fungicidas de post cosecha.
En cuanto al análisis realizado de pesticidas organofosforados, se envió al
laboratorio certificado una sola muestra, pero esta fue tomada como muestra
compuesta, refiriéndonos a la extracción de submuestras dentro del área que se
evaluó y posteriormente se aplicó la técnica de muestreo. Esta muestra fue
analizada durante 8 días laborales, obteniendo como resultado 5 parámetros
presentes en el suelo que pertenecen a la familia de los pesticidas
organofosforados.
53
En la tabla 3 se observó los resultados de los parámetros analizados,
proporcionado por el laboratorio Grupo Químico Marcos:
Tabla 3. Resultados del informe de ensayo de muestra de suelo tomada en la bananera San Jacinto
Parámetro Resultado Unidades Método
Pesticidas Organofosforados (1)
0,01 mg/kg 6640 B
Pesticidas Organofosforados: Carbaril (1)
0,07 mg/kg 6640 B
Pesticidas Organofosforados: Carbofuran (1)
0,08 mg/kg 6640 B
Pesticidas Organofosforados: Clorpirifos (1)
0,06 mg/kg 6640 B
Pesticidas Organofosforados: Malation (3)
0,12 mg/kg 6640 B
Organofosforados: Metil Paration (1)
0,09 mg/kg 6640 B
Grupo Químico Marcos, 2020
En base a los resultados obtenidos en el informe de ensayo n° 81384-1 con
fecha de 21 de octubre de 2020 realizado en la ciudad de Guayaquil por parte del
Laboratorio Grupo Químico Marcos GQM, se detalla la siguiente interpretación: En
relación a los parámetros con presencia de pesticidas organofosforados en los
suelos provocados por la post cosecha, mismos que fueron escogidos en base al
análisis ambiental previo del proceso a evaluar; teniendo que, dentro de la actividad
de saneo de banano se tiene el uso de insumos indirectos que son empleados en
labores de contención de erradicación de malezas (agroquímicos en base
organofosforada), cuya actividad es realizada durante todo el año, una vez por
semana, de manera que aporto a los resultados de los parámetros analizados en
54
unidades mg/Kg de Carbaril (0,07), Carbofuran (0,08), Clorpirifos (0,06), Malation
(0,12), Metil Paration (0,09); empleando la técnica método de detección 6640 B
cromatografía.
En la figura 7, se muestra de manera más detallada los valores analizados en
laboratorio de pesticidas organofosforados
Figura 7. Resultado de parámetros analizados por el laboratorio Autor, 2020
0,010,07
0,08
0,06
0,12
0,09
Pesticidas Organofosforados (1)
Pesticidas OrganofosforadosCarbaril (1)
Pesticidas OrganofosforadosCarbofuran (1)
Pesticidas OrganofosforadosClorpirifos (1)
Pesticidas OrganofosforadosMalation (3)
Pesticidas OrganofosforadosMetil Paration (1)
55
4.2 Límites máximos permisibles establecidos en la normativa ambiental
vigente (AC 097-A) contrastado con los valores obtenidos del informe
de ensayo
El resultado del informe de ensayo de muestras de suelos de plaguicidas
organofosforados detectados en la finca San Jacinto, fue contrastado con la
normativa ambiental vigente nacional e internacional.
En la tabla 4 se señala los valores de normativas ambientales vigentes
nacionales e internacionales, que determinan los parámetros de calidad de suelos.
Tabla 4. Límites máximos permisibles en compuestos organofosforados en mg/kg
Normativa
Nacional e
Internacional
Carbaril
(mg/kg)
Carbofuran
(mg/kg)
Clorpirifos
(mg/kg)
Malation
(mg/kg)
Metil
Paration
(mg/kg)
AC 097-A N/A 0,01 N/A N/A N/A
CHILE 0,05 0,1 0,05 0,02 0,02
FAO 0,05 0,05 0,01 0,1 0,1
UE 0,01 0,01 0,01 0,02 0,01
N/A: No aplica Autor, 2020
Para determinar el límite de detección de cada parámetro analizado, se utilizó
las normativas de indicadores de calidad de suelos que permitió medir y facilitar
seguimientos de los daños provocados por la actividad agrícola, en este proyecto
investigativo se enfocó en los efectos provocados por la post cosecha de la
actividad bananera.
56
Pesticida organofosforado: Carbaril
Se contrasto los resultados obtenidos con las diferentes normativas nacionales
e internacionales, mostrados en la siguiente tabla:
Tabla 5. Evaluación del pesticida organofosforado carbaril con normativas ambientales
COMPONENTE RESULTADO AC 097 A CHILE FAO UE
Carbaril (mg/kg) 0,07 N/A 0,05 0,05 0,01
Autor, 2020
Según acreditación SAE-LEN-005-001 del laboratorio, en la figura 8 se muestra
el parámetro analizado carbaril, supera el rango de límites máximos permisibles
dados en: Resolución 33 EXENTA (Chile), FAO y UNION EUROPEA. Cabe
recalcar que el Acuerdo Ministerial 097-A no aplica en los parámetros máximos
permisibles de la tabla de criterios de calidad de suelos.
Figura 8. Cantidad en mg/kg de carbaril vs normativas ambientales Autor, 2020
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
RESULTADO AC 097-A CHILE FAO UE
0,07
0
0,05 0,05
0,01
(mg/
kg)
Carb
aril
57
Pesticida organofosforado: Carbofuran
Se compara los resultados obtenidos con las diferentes normativas nacionales e
internacionales, mostrados en la siguiente tabla:
Tabla 6. Evaluación del pesticida organofosforado carbofuran con normativas ambientales
COMPONENTE RESULTADO AC 097 A CHILE FAO UE
Carbofuran
(mg/kg) 0,08 0,01 0,1 0,05 0,01
Autor, 2020
Según acreditación SAE-LEN-005-001 del laboratorio, se muestra en la figura 9
el parámetro analizado carbofuran, presenta niveles mayores a los límites máximos
permisibles dados en: FAO y UNION EUROPEA; siendo menor al límite máximo
permisible de Resolución 33 EXENTA (Chile). Es importante señalar que la
normativa del Acuerdo Ministerial 097-A aplica únicamente en este parámetro
organofosforado.
Figura 9. Cantidad en mg/kg de carbofuran vs normativas ambientales Autor, 2020
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1
RESULTADO
AC 097-A
CHILE
FAO
UE
0,08
0,01
0,1
0,05
0,01
(mg/kg) Carbofuran
58
Pesticidas organofosforados: Clorpirifos
En la tabla 7 se contrasto los resultados obtenidos con las diferentes normativas
nacionales e internacionales:
Tabla 7. Evaluación de pesticida organofosforado clorpirifos con normativas ambientales
COMPONENTE RESULTADO AC 097 A CHILE FAO UE
Clorpirifos
(mg/kg) 0,06 N/A 0,05 0,01 0,01
Autor, 2020
Según acreditación SAE-LEN-005-001 del laboratorio, muestra en la figura 10 el
parámetro analizado clorpirifos, notando que es mayor a los LMP dados en:
Resolución 33 EXENTA (Chile), FAO y UNION EUROPEA. Por el contrario, en la
normativa ambiental vigente de Ecuador las concentraciones del pesticida no
aplican.
Figura 10. Cantidad en mg/kg de clorpirifos vs normativas ambientales Autor, 2020
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06
RESULTADO
AC 097-A
CHILE
FAO
UE
0,06
0
0,05
0,01
0,01
(mg/kg) Clorpirifos
59
Pesticida organofosforado: Malation
En la tabla 8 se comparan los resultados obtenidos con las diferentes normativas
nacionales e internacionales:
Tabla 8. Evaluación de pesticida organofosforado malation con normativas ambientales
COMPONENTE RESULTADO AC 097 A CHILE FAO UE
Malation (mg/kg) 0,12 N/A 0,02 0,1 0,02
Autor, 2020
Según acreditación SAE-LEN-005-001 del laboratorio, se muestra en la figura
11 el parámetro analizado malation, que posee una cantidad significativa a
comparación de la Resolución 33 EXENTA (Chile), FAO y UNION EUROPEA,
superando los límites máximos permisibles que establecen cada institución
anteriormente mencionada. Sin embargo, en el AM 097-A no consideran en su
normativa al malation.
Figura 11. Cantidad en mg/kg de malation vs normativas ambientales Autor, 2020
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
RESULTADO AC 097-A CHILE FAO UE
0,12
0
0,02
0,1
0,02
(mg/
kg)
Mal
atio
n
60
Pesticida organofosforado: Metil Paration
Se contrasto los resultados obtenidos con las diferentes normativas nacionales
e internacionales, mostrados en la siguiente tabla:
Tabla 9. Evaluación de pesticida organofosforado metil paration con normativas ambientales
COMPONENTE RESULTADO AC 097 A CHILE FAO UE
Metil Paration
(mg/kg) 0,09 N/A 0,02 0,1 0,01
Autor, 2020
Según acreditación SAE-LEN-005-001 del laboratorio, en la figura 12 se muestra
el parámetro analizado del metil paration, excede el nivel de LMP en la legislación
de: la Resolución 33 EXENTA (Chile) y UNION EUROPEA; mientras que la FAO
es mayor al LMP. En cambio, el pesticida mencionado no aplica en la legislación
ecuatoriana.
Figura 12. Cantidad en mg/kg de metil paration vs normativas ambientales Autor, 2020
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1
RESULTADO
AC 097-A
CHILE
FAO
UE
0,09
0
0,02
0,1
0,01
(mg/kg) Metil Paration
61
4.3 Análisis de resultados fiscos químicos obtenidos en base a fuentes
secundarias y bibliografía especializada
A través de investigaciones se demostró la presencia de contaminantes
organofosforados en los diferentes proyectos tales como Carbaril Carbofuran,
Clorpirifos, Malation, Paration-metilo con las siguientes concentraciones:
Tabla 10. Parámetros analizados de compuestos organofosforados frente a parámetros bibliográficos
Autores Carbaril
(mg/kg)
Carbofuran
(mg/kg)
Clorpirifos
(mg/kg)
Malation
(mg/kg)
Paration-
metilo
(mg/kg)
Illescas Dayana y
Lopez Patricio 0,07 0,08 0,06 0,12 0,09
Moreira García Jorge y
Vera Pincay Jessyn
MUESTRA A
0,05 0,01 0,07 0,03 0,01
Moreira García Jorge y
Vera Pincay Jessyn
MUESTRA B
0,05 0,01 0,07 0,03 0,01
Sergio Renato García
Montoya MUESTRA A 0,05 0,01 0,07 0,03 0,01
Sergio Renato García
Montoya MUESTRA B 0,01 0,1 0,06 0,02 0,1
Autor, 2020
62
En la figura 13, se realizó un contraste entre los proyectos de Illescas Dayana y
Lopez Patricio frente a Moreira García Jorge y Vera Pincay Jessyn (MUESTRA A)
de los compuestos organofosforados realizado con el método de cromatografía
para demostrar la diferencia entre cada compuesto, determinando que los
resultados obtenidos son mayores en carbaril, carbofuran, malation, metil paration
a diferencia de los resultados obtenidos de la (Muestra A) del proyecto de Moreira
García Jorge y Vera Pincay Jessyn que es mayor el compuesto clorpirifos.
Figura 13. Relación de resultados de compuestos organofosforados comparados con otros autores Moreira & Vera, 2016
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,07
0,08
0,06
0,12
0,09
0,05
0,01
0,07
0,03
0,01
mg/kg
Compuestos organofosforados
Illescas Dayana y Lopez Patricio Moreira García Jorge y Vera Pincay Jessyn MUESTRA A
63
En la figura 14, se realizó un contraste entre los proyectos de Illescas Dayana y
Lopez Patricio frente a Moreira García Jorge y Vera Pincay Jessyn (MUESTRA A)
de los compuestos organofosforados realizado con el método de cromatografía
para demostrar la diferencia entre cada compuesto, determinando que los
resultados obtenidos son mayores en carbaril, carbofuran, malation, metil paration
a diferencia de los resultados obtenidos de la (Muestra B) del proyecto de Moreira
García Jorge y Vera Pincay Jessyn que es mayor el compuesto clorpirifos.
Figura 14. Relación de resultados de compuestos organofosforados comparados con otros autores Moreira & Vera, 2016
Se derivó que las técnicas de agricultura tradicional presentan altos índices de
contaminantes como se refleja en las figuras 13 y 14, se observó que el índice
mayor de la muestra de Illescas Dayana y Lopez Patricio es el malation con un
valor de 0.12 mg/kg, mientras que el límite menor clorpirifos 0.06 mg/kg y en
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
Carbarilo Carbofurano Clorpirifos Malation Paration-metilo
0,07
0,08
0,06
0,12
0,09
0,05
0,01
0,07
0,03
0,01
mg/kg
Compuestos organofosforados
Illescas Dayana y Lopez Patricio Moreira García Jorge y Vera Pincay Jessyn MUESTRA B
64
comparación 0.07 de compuesto clorpirifos de los datos de muestreo de Moreira
García Jorge y Vera Pincay Jessyn.
En la figura 15, se realizó un contraste entre los proyectos de Illescas Dayana y
Lopez Patricio frente a Sergio García (MUESTRA A) de los compuestos
organofosforados realizado con el método de cromatografía para demostrar la
diferencia entre cada compuesto, determinando que los resultados obtenidos son
mayores en carbaril, carbofuran, malation, metil paration a diferencia de los
resultados obtenidos de la (Muestra A) del proyecto de Sergio Renato García
Montoya que es mayor el compuesto clorpirifos.
Figura 15. Relación de resultados de compuestos organofosforados comparados con otros autores García, 2015
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
Carbarilo Carbofurano Clorpirifos Malation Paration-metilo
0,07
0,08
0,06
0,12
0,09
0,05
0,01
0,07
0,03
0,01
mg/kg
Compuestos organofosforados
Illescas Dayana y Lopez Patricio Sergio Renato García Montoya MUESTRA A
65
En la figura 16, se realizó un contraste entre los proyectos de Illescas Dayana y
Lopez Patricio frente a Sergio García (MUESTRA B) de los compuestos
organofosforados realizado con el método de cromatografía para demostrar la
diferencia entre cada compuesto, determinando que los resultados obtenidos son
mayores en carbaril, malation a diferencia de los resultados obtenidos de la
(Muestra B) del proyecto de Sergio Renato García Montoya que es mayor el
compuesto carbofuran y metil paration y contrasta una igualdad en los dos
proyectos de clorpirifos.
Figura 16. Relación de resultados de compuestos organofosforados comparados con otros autores García, 2015
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
Carbarilo Carbofurano Clorpirifos Malation Paration-metilo
0,07
0,08
0,06
0,12
0,09
0,01
0,1
0,06
0,02
0,1
mg/kg
Compuestos organofosforados
Illescas Dayana y Lopez Patricio Sergio Renato García Montoya MUESTRA B
66
Se dedujo que, por las técnicas de agricultura tradicional se presentan altos
índices de contaminantes como se refleja en las figuras 15 y 16, se contempla que
el índice mayor de la muestra de Illescas Dayana y Lopez Patricio es el malation
con un valor de 0.12 mg/kg mientras que el límite menor de clorpirifos 0.06 mg/kg
teniendo una igualdad con los datos de muestreo de Sergio García, y unos valores
superiores de carbofuran y metil paration en la muestra B.
67
4.4 Propuesta de tratamiento y recirculación del efluente para evitar la
contaminación de suelos en la bananera San Jacinto
Los sistemas de recirculación de agua de nutrientes ricos o sistema de riego de
circuito cerrado proporcionan beneficios y una mejor eficiencia en el uso del agua
mediante la reducción de la pérdida de agua y la reintegración de nutrientes al
medio ambiente. Por lo que reducir sustancialmente la contaminación de los
recursos hídricos mediante efluentes en los sistemas de circuito cerrado contribuye
a reducciones considerables en el consumo de fertilizantes siendo beneficios y
propone estrategias más prometedoras destinadas a minimizar la contaminación
del agua, suelo y reducir el consumo de agua de los sistemas.
Sistema de recirculación para la finca San Jacinto
A continuación, se presenta en la figura 17 el siguiente diseño y criterios previos
del sistema de recirculación de agua para la finca bananera San Jacinto:
Figura 17. Diagrama de flujo del sistema de Filtración Gruesa Dinámica y sus criterios del proceso de recirculación Autor, 2020
68
Principales componentes de Filtración Gruesa Dinámica (FGDi):
Cámara de filtración
Es la zona donde se realiza el proceso de tratamiento y el lugar donde se ubica
el lecho filtrante, los medios de soporte y el sistema de drenaje. Galvis & Latorre
(1999) menciona que, normalmente la altura total del filtro es de 0.70 m, con
paredes verticales construidas generalmente en concreto reforzado.
Lechos filtrantes y de soporte
El medio filtrante está conformado por tres capas de grava con tamaños que
varían entre 3.0 y 25.0mm. La capa más fina se coloca en la superficie y la más
gruesa sobre el fondo de la unidad, cubriendo el sistema de drenaje o múltiple
recolector (Galvis & Latorre, 1999).
Tanto la grava de fondo como la intermedia funcionan como lechos de soporte,
y contribuye en la remoción de material suspendido.
Estructuras de entrada y salida
La estructura de entrada debe incluir elementos que permitan la disipación de
energía, el control, la medición y distribución de flujo y el vertimiento de excesos.
Galvis & Latorre (1999), menciona que, el diseño de Filtro Grueso Dinámico,
contribuye significativamente a la adecuada operación y mantenimiento del sistema
de tratamiento en general.
Sistema de drenaje y cámara de lavado
El sistema de recolección tiene el propósito de captar lo más uniforme posible,
el agua tratada durante la operación normal de filtración, así como también, colectar
el agua de lavado y drenar la unidad cuando se realizan las actividades de
mantenimiento.
Accesorios de regulación y control
69
Galvis & Latorre (1999) menciona que, el tipo y número de accesorios utilizados
en las unidades de Filtro Grueso Dinámico y otros componentes incluyen válvulas
para regulación de caudal, válvulas para desagüe y 115 válvulas de apertura rápida
para drenaje de filtros gruesos. Otros elementos hidráulicos como vertederos de
aforo, reglillas de aforo y Válvulas de Apertura Rápida. Las Válvulas de Apertura
Rápida pueden ser de tipo mariposa, compuerta o de globo, y pueden ser
construidas en materiales como hierro fundido, acero inoxidable o PVC.
4.4.1.1 Planta del sistema de recirculación
El sistema de recirculación constará, de un tanque de almacenamiento de agua
de aproximadamente 2500 L y una bomba de 0.50 hp para llevar el agua de vuelta
a las piscinas donde se realiza el proceso de la post cosecha de banano.
Figura 18.Planta del sistema de recirculación de Filtro Grueso Dinámico Galvis & Latorre, 1999
70
4.4.1.1.1 Costos de implementación de la planta del sistema de recirculación
La implementación de un sistema de filtración dinámica gruesa, generara costos
aproximados en el empleo de mano de obra, materiales de construcción y de
material filtrante. Teniendo en cuenta el tiempo de construcción que será de 15 días
aproximadamente.
Se detalla en la tabla 11 los costos aproximados del empleo de
técnicos/ingenieros y albañiles para la construcción de la planta del sistema de
recirculación de la finca San Jacinto.
Tabla 11. Mano de obra y asistencia técnica Personal
Capacitado Cantidad Unidad Costo unitario
Importe
(USD)
Técnico o
ingeniero 1 persona 500 500
Albañiles 2 persona 30.00 c/u por día x
15dias 900
Subtotal 1400
Autor, 2020
Se muestra en la tabla 12 el costo de los materiales de construcción de la planta
del sistema de recirculación para la finca San Jacinto.
71
Tabla 12. Materiales de construcción para la planta del sistema de recirculación
Materiales Cantidad Unidad
Costo unitario Importe (USD)
Sacos de cemento 20 q 8 160
Arena de cantera 6 m3 60 360
Grava 1 m3 100 100
Tablas semidura 60 4 240
Clavos 2 l l 0,9 1,8
Tubería 110 mm 8 mm 12,13 97,4
Bloque vibrado 600 Unidad 0,3 180
Tubería 50 mm 8 Unidad 8,25 66
Tanque de agua de 500 l 1 l 70 70
Bomba 0.5 Hp 1 hp 245 245
Subtotal 1520,2
Autor, 2020
En la tabla 13 se determinaron los materiales filtrantes del sistema de
recirculación para la finca bananera San Jacinto.
Tabla 13.Materiales filtrantes del sistema de recirculación
Materiales Cantidad Unidad Costo
unitario
Importe
(USD)
Arena gruesa 1 m3 6 6
Grava fina (Chispa) 1 m3 12 12
Grava gruesa 3/4 1 m3 12 12
Subtotal 30
TOTAL 2950,2
Autor, 2020
72
Propuesta de biofiltro para la finca San Jacinto
El diseño del biofiltro se realizará mediante la utilización de cascarilla de arroz,
cascará de maíz, lombriz roja californiana (Eisenia foetida) y sustrato de nitrógeno,
fosforo y potasio (NPK). Según estudios de (Romero, 2020) demostró que a mayor
tiempo en lechos biológicos tienen mayor efectividad de degradación de pesticidas.
El lecho biológico estará ubicado en la disposición final de la planta de
tratamiento de recirculación, donde se encuentra una tubería de desagüe que
conduce el agua que ha sido recirculada y tratada de las dos piscinas de la post
cosecha para su descarga final al canal de agua que se encuentra ubicada en la
finca bananera san Jacinto, la cual, reducirá significativamente la carga
contaminante de pesticidas utilizados en la actividad agrícola de la post cosecha
de banano.
73
5 Discusión
Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura (2018) determino
salidas viables como la aplicación de lechos biológicos, siendo una de las
alternativas para disminuir riesgos de contaminación por plaguicidas. El método
empleado por IICA contienen una biomezcla que ayuda a acelerar el proceso
natural de biodegradación de los plaguicidas. Por tal razón, se concuerda con la
investigación realizada donde optamos en proponer la aplicación de lechos
biológicos que disminuye la carga contaminante de pesticidas en base a cascarilla
de arroz, lombriz californiana, sustrato N P K y cascarilla de maíz.
Perez, y otros (2009) determinaron la presencia de pesticidas organofosforados
en suelo de plantaciones de brócoli, con el método de cromatografía de gases, el
cual determinaron parámetros como Malation 0.14 mg/kg, paration metil 0.15
mg/kg, Lo cual se contrasto los valores del Malation 0,12 mg/kg; paration metil 0,09
mg/kg demostrando que los parámetros de los compuestos organofosforados de
Pérez y otros son mayores a los obtenidos en suelos de la bananera San Jacinto.
Stoytcheva & Zlatev (2011) demostró que, el uso de compuestos
organofosforados son más aplicados en las zonas agrícolas por la eficiencia del
uso y menor toxicidad, a pesar de esto los organofosforados han registrado efectos
severos sobre la salud humana y el medio ambiente. Durante el 2005 y 2011, hubo
115 publicaciones basadas en el tema y varios autores concuerdan que la técnica
más factible para determinar plaguicidas organofosforados es la cromatografía. Los
resultados de los autores de las reseñas evaluados demostraron:
La metodología para la extracción de pesticidas en muestras de sedimentos
determinada por la técnica de cromatografía, el límite de detección de clorpirifos es
de 0,13 mg/kg (Hassan, Farahani, Shamsipur, & Damerchili, 2010). Por otro lado,
74
la investigación realizada del proyecto en suelos de la bananera San Jacinto, se
detectó el límite de clorpirifos a 0,06 mg/kg mediante la técnica de cromatografía.
Contrastando que, los pesticidas en suelos sedimentados poseen mayor
concentración.
Mientras que el método aplicado en suelos de cosecha del mango se desarrolló
simultáneamente en 14 residuos de pesticidas, aplicando la técnica de
cromatografía, cuyos resultados obtuvieron que la presencia de malation es de 0,03
mg/kg y la de metil paration es de 0,02 mg/kg. De la misma forma, el estudio del
proyecto se demostró que en suelos de post cosecha de banano se obtuvieron
resultados de malation 0,12 mg/kg y de metil paration 0,09 mg/kg; deduciendo que
los componentes son mayores que los de Menezes, Neves, & De Paula, (2010).
75
6 Conclusiones
En conclusión, se determinó el grado de concentración de los plaguicidas en
suelos de la finca bananera San Jacinto, obteniendo resultados tanto descriptivos
como cuantitativos para una mejor interpretación de datos. Este proceso como ya
ha sido evidenciado se realizó mediante análisis físico químico en laboratorio,
aplicando el método de cromatografía de gases, análisis del potencial de hidrogeno
y textura de muestra.
Por otra parte, Carbofuran (0,07mg/kg); Carbaril (0,08 mg/kg); Clorpirifos (0,06
mg/kg); Malation (0,12 mg/kg) y Metil Paration (0,09 mg/kg) son compuestos
representativos del conjunto de plaguicidas detectados en el análisis de suelos.
Estos, fueron comparados con distintos resultados hallados mediante bibliografía
especializada, concluyendo que las presencias de estos compuestos en su
totalidad son mayores en comparación a los análisis de suelos bibliográficos
especializados.
La presencia de plaguicidas detectados en suelos de la bananera San Jacinto
se contrastaron con normativas ambientales vigentes, concluyendo que estas
poseen porcentajes altos referentes a las normativas, por medio de esto pudimos
proponer un sistema de recirculación de agua con la finalidad de disminuir la carga
contaminante con presencia de plaguicidas de los recursos naturales, reducir la
huella hídrica, e impactos paisajísticos y visual.
Los beneficios de las unidades agrícolas son positivos por lo que se favorecieran
de un producto de orgánico, mejorara la calidad de suelos lo cual beneficiara el
ambiente y los organismos que viven en el mismo. Se tendrán monitoreos
paulatinos para consolidad una base de datos.
76
7 Recomendaciones
Mediante el análisis en el laboratorio se demostró que los pesticidas están
presentes significativamente en suelos agrícolas por ello se recomienda incentivar
la investigación en temas de contaminantes organofosforados en suelos y agua,
puesto que, por su escasa importancia que posee este compuesto en el ámbito
agrícola denota amplia afectación al ambiente y a la salud de las personas.
Para esta investigación se presentó una comparación de datos obtenidos y
bibliografía especializada de compuestos organofosforados la cual se constató un
déficit de datos en los diferentes componentes por ello se propone a dejar el tema
abierto sobre los compuestos organofosforados en suelo para que los estudiantes
y profesionales puedan continuar con estudios pertinentes, ya que el caso
planteado es de suma importancia para el ambiente.
Ejecutar programas de socialización en temas de pesticidas en la Parroquia
Barbones, por el abuso excesivo de pesticidas por parte de la agricultura
tradicional, enfatizando los daños que producen al ambiente y salud mediante
charlas e incentivos por parte de productores químicos y GAD’s municipales.
Mediante la disertación de los resultados mediante las normativas nacionales e
internacionales se propone una mejora al marco jurídico y se tome en consideración
los compuestos organofosforados en la normativa ambiental Ecuatoriana vigente:
anexo 2, del libro VI del texto unificado de legislación secundaria del ministerio del
ambiente: norma de calidad ambiental del recurso suelo y criterios de remediación
para suelos contaminados.
77
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86
9 Anexos
9.1 Anexo 1. Levantamiento planimétrico y ubicación
Figura 19. Levantamiento planimétrico de la finca bananera San Jacinto
87
Figura 20. Ubicación geográfica de la bananera San Jacinto
9.2 Anexo 2. Registro fotográfico
Figura 21. Instalaciones de la bananera San Jacinto
88
Figura 22. Toma de muestras de suelos en la finca bananera San Jacinto
Figura 23. Muestra compuesta seleccionada
89
Figura 24. Entrega de muestras al Grupo Químico Marcos
Figura 25. Análisis de textura con el método de bouyucos
90
Figura 26. Determinación del pH en el laboratorio de suelos, plantas y agua de la Universidad Agraria del Ecuador
91
9.3 Anexo 3. Informe de ensayo
Figura 27. Resultado de compuestos organofosforados proporcionados por el Grupo Químico Marcos
92
Figura 28. Resultados de compuestos organofosforados proporcionado por el Grupo Químico Marcos.
93
9.4 Anexo 4. Normativas ambientales vigentes
Figura 29. Límites Máximos Permisibles del Acuerdo Ministerial 097-A
94
Figura 30. Límites Máximos Permisibles de la Resolución 33 Exenta de Chile.
95
Figura 31. Límites Máximos Permisibles de la Resolución 33 Exenta de Chile
96
Figura 32. Límites Máximos Permisibles de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y Alimentación
97
Figura 33. Límites Máximos Permisibles de la Unión Europea